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中国电机工程学报 2004年第07期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力工程

加强继电保护与紧急控制系统的研究提高互联电网安全防御能力1-6

摘要：分析了我国电网西电东送、南北互供、全国联网实施过程中可能出现的问题:交、直流并列输电发生故障时,将对保护和控制装置的正确工作产生不利的影响;大功率、远距离输电断面输电能力的充分发挥问题;现有自动装置在动作值和动作时序的不协调,可能会造成网络结构的不稳定问题;稳定性控制系统难以防御小概率、大灾难事故问题;固定的解列点难以保证解列后系统事故不扩大的问题等.提出拓展原安全稳定实时控制的三道防线为四道防线,并指出今后发展各道防线应致力研究的基本理论和核心技术问题,即:研制暂态性能更好、动作速度更快的新型继电保护系统,以减少故障对系统的冲击:在同步相量信息网的基础上,研制不依赖于电力系统模型、参数的暂态稳定预测与紧急控制系统,以提高输电能力并防止同步稳定性破坏:构建基于广域信息系统的全网安全自动装置、后备保护协调动作的网络保护系统,以维护电网拓扑结构的稳定性和安全性,防止连锁跳闸的发生;构建自适应的网络解列系统,以防止电网崩溃并减少停电时间:电力市场环境下保护及紧急控制经济分担原则的研究,调动电力市场各参与方保障运行安全性的积极性.

基于在线辨识的可控串补自适应控制7-12

摘要：以三峡-万县500kV线路可控串补(TCSC)工程为背景,以抑制互联系统低频振荡为目的,提出了基于在线辨识的自适应移相式控制器.该控制器采用Prony方法在线辨识主振荡频率,并据此修改相位补偿环节参数,以消除频率变化对控制策略的不利影响,保证输出有适当的相位;在控制器中采用自动增益调节器,可在电力系统大振荡时用大增益控制,以充分发挥TCSC抑制振荡的能力,在振荡减小后则根据在线信息自动降低增益系数.文中对该控制器与固定串补(FSC)进行了比较,比较结果证明其性能优于后者.这表明该控制器对大电网互联系统低频振荡有良好的抑制作用,对运行条件和故障形式有很好的适应性及鲁棒性.控制器达到了系统对稳定性的要求,三-万线系统的仿真研究也验证了这一点.

相对增益矩阵方法在柔性交流输电系统多变量控制器交互影响分析中的应用13-17

摘要：提出了一种分析FACTS 多个控制回路之间交互影响的新方法:改进相对增益矩阵(Relative gain array,RGA)方法,使其可对合成控制系统不同控制过程之间的交互影响进行分析,以利于设计人员通过考察各输入对输出变量的影响程度,选取控制变量与被控量之间的最佳搭配.为了验证所提出方法的有效性,将其用于指导FACTS阻尼控制器的设计.数字仿真结果表明,利用该方法进行UPFC阻尼控制器附加回路的选取,能取得较满意的效果.

一种基于数学形态学提取电流波形特征的变压器保护新原理18-24

摘要：基于数学形态学方法提取电流波形的局部特征,提出了一种判别变压器励磁涌流和故障电流的新原理.文中利用自定义的峰谷检测器提取出电流波形的峰谷点,在此基础上求取峰谷点之间的形态梯度,进而将其3等分并计算各段形态梯度波形下的面积,根据3段面积的大小规律能够定性地识别出励磁涌流和故障电流.新原理计算量小,易于工程实现.经HYBRISIM的仿真验证,新原理能够有效地区分励磁涌流和故障电流,受 CT 饱和影响小,在性能上优于二次谐波制动判据和波形比较判据.

改进BP神经网络在负荷动静比例确定中的应用25-29

摘要：指出了电力系统负荷动、静组成比例在实际电力系统分析、计算中的重要性,并应用一种改进的BP算法--Levenberg-Marpuardt 反向传播算法来对神经网络进行训练,进而利用人工神经网络(ANN)来确定电力系统综合负荷动、静组成比例为β=F[Y(t),Y(t-1),…,Y(t-n),U(t),U(t-1),…,U(t-n)].其中,β为动态负荷在综合负荷中所占的比例,Y=[P,Q]T,U=[V,f]T.该算法改进了BP神经网络学习速度慢的缺点.应用该方法对仿真数据、动模实验数据和现场实测数据进行了测算,得出了其相应的动、静组成比例.测算结果验证了在确定负荷动、静比例时可以忽略频率的变化,证明了BP神经网络用于确定负荷动、静组成比例的有效性.

