电工技术学报杂志社
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电工技术学报杂志

《电工技术学报》杂志在全国影响力巨大,创刊于1986年,公开发行的半月刊杂志。创刊以来,办刊质量和水平不断提高,主要栏目设置有:电机电器、电力系统、电工理论、自动控制等。
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电工技术学会
  • 国际刊号:1000-6753
  • 国内刊号:11-2188/TM
  • 出版地方:北京
  • 邮发代号:6-117
  • 创刊时间:1986
  • 发行周期:半月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:3.2
  • 综合影响因子:2.919
相关期刊
服务介绍

电工技术学报 2014年第02期杂志 文档列表

电工技术学报杂志微电网及控制技术

微电网关键技术研究

摘要:微电网是发挥分布式电源效能的有效方式,具有巨大的社会与经济意义。由于分布式电源的多样性及微电网运行方式的复杂性,使得微电网的规划设计、运行调度、保护控制和仿真实验等方面与传统电力系统有较大区别。本文阐述了微电网中各项关键技术研究中的关键问题与研究现状,并且探讨了对未来微电网研究的方向。
1-12

主动配电网规划关键问题与研究展望

摘要:面对资源环境压力与节能减排的双重压力,电力工业亟待低碳转型。主动配电网( ADN)有机整合先进信息通信、电力电子及智能控制等技术,为实现分布式可再生能源大规模并网与高效利用提供了一种有效解决方案,对支撑低碳经济发展具有重要战略意义。本文首先简要介绍了 ADN的技术特点及内涵理念;其次,结合国内外相关示范工程,阐述了 ADN的技术可行性及其低碳潜力;在此基础上,重点对 ADN 规划问题进行探讨:通过与传统配电网及微电网技术进行对比,提出了 ADN 规划一般性框架;基于国内外研究现状,从电力负荷预测、规划资源特性、集成设计模式、优化规划方法及成本效益分析等5个方面提出了该领域的关键问题和未来主要研究方向,并深入分析了其中的研究难点;最后,对研究思路及技术路线提出了相关建议。
13-23

微网主从控制模式下的稳定性分析

摘要:主要研究主从控制模式下微网独立运行时的稳定性问题。基于离散时间状态方程的微网数学模型,通过特征值理论分析和 PSCAD 仿真结果验证,发现当主电源电压环比例增益、从电源数量或负荷等参数发生变化时,系统特征矩阵中一对高频共轭复特征值会到达z域单位圆外,导致系统不稳定,交流母线电压和各分布式电源输出电流中出现高频振荡分量。提出在主电源电压环电压反馈通道中加入基于二阶通用积分环节的带通滤波器,能有效改善系统的稳定性,保证系统稳定运行。
24-34

工业用光伏微网运行策略优化与经济性分析

摘要:针对工业用户,以工业用光伏微网系统为研究对象提出了运行策略优化和经济性分析方法。所考虑的经济性指标包括单位电能成本、污染物减排收益和投资回收期;运行策略的优化考虑了不同的并网策略、是否配置储能单元、当地太阳辐射强度等环境因素和系统建设、运行中的各种具体成本,以进一步提高系统的经济性及其带来的污染物减排收益。算例以安装在广东的一个500kW工业用光伏微网系统连续3个月的运行数据为基础进行仿真分析,结果表明经过优化的储能系统的加入有效地提高了系统的经济性和环境效益,同时系统参与大电网削峰填谷的能力也得到了增强。此外,本文也研究了不同参数的敏感性分析和不同安装地点对系统经济性的影响。研究结果对于设计类似的工业用光伏微网系统提供了一定的借鉴并为光伏微网系统的决策者提供决策基础。
35-45

级联储能变换器直流链纹波电流的抑制策略

摘要:储能系统既能作为电源,又可以作为负荷,在微网中起着双向调节的重要作用。随着微网中储能技术的应用,级联多电平变换器作为一种新颖的储能功率调节系统( PCS)开始被广泛研究。级联储能变换器的H桥直流链电流包括直流分量与纹波电流分量,纹波电流分量会对电池储能系统性能产生不利影响。论文首先研究了H桥直流链电流中纹波电流形成的机理,建立了H桥纹波电流电路模型,研究了直流链纹波电流的传输特性与影响因素;在此基础上提出了基于直流有源滤波器(DC-APF)的级联储能变换器电路拓扑,研究了利用直流有源滤波器抑制 H 桥直流链纹波电流的控制策略,最后通过仿真显示了该方法的有效性。
46-54

基于风光联合概率分布的微电网概率潮流预测

摘要:风力发电和光伏发电是微电网的重要发电单元。考虑到风速和光照对微电网潮流的影响具有一定的相关性,对微电网潮流的联合概率分布进行预测,可以减轻风速和光照的随机性对微电网运行的不利影响,为微电网的能量管理奠定基础。在风力发电和光伏发电功率预测的基础上,先对微电网潮流进行确定性预测,再将马尔科夫链和拉丁超立方抽样相结合,分别对微电网潮流的条件联合概率分布和非条件联合概率分布进行预测。仿真结果表明,条件联合概率分布计算方法得到的置信区间更具有参考价值。所得结论为进一步分析和优化系统运行提供了理论依据。
55-63

