电网技术杂志

发表咨询:400-808-1731

订阅咨询:400-808-1751

电网技术杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Power System Technology

  • 11-2410/TM 国内刊号
  • 1000-3673 国际刊号
  • 3.66 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
电网技术是国家电网有限公司主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1957年创刊,目前已被CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版)、JST 日本科学技术振兴机构数据库(日)等知名数据库收录,是国家电网有限公司主管的国家重点学术期刊之一。电网技术在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:面向新一代电力系统和能源互联网的人工智能技术、国家重点研发计划、可再生能源发电与综合消纳技术、直流输电与直流电网、电力市场、电力系统、高电压技术、工程应用

电网技术 2018年第12期杂志 文档列表

电网技术杂志交直流互联电网仿真
高压直流输电系统功率速升特性分析与提升能力计算方法研究3833-3841

摘要:直流功率调制常用于改善交直流互联电力系统的运行稳定性。针对未来多直流区域可能存在直流功率快速提升的技术需求,分析了直流功率速升后的交直流系统特性,对比了不同直流送受端交流系统强度对直流功率提升能力的影响,指出了直流功率速升的限制因素。然后从交直流系统的稳态模型出发,推导了各主要变量的关系,并在此基础上,考虑直流实际控制系统,提出了一种高压直流输电系统快速功率提升能力计算方法。最后,在MATLAB仿真平台编写了程序代码,同时在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建了相应电磁暂态仿真模型,通过比对程序计算和仿真,结果表明所提算法能够在保证运算精度的前提下,提高直流快速功率提升能力计算的求解速度,可以为实际电网的调度运行提供参考。

MMC-HVDC换流站电流波动抑制策略研究与仿真分析3842-3849

摘要:在交流系统不对称的情况下,模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)阀侧交流电流会出现基频负序分量,可能导致过流使系统闭锁或停运,同时MMC内部电流会出现2倍频零序分量,导致直流系统电流的2倍频波动。为了抑制交流三相不对称引发的MMC交、直流侧的电流波动,通过分析交流不对称条件下的MMC数学模型,提出一种基于通用控制器(universal controller,UC)的换流站电流波动抑制策略。通过对所提出的通用控制器与二阶谐振控制器(second-order resonant controller,SORC)控制效果的对比分析,理论证明采用UC作为电流控制器的MMC闭环系统具有控制精度高、稳定性好且结构简单的优势。利用RT-LAB仿真平台,建立双端31电平MMC—HVDC输电系统模型,对所提控制策略进行有效性验证。仿真结果表明,在交流系统不对称条件下,该文所提控制策略能够有效抑制MMC交、直流侧的电流波动,保证阀侧交流电流的对称性与直流系统的稳定性,提高MMC系统的运行能力。

特高压直流配套稳控系统的典型试验方法与应用3850-3856

摘要:特高压直流输电安全稳定控制系统(简称稳控系统)的试验研究,主要是针对稳控系统与直流控制保护系统(简称直流控保)的信息交互、直流故障判据及损失量计算、系统发生直流故障或联络线路N-2故障等大功率扰动后包括切机、直流调制等稳控策略的协调配合等方面进行功能验证。介绍了目前稳控系统试验研究现状,提出了模块化建模方法,该建模方法将交直流混合网络的外部系统简化成REI节点,并对送端发电机群进行同调判别和等值聚合处理,以模块化设计降低仿真计算的粒度,提高并行计算的加速比和处理器的使用效率,以适应涵盖直流协控与精准切机等稳控措施在内的系统保护技术的大型在环试验需求。基于该方法对直流控制保护系统功能进行仿真建模,实现RTDS与被试稳控系统的接口,搭建特高压直流配套稳控系统的RTDS仿真试验平台,利用该平台对鲁固特高压直流工程开展稳控策略研究和系统功能验证,仿真试验结果验证了该典型方案的有效性。

基于频率特性的交直流系统次同步振荡分析3857-3863

摘要:针对交直流系统拓扑结构变化频繁造成的次同步振荡模态变化不易确定的问题,提出了一种基于频率特性的交直流次同步振荡仿真分析方法。首先通过戴维南等值原理得到待研究系统的等值系统,搭建相应的仿真模型,然后结合分割等值阻抗与谐波阻抗测量的方法得到系统阻抗的频率特性曲线,最后根据振荡原理对系统进行次同步振荡分析。该方法简单有效,计算过程直接、明确,能准确地对系统进行次同步振荡分析。并在IEEE次同步振荡第一标准模型和单机HVDC系统进行了仿真分析,验证了所提出方法的有效性与精确性,最后通过西北某直流输电系统实例来呈现该方法用于复杂交直流系统的潜力。