高压直流输电的采样数据动态建模30-34

摘要：传统的高压直流输电(HVDC)准稳态模型不能准确描述换流器开关电路的动态特性,故运用采样-数据建模方法建立了HVDC主电路在d-q参考坐标下的小信号线性化模型:每隔1/6工频周期对系统进行采样,并通过积分推导得出采样点之间的函数关系,对该函数进行线性化得到相应的小信号模型.与传统准稳态模型不同,该模型反映了换流器开关电路在工作点受到小扰动时的动态特性.通过时域仿真证明了该模型的准确性及其适用频率范围为0～3倍工频.将该模型用于次同步振荡(SSO)的特征值分析,并与传统的准稳态模型分析结果对比,证明HVDC准稳态模型适用于SSO分析.

采用本地信号的可控串联电容补偿神经网络逆系统控制方法35-40

摘要：选取可控串联电容补偿(TCSC)上传输的有功功率作为被控量,本文提出了采用本地信号的TCSC神经网络逆系统控制方法.该方法基于较完整的TCSC非线性动态模型,实现了TCSC系统的精确线性化,同时所设计的控制策略适用于任意的电力系统结构.控制器的设计使用神经网络逆系统方法,使得所设计的控制策略不依赖于系统的精确模型和参数.针对两区域四机电力系统的仿真结果表明所设计的控制策略能达到直接控制TCSC传输功率,间接控制远端发电机功角的目的.

独立发电商的策略报价研究41-46

摘要：在不完全竞争的电力市场中,独立发电商往往可以通过策略报价来获得更多的利润.该文分析了机组利润、出清电量与报价策略系数之间的相互关系,从而得出了单机机组的最优报价策略和在报价越界时的优化调整方法;并提出了同一电厂不同机组间的策略组合报价模型.该文采用博弈论的方法来求解机组的报价策略系数.文中的算例说明了所提算法的有效性,其结果表明该文报价策略有利于独立发电商在市场竞争中获得最大的利润.

数字继电保护装置可靠性研究47-52

摘要：提出一种定量分析数字继电保护装置可靠性的方法:首先提出并定义定量评估保护装置可靠性的指标--保护可用度和保护可靠性经济系数:然后建立装置的硬件和软件失效率模型,得到数字保护装置状态空间图;最后用解析法求解保护可用度和保护可靠性经济系数.文中并以一实际数字保护装置为例进行可靠性评估,用变参数法进行灵敏度分析,以探求保护设计中最优的增强性措施.结果表明:该方法可有效用于数字继电保护装置的可靠性评估与分析.

考虑双边交易功率指向的潮流追踪算法研究53-58

摘要：在联营-双边交易共存的电力市场模式下利用流追踪方法进行输电用户责任认定时,争论的焦点是基于节点功率比例分配原则的潮流追踪方法,原因是其不能计入双边交易流的功率指向.基于已有的认定双边交易功率指向的节点功率分配原则,提出了一种新的可计入双边交易功率指向的潮流追踪算法:通过对该问题的图论描述与分析,可将整个潮流加权有向图分成双边交易子图和联营交易子图并分别分析.在双边交易潮流的追踪中,通过引入公平参照函数以避免多解问题.至此,双边交易流的追踪就变为一个多目标数学规划问题,可采用优化方法来求解;而对联营交易潮流的追踪,可采用传统的基于比例的原则来求解.最后通过简单算例演示了所提方法的追踪过程,结果表明:该方法可克服传统潮流追踪算法不能计入双边交易功率流动指向的不足,从而可对双边交易对电网的使用程度进行较为合理的认定;公平参照函数的引入可有效地避免多解问题,在考虑网络约束的情况下,可找到各双边交易匹配率尽量接近的解.

广义不均衡网络流的改进算法及其应用59-63

摘要：提出了一种改进的广义不均衡网络流(Out of Kilter)算法.新算法可以求解有可分凸费用的非线性网络流问题.算法将上述非线性问题转化为多个最大流问题求解,并为求解非线性可分凸费用网络流问题提出了通用的求解框架.证明了算法的最优性和收敛性.新算法比原算法更高效、简明,更适合求解大型和超大型的非线性可分凸费用网络流问题.用750节点和5010条弧的网络对本算法作了试算,计算结果说明算法有较高的效率.该算法已被用于三峡水火联合电力系统经济调度及电力市场中,实践证明算法是正确和有效的.

基于均衡分析的总统调合同电量比例研究64-67

摘要：该文针对中国电力市场中合同市场运行规则的特点,应用猜测供给函数均衡方法模拟发电公司策略行为,并考虑风险规避型的合同电价和现货电价之间的联系,构造了电力公司作为单一购买者和市场运营机构参与重复博弈的电力市场运行时,确定市场统调合同电量占总统调用电量的最佳比例的数学模型,使合同市场能够最大限度地发挥其平抑发电公司所拥有的潜在市场力的作用.通过算例计算分析合同电价的波动、合同电量的分配方案以及市场中电力需求的弹性对统调合同电量所占最佳比例的影响.