计及负荷与储能装置协调优化的微网可靠性评估

摘要:微网中负荷与储能装置的协调优化是促进可再生能源的利用,提高微网运行经济性的重要手段,但同时将直接改变用户的用电习惯和储能装置的运行特性,进而影响微网的可靠性。本文通过建立负荷与储能装置的协调优化模型,并基于时序蒙特卡洛模拟法,将该模型与微网可靠性评估相结合,实现在微网可靠性评估中计及负荷与储能装置协调优化的影响。此外,定义了新的负荷、储能装置以及微网整体的可靠性指标,对该影响进行定量化评估。通过算例分析,验证了上述模型、方法及指标体系的有效性。计算结果表明,计及负荷与储能装置协调优化影响使得评估更加符合微网的运行实际,对制定合理的微网运行方案,提高其可靠性和经济性具有重要的意义。
64-73

基于搜索矢量拟态物理学算法的微电网脆弱性评估及重构

摘要:借鉴大电网脆弱性的定义,考虑微电网数学模型和元件的可靠性参数,提出加权复杂网络参数及微电网节点和线路运行综合灵敏度,形成微电网脆弱性评价体系,在此基础上建立考虑联网/孤岛两种运行模式的微电网重构数学模型。模型以微电网综合脆弱度最小为目标函数,选取美国微电网CERTS为算例,采用搜索矢量拟态物理学(SV-APO)算法进行优化计算。结果表明所述模型能根据微电网固有的网络结构参数和运行状态及时正确地给出微电网的重构及运行方案,可为日后微电网安全运行维护及改造提供参考。
74-81

基于实时数字仿真的微电网数模混合仿真实验平台

摘要:研究了基于RTDS的微电网运行和综合监控系统数模混合仿真实验平台,主要包括RTDS实时数字仿真系统、分布式电源控制系统和微电网运行与综合监控系统(EMS/SCADA)三部分。RTDS实时数字仿真系统对微电网中的网络结构、各分布式电源和负荷的主回路电气部分和相应控制系统进行实时数字仿真模拟,并通过相应模拟量和数字量的输入输出接口与外部分布式电源控制系统和微电网综合监控系统进行实时数据交互,实现软件和硬件结合的闭环仿真。最后基于该方法,搭建了针对风柴储独立微电网系统的数模混合仿真实验平台,可对微电网协调控制策略和能量管理策略等关键技术进行有效验证。
82-92

一种基于投影积分算法的微电网稳定性仿真方法

摘要:微电网中形式各异的分布式电源使其在动态响应上体现为多时间尺度特征,其稳定性仿真算法在数值稳定性和计算效率方面需要满足更高的要求。本文提出一种基于投影积分算法的微电网稳定性仿真方法,每一个投影积分步由若干小步长积分步(内部积分器)和一个大步长积分步(外部积分器)组成,仿真步长及投影步长可根据系统快、慢动态响应的时间常数选取,可有效实现传统显式积分算法数值稳定性的提升,且为2阶精度算法。以一个低压微电网为例,通过与商业仿真软件的仿真结果进行比较,验证了算法的正确性和有效性。
93-101

含风/光/柴/蓄及海水淡化负荷的微电网容量优化配置

摘要:多种能源互补的微电网供电模式,是解决未来海岛供电问题的有效途径之一。根据海岛用水需求及海水淡化系统的特点,综合考虑系统运行的经济性及环境效益,提出了协调海水淡化负荷、蓄电池及柴油发电机运行的功率分配策略。在此基础上,提出了含风/光/柴/蓄及海水淡化负荷的微电网多目标容量优化配置模型,建立了含系统投资运行成本和可再生能源利用比例的目标函数,构造了考虑微网、储能及柴机运行特点的约束条件,并采用自适应多目标差分进化算法进行求解。最后,以某地区海岛微电网为实例,通过建模、求解及分析,结果验证了所提优化配置方法的有效性,为海岛微电网的规划设计提供了理论依据和技术支撑。
102-112

风柴储海水淡化独立微电网系统能量管理方法

摘要:针对包含大型风力发电机、柴油发电机、储能及海水淡化的独立微电网系统,本文首先根据其运行目标和运行特点提出了独立微电网系统的两种运行模式,然后针对两种运行模式提出了基于超短期风速预测的微电网实时能量管理调度策略。采用基于遗传算法-神经网络(GA-BP)的预测模型进行风速预测,并根据超短期预测结果,确定当前系统的运行模式,制定海水淡化负荷的投切计划,以及风机输出功率的限制指令,从而在保证系统稳定运行的基础上,实现可再生能源发电出力与负荷的实时平衡,从而达到减少柴油发电机运行时间、充分利用风力发电的目标。最后采用基于实时数字仿真(RTDS)搭建的数模混合仿真平台针对两种运行模式的控制策略进行了仿真验证,实验结果表明本文所提策略的可行性和正确性。
113-121