基于序分量移频变换的三相交流系统宽频域电磁暂态仿真3864-3871

摘要:随着电网暂态过程复杂度逐步提升,传统交流系统机电暂态仿真和电磁暂态仿真程序逐渐无法满足仿真精度和效率需求。该文在移频分析基础上,提出一种面向三相对称交流电网的序分量移频仿真方法。且特别提出了在节点分析框架下的CP-SCSFA模型,结合相/序分量移频分析模型,实现了三相对称交流系统的序分量移频分析仿真。通过IEEE39节点算例测试表明,所提模型和算法支持具备较宽的仿真步长选择范围,较传统电磁暂态仿真、传统移频仿真和机电暂态仿真具备显著的仿真精度和效率优势。

基于自适应移频分析法的Voltage—Behind—Reactance异步电机多时间尺度暂态建模与仿真3872-3879

摘要:为满足对电力系统多时间尺度暂态过程准确、快速仿真的需要,提出了一种基于自适应移频分析法的voltage-behind-reactance(VBR)异步电机多时间尺度模型。首先,基于希尔伯特变换,将传统电气信号转换为相应的解析信号;进一步,引入灵活的移频变换,利用解析信号构建异步电机暂态仿真模型。这样,移动频率成为可调节的模型参数。所提出的电机模型通过设置不同的移动频率,能够同时实现准确的高频暂态过程仿真和高效的低频暂态过程仿真。当移动频率等于零时,该模型与传统电磁暂态电机模型等价,可刻画高频暂态过程。当移动频率等于系统基波频率时,该模型适用于大步长仿真,获得低频暂态包络曲线。仿真结果表明,所提出的模型可实现准确和高效的异步电机多时间尺度暂态仿真。

模块化多电平换流器时间尺度变换建模和仿真3880-3887

摘要:模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高电平数限制了电磁暂态仿真的速度,提出一种基于时间尺度变换的MMC快速电磁暂态模型。时间尺度变换的主要特点是利用单相实数信号构造解析信号,然后利用解析信号的旋转特性,进行二维坐标系旋转变换,降低原信号频率实现大步长仿真。时间尺度变换按相进行,避免了Park变换三相不对称时的倍频问题。结合时间尺度变换原理和MMC开关函数,分别建立了时间尺度变换后二维旋转坐标系下MMC单个子模块和桥臂戴维南等值的大步长仿真模型,编程开发了相应模型并与PSCAD/EMTDC中搭建的MMC详细模型进行了对比分析,验证了文中方法的有效性和模型的高效性。

基于ADPSS的含背靠背MMC-HVDC系统的交直流电网机电-电磁混合仿真研究3888-3894

摘要:基于模块化多电平换流器的背靠背柔性直流输电系统(back to back modular multilevel converter based high voltage directcurrent,Back-to-BackMMC-HVDC)可实现区域电网的异步互联,提高电网可靠性。为更好地研究背靠背MMCHVDC接入后的交直流系统互耦特性,需建立兼顾区域电网仿真效率与精确模拟MMC-HVDC系统动态特性的交直流混合模型。研究了MMC-HVDC运行原理与控制策略,基于电力系统全数字仿真装置(advanceddigitalpowersystem simulator,ADPSS)搭建含背靠背MMC-HVDC系统的交直流电网机电-电磁混合模型。通过仿真对比,验证了上述MMC-HVDC电磁暂态模型及其控制系统的正确性;基于混合模型进行了交直流电网机电-电磁混合仿真研究,并与对交流大电网进行等值简化后的纯电磁模型进行对比分析。结果表明,与将交流电网等效为理想电压源加等值阻抗的纯电磁暂态模型相比,混合仿真模型可更好地体现交流系统特性,更贴近实际工程,为研究交直流互联电网提供了较好的参考。