基于高频噪声主频估计的自适应应最小二乘算法68-73

摘要：进一步提高电力系统继电保护的动作速度，要求寻找速度更快的保护滤波算法。传统的最小二乘算法与卡尔曼滤波算法虽然速度较快，但准确度难以提高。通过对电力系统故障信号高频噪声分量的理论分析与仿真研究，发现高频噪声分量存在一个主频，并提出一种使用遗传算法的主频频率估计器。根据高频噪声主频的存在性与自适应滤波原理，提出了一种基于高频噪声主频估计的自适应最小二乘算法，它利用高频噪声主频估计器计算输入信号的高频噪声主频频率，根据主频频率修改最小二乘算法的模型参数，实时形成最小二乘算法的计算式。仿真试验表明，该算法显著地提高了保护滤波算法的滤波速度与准确性，即使在噪声非常严重的情况下，也能取得很好效果。

基于高频保护通道信号的三相自适应重合闸方法74-79

摘要：提出了一种用于区分输电线路瞬时性故障和永久性故障的新方法:利用高频通道及其信号区分瞬时性故障和永久性故障,从而实现三相自适应重合闸.通过使用高频通道等传播常数模式理论,对高频电流信号在三相电力线载波通道上的传输特性进行了分析后得知:高频电流在多导线系统中传播时,虽然高频设备只加工于一相,但实际上高频信号是沿着多相导线的相间传播的.对于高频信号在多导线系统中的传播特性,可采用等传播常数模分量法分解为与导线数相等的n组模分量进行分析,且可利用网络关联矩阵的原理对各种故障情况下接收的高频信号进行较为准确的计算.由此提出了利用超高压线路高频保护通道的信号传输特性来判别故障类型的新方案,该方案为解决三相自动重合闸重合于永久性故障的问题开辟了新的思路.仿真与计算结果表明:各种故障情况下接收高频电流信号的特征与基于模传输理论的高频通道计算结果十分吻合;短路故障点位置对高频接收信号几乎没有任何影响.理论分析和大量的EMTP仿真结果显示了该方案的有效性和正确性.

多机电力系统神经网络最优励磁控制器80-84

摘要：针对多机电力系统,提出了一种基于辨识的神经网络实时最优控制器(NNOEC),在所设计的控制器中,神经网络被用来根据系统状态量的变化实时调整最优控制的反馈增益矩阵,使控制器能够适应不同的运行点和干扰种类.并始终提供最优控制输出.针对多机系统中神经网络训练样本不易获得的问题,提出了一种等效的设计方法,并采用非线性最小二乘辨识法对系统参数进行辨识,在辨识的基础上通过线性最优控制理论计算出用于神经网络训练的样本.三机系统中的数字仿真结果表明,所训练出的NNOEC能够适应系统运行方式的大范围变化,在大小扰动下均表现出良好的控制性能.

基于时频分析的工频通信信号特征提取85-89

摘要：由于数字差分技术不能提取单个通信脉冲信号,而无法实现工频通信信号的多路传输.该文从时频两个角度分析信号特征,提出了解决方案.短时傅立叶变换方法的时间与频率分辨率矛盾突出,而多分辨分析在低频段的时间分辨率差.如果将二者结合,将在低频段同时具有时域和频域的良好局部化特性.采用多分辨短时傅立叶变换方法有效的提取了信号的时频特征,并利用特征向量的自协方差矩阵,构造了可有效识别工频通信单个信号的特征参数.

电力市场环境下电网日发电计划的电量经济分配策略90-94

摘要：电力市场环境下,电网公司在进行购电交易时,要考虑各发电公司申报的上网电价,同时还要兼顾与发电公司原有的购售电合约.因此,需要对预测发电量进行合约电量和竞价电量的经济分配,这样既可以使发电方得到保护,又可以使电网公司利益最大化,更有利于电力市场的稳定发展和电网安全运行.为此,该文建立了预测交易日的48个交易时段经济分配日合约交易量和竞价交易量的数学模型.同时,为使求解过程简单易行可靠,又给出恰当的简化模型,并用线性规划和逐步淘汰相结合的方法对该模型进行求解.基于Matlab6.1的仿真算例分析表明,文中所述的经济分配方法更为简单合理.

改进粒子群算法及其在电力系统经济负荷分配中的应用95-100

摘要：提出了一种用于求解一般形式的非连续、非凸、非线性约束优化问题的改进粒子群算法,用于求解复杂的非凸、非线性电力系统经济负荷分配问题.基于随机分析理论,证明了该算法依概率收敛至全局最优,且收敛性与粒子群的初始分布无关,并提出一个收敛的充分条件.多个算例的仿真结果表明:文中提出的算法有效、可行,可望应用于更广泛的优化问题