多时间尺度协调控制的独立微网能量管理策略

摘要:作为智能电网中管理分布式电源的有效技术手段之一,微网得到了越来越多的重视。在全面考虑柴油发电机组与需求侧管理负荷运行特性的基础上,建立了适用于独立型微网能量优化模型。此外,模型采用雨流计数法精确考虑网内储能设备的运行成本。优化模型以微网运行成本最低为目标,从日前与日内两个时间尺度对微网能量进行协调控制,优化各发电单元和需求侧管理负荷的启停机状态及其有功出力值。最后以某实际微网为例,验证了本文所提模型及算法的有效性。
122-129

一种微网系统孤岛运行条件下的能量管理策略

摘要:根据微网系统运行特点,分析了微网系统中分布式发电单元和储能单元孤岛运行条件下的控制策略。为保证分布式电源出力和负荷波动时微网系统中能量供需平衡及其快速动态响应特性,提出了一种分布式发电单元和蓄电池储能单元间的协同控制能量管理策略,选取光伏发电单元的直流母线电压作为储能单元切换开关和充电放电电流参考信号标量。为验证文中所提出算法,分别搭建了包括光伏发电单元和储能单元的仿真模型和实验平台,2台2kVA 光伏发电单元采用对等控制作为主分布式单元,蓄电池储能单元采用 PQ 控制作为从发电单元,仿真和实验结果验证了文中所提算法的有效性和正确性。
130-135

微网中下垂控制策略及参数选择研究

摘要:为提高逆变器的P-f和Q-V下垂控制在中、低压网络中的适用性,提出了虚拟电感与外接输出电感的联合控制方式。设计了一种新型逆变器多环控制策略,推导其状态空间方程,建立完整的小信号模型,并依据此提出了虚拟电感与外接输出电感参数选取的“配比原则”。应用该原则可有效降低二者取值,克服了单独使用虚拟阻抗控制对系统稳定性的影响和过大外接输出电感带来的功率损耗问题。在线性和非线性负载两种工况下仿真分析,表明所提出的控制策略和依据“配比原则”所选取的参数不仅提高了逆变器的输出感抗,降低线路参数对下垂控制的干扰,而且精确微网电源间功率分配,有效抑制环流。本文为传统下垂控制在中、低压网络中应用提供了依据。
136-144

改进型微源下垂控制策略研究

摘要:传统无互联线微源“功率-电压-电流”三环下垂控制方法在微网系统中受到广泛关注,但其功率分配效果受线路阻感比的影响较为严重,文章分析了两种现有解决方案:利用参数调节使微源等效输出阻抗为感性的方法,其调节能力有限,优化效果不佳;利用虚拟阻抗串联改变微源输出阻抗的方法能大范围调节微源等效输出阻抗,但孤岛模式下微源输出端电压会出现明显跌落。为此本文在已有控制方法基础上,提出一种改进微源虚拟阻抗下垂控制策略,将虚拟阻抗等效为虚拟同步发电机电抗,利用虚拟阻抗压降实现微源输出电压的下垂特性,减小了微源的电压跌落。该策略无Q-V下垂控制外环,控制简单。最后通过仿真以及微源并联实验,对改进前后控制方法的性能进行了对比,证明了所提出方法的有效性。
145-152

高压微网运行模式切换控制策略

摘要:以未来可再生电能传输和管理(FREEDM)网络为研究对象,提出一种新型电压模式控制策略,用于实现FREEDM网络联网与孤岛模式间的切换。由于始终将并网逆变器控制为电压源,因此避免了运行模式变化时控制策略的切换,并采用改进的相角下垂控制取代传统频率下垂控制,使微网频率与输出功率分离,降低切换难度。联网运行时,将功率偏差作为反馈量加入到下垂控制环节,实现逆变器的恒功率输出。重新设计同步调节器,使微网进入联网模式时准同期并网,进入孤岛模式时降低脱网过程对微网的冲击,实现平滑过渡。仿真分析表明,本文所提出的控制策略可实现快速同步调节,切换过程公共连接点处(PCC)冲击电流较小,可以很好地稳定微网电压和频率,并有效抑制微网电源间环流。
153-162

基于微网主从结构的平滑切换控制策略

摘要:主从结构是微网中常用的一种控制结构。在这种结构中,其中一台为主控逆变器,其余的为从逆变器。并网运行时,主控逆变器需要与电网同步;孤岛运行时,它为从逆变器提供电压参考。本文研究了基于主从控制条件下微网平滑切换控制方法;提出一种适用于微网系统的新型锁相环,可确保微网运行模式的平滑转化,减少切换时的暂态影响,增强了系统的稳定性。文章通过仿真模型和实验样机对文中给出的控制方法的有效性和可行性进行了充分验证。
163-170