基于HYPERSIM的直流输电系统数模混合仿真接口技术研究3895-3902

摘要:数模混合仿真接口技术是实现直流输电数模混合仿真的关键技术。该文基于HYPERSIM研究了直流输电系统数模混合仿真模型中的数字侧接口、数模混合接口和直流控保装置侧接口。对数字侧接口的软件配置方法进行了详细研究,针对超级并行计算机提出了优化的解耦和优化的子任务映射方法,确保直流控保装置接入后数模混合仿真系统以50μs的仿真步长实时仿真。研究了电气量模数转换和光纤数字协议通信两种数模混合仿真接口技术,并对其转换原理、同步方式和延时进行了详细研究,信号的单向传输过程均有1个步长的延时,该延时不影响直流系统的响应特性,无需进行补偿。研究了适用于数模混合仿真的直流控保装置的接口配置方式。建立了直流输电系统数模混合仿真模型,通过仿真试验表明该接口技术的有效性。该接口技术可推广应用至接入物理控制器的FACTS、风机等数模混合仿真系统。

多端柔性直流输电系统数字物理混合仿真技术3903-3909

摘要:为解决功率接口所引起的稳定性下降问题,提出一种基于阻尼阻抗功率接口算法的多端柔性直流输电系统数字物理混合仿真方法。根据阻尼阻抗法开环传递函数特性,得出阻尼阻抗与物理仿真系统等效阻抗匹配原则。分类讨论并计算不同工况下物理仿真系统的等效阻抗,实现对阻尼阻抗的实时匹配,进而提升数字物理混合仿真系统的稳定性与精确性。提出了一种针对直流电压接口的延时补偿方法,解决功率接口延时补偿问题,降低接口延时带来的仿真误差。搭建了四端柔性直流电网数字物理混合仿真平台验证所提出的接口算法,对混合系统进行不同工况下的仿真试验,结果表明,所提出的数字物理混合仿真方法可以对接口延时进行高效补偿,在传输功率变化、换流站闭锁等情况下可以保证系统稳定运行。

电网技术杂志国家重点研发计划
基于两输入/输出闭环传函的PMSG网侧变流器次同步频率分量响应特性分析3910-3917

摘要:永磁直驱风电场发生次同步振荡时,由于风机变流控制系统对馈入的次同步频率分量的响应作用,会产生多个次/超同步频率电压,幅值过高时甚至影响风场的电能质量及动态无功补偿装置等的正常运行。采用两输入两输出(TITO)闭环传递函数方法揭示了直驱风电场次/超同步频率电压的产生机理及其解析计算方法。首先,针对永磁直驱风机并网系统,推导其两输入两输出闭环传递函数。在此基础上,分析变流控制系统参数及交流系统参数对响应特性的影响,并与采用单输入单输出闭环传递函数及开环传递函数所得分析结果对比,结果表明TITO闭环传递函数更准确地体现变流控制系统次同步频率分量响应特性,计算电压幅值更准确。最后采用时域仿真方法验证了次/超同步频率电压的存在以及参数变化对电压幅值的影响。

抽水蓄能机组复杂空载工况增益自适应PID控制3918-3925

摘要:针对抽水蓄能机组低水头空载工况频率易波动、常规PID控制对不同水头空载工况适应性不强及现有用于控制参数优化的抽水蓄能调节系统模型过于简化的问题,提出了非线性抽水蓄能机组精细化模型的增益自适应PID控制方法(Heuristic gain—scheduling nonlinear PID,HGS-NPID),建立了基于特征线法和改进Suter变换的抽水蓄能调节系统精细化模型,利用人工羊群算法(artificial sheep algorithm,ASA)优化该模型的控制参数,讨论了HGS-NPID控制在不同水头空载开机和空载频率扰动时的应用;仿真结果表明:“抽水蓄能机组精细化模型的HGS-NPID控制”既能充分适应调节系统水击、水泵水轮机强非线性以及各模块间耦合特性,又能改善常规PID及分数阶PID(FOPID)在不同水头尤其是低水头条件下空载工况的动态品质。

计及攻击损益的跨空间连锁故障选择排序方法3926-3934

摘要:为了揭示电网信息物理系统(power grid cyber-physical systems,PGCPS)中由信息攻击引发跨空间连锁故障的演化过程及爆发可能性,从攻击者视角提出了一种基于攻击损益原则的跨空间连锁故障选择排序方法。首先,分析攻击者在此类故障演化过程中的推动作用,构建故障演化过程的有向攻击图,将此类故障抽象为攻击路径;进而,综合考虑攻击代价与攻击收益等因素,提出各攻击路径的攻击损益值计算方法,并探讨不同条件下攻击者对各攻击路径的倾向性选择排序,以推断不同跨空间连锁故障爆发的可能性;最后,在基于CEPRI-36节点的PGCPS仿真环境中,模拟攻击者对各类跨空间连锁故障的倾向性选择并予以仿真验证。

多受端梯级水电站厂网多目标协调优化调度模型3935-3940

摘要:金沙江下游-三峡等巨型梯级水电站具有多个受电区域,其发电调度需要兼顾水能利用率和受端需求,在与各受电区域负荷协调的基础上提高发电效益。为此,以梯级发电量最大、各受端电网剩余负荷平方和最小为优化目标,建立多受端梯级水电站厂网多目标协调优化调度模型。溪洛渡、向家坝、三峡梯级水电站的实例应用表明,该模型能够满足电厂与多个受电网协调的需要,同时获得水电站优化调度和合理的负荷网间分配方案,多受端协调的效果主要受到水库调节能力和负荷特性差异的影响。

基于分段下垂的交直流混合微电网自主协调控制3941-3950

摘要:针对孤岛运行的交直流混合微电网,提出一种功率协调控制策略。为了实现交直流混合微电网在子微网间无互联通信条件下交流频率和直流母线电压的稳态无差运行,对可调度型分布式电源设计分段下垂控制。在Ⅰ段下垂控制中,增加前馈补偿控制,实现系统频率和直流母线电压二次调整;在Ⅱ段下垂控制中,通过对双向功率变换器实施合理的交换功率管理,实现子微网间功率自主协调,并运用高次幂函数改进下垂控制。最后,通过Matlab/Simulink进行仿真分析,验证了所提控制策略不仅能够实现双向功率变换器交换功率的合理流动,并且在无需子微网间通信情况下有效改善交直流混合微电网的稳态性能。

适用于VSC-MTDC系统的电压功率分层分布式控制策略3951-3959

摘要:直流控制技术是保障多端柔性直流电网安全稳定运行的关键技术。以多端柔性直流(multi-terminal voltage source converter direct current,VSC-MTDC)系统为研究对象,提出了基于分布式平均算法的分层分布式控制策略,解决了直流下垂控制中有功功率和直流电压之间的冲突控制问题。该策略通过调节控制参数,相当于赋予了电压控制和功率控制不同的权重,并根据权重的设置实现2个控制目标之间的有效平衡。该控制策略对通信带宽要求不高,分布式的结构使其具有更高的灵活性和更多的冗余。利用分布式平均算法的特性保证控制参数在任意初值下收敛(正常运行情况下),在通信不对称、非同步和有时延的情况下仍能保持较高的可靠性。该控制策略的通信拓扑与网络拓扑无关,可根据需求设计。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了基于该控制策略的VSC-MTDC系统模型,验证了控制策略的有效性。

变压器零模涌流解析分析及其等值电路3960-3968

摘要:变压器(尤其是高压绕组内置型高阻抗变压器)空投产生幅值大且衰减缓慢的零模涌流,导致变压器甚至相邻线路零序保护误动现象常有发生。产生零模涌流的主要原因是变压器三相铁芯饱和不一致,目前尚缺乏这一复杂过程的解析方法和零模涌流等值电路。文章推导了能反映不同类型变压器参数差异的零模涌流解析表达式并构建了零模涌流等值电路,分析了参数变化对涌流大小的影响并解释了零模涌流衰减特性。分析表明,对于同一台变压器,前一次的分闸角θ和该次空投的合闸角α共同决定了零模涌流的大小和波形。数学解析复现了4组典型工况的零模涌流波形,并通过现场录波进行了验证。进而提出了减小副方三角绕组自漏感和增加二次谐波比判据的零序保护应对思路。

多端交直流混合配电网直流故障时交流系统贡献短路电流的机理和实用计算方法3969-3976

摘要:多端交直流混合配电网中,交流系统对直流故障特性的影响机理是影响系统保护设计的重要因素。针对多端交直流混合配电网直流线路发生故障后,交流系统对短路电流的影响和贡献开展全面研究。首先,详细分析了直流线路发生极间短路故障后的故障电流特性及交流系统对故障电流的贡献。在此基础上,推导了交流系统贡献电流的解析表达式,提出了交流系统贡献电流的稳态平均值、暂态峰值以及峰值时间的实用计算方法,所提方法显著简化了系统短路电流的计算。最后,对所提方法进行了仿真研究,仿真结果表明故障发生时刻对交流系统贡献短路电流特性的影响很小,所提方法在不同过渡电阻和故障距离时都能保证较高精度,证明了所提计算方法的正确性。