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中国电机工程学报 2004年第09期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力工程

基于改进信号能量法估计暂态稳定极限1-6

摘要：信号能量法是一种基于时域仿真数据来快速求取电力系统暂态稳定极限的方法.它的基础是认为在给定故障条件下,暂态电压响应的信号能量将随着功率增加而渐近增长,其渐近线对应于暂态稳定极限,从而建立信号能量与传输功率和稳定极限的解析函数关系.另外,对于不同功率水平的暂态仿真数据可以得到该水平下的暂态电压数值信号能量.应用这些数值信号能量和解析信号能量表达式即可对稳定极限做出估计.文中提出了两种新的解析信号能量表达式,即1阶近似法和3阶近似法.在新英格兰系统和四川重庆系统中的应用证实了所提出方法的正确性,并且与原方法比较,所提出的方法适应性更强,更有效.特别是1阶近似法能够保持以较高精度确定系统的暂态稳定极限.

基于同步相量测量单元的直流附加控制器研究7-12

摘要：利用直流系统的快速响应特性,可以在不增加附加设备的条件下有效地抑制交直流系统的低频振荡.基于全球定位系统(GPS)的同步相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)能够测量母线电压相量,尤其是电压的相角.该文利用PMU可改进控制提出了一种基于PMU的直流附加控制器,该控制器以不同区域电压相角差作为输入信号,能有效地反映区域间的低频振荡信息,同时研究了通信延迟对系统阻尼的影响,并考察了控制器的鲁棒性.以一个四机两区域系统作为测试系统,利用仿真软件PSS/E对系统进行小信号稳定和时域仿真分析,分析结果表明该直流附加控制器在系统较大的运行范围内提高了系统阻尼和系统区域联络线的传输能力,有效地抑制系统低频振荡,并且具有较好的鲁棒性,在故障情况下也能较好地发挥作用.

基于割集功率空间上的静态电压稳定域局部可视化方法13-18

摘要：提出了一种新型快速的割集功率空间上电压稳定域边界局部近似算法,以用于实现静态电压稳定域的可视化.该算法首先在电力系统状态空间上推导出求解电压稳定域边界局部的线性方程组,利用该方程组可快速地求解出状态空间上的一组近似电压稳定域边界点;然后通过潮流方程将边界映射到割集功率空间上,解决了电压稳定域可视化的降维问题.在此基础上,可利用最小二乘法拟合出割集功率空间上的一个超平面,用以近似地表达电压稳定域边界.IEEE118节点系统算例结果表明,该方法能在割集功率空间上以较小的误差快速地近似表达出电压稳定域边界的局部;算法对于实现电压稳定域的在线计算及可视化具有一定的实用价值.

SVC综合非线性控制器在交直流混合系统中的应用19-23

摘要：该文给出了采用实用信号调制的SVC综合非线性控制器,对SVC在交直流混合系统中的应用进行了数字仿真研究,比较了SVC不调节时、采用常规电压调节时、采用电压型非线性控制时和采用信号调制型非线性控制时的不同控制效果.研究表明,信号调制型SVC综合非线性控制器,能够给系统提供较强的阻尼,从而提高了整个交直流混合系统的暂态稳定性.

盲信息的模糊评价模型在电网规划中的应用24-29

摘要：针对不确定性因素能极大地影响电网规划方案正确性的实际情况,简要地分析了现有的处理该问题的几种方法,具体分析了隐含于线路费用中的政策、环保、经济的不确定性,给出了网络节点的电源出力、负荷值的不确定性信息的描述方法,提出了用盲数表示电网规划中大量不确定性信息的概念;所给出的盲数模糊评价方法可以很好地描述规划者对规划方案的满意程度,使得所建立的模型能最大程度地表现电网规划中的不确定性因素并适合用进化类算法优化计算,文中所给出的盲数计算技巧可显著地减少运算量,减小了大量信息处理带来的应用困难,18节点算例结果验证了模糊评价模型的有效性.该模型具备处理多种不确定性因素的能力,为电网规划理论和方法的完善提供了又一种有效的方法.

行波启动元件的算法研究30-36

摘要：行波启动元件是超高速保护和行波测距中必不可少的组成部分,然而现有的行波启动算法存在故障时拒动的现象.该文从度量函数Lipschitz系数的小波理论出发,阐明常用的小波变换模极大值方法不能用于非孤立奇异信号的检测;推导出一种新型的信号检测方法--小波变换模之和(WTMS)法,以'影响锥'内小波变换模的积分来度量信号的奇异性;并结合对输电线故障行波波头奇异性特点的分析,提出了基于WTMS的行波启动算法,用以准确检测、区分故障行波与噪声干扰,从而弥补了以往行波启动算法的不足.大量的EMTP仿真数据和现场实录数据都验证了新故障启动算法的快速、可靠.

基于行波理论的配电网故障定位方法的研究37-43

摘要：提出了利用行波对带有分支的配电网故障线路进行准确定位的方法.该方法是一种分两步来确定故障点的定位方法:首先对故障产生的暂态行波进行检测,通过识别来自故障点和不连续点的反射波来确定故障区段;在确定了故障区段的基础上,找到与故障点相关的2个反射波,并由这2个波的最大相关时间计算得到故障点到检测端的距离.文中介绍了该算法的理论研究工作,给出了EMTP仿真的仿真结果,最后通过对一条带分支的单相线路进行试验,进一步证明了该方法的正确性.

计及统一潮流控制器的可用输电能力的计算44-49

摘要：在电力市场环境下,研究和计算区域间可用输电能力可以引导市场参与者进行电能交易,保证充分利用电网输电容量,而研究计及FACTS装置的可用输电能力的计算更具有理论和实际意义.文中基于最优潮流,提出计及统一潮流控制器的可用输电能力的计算模型,利用功率注入法,将统一潮流控制器对潮流的控制作用转移到所在线路两侧的节点上,在不修改原有节点导纳阵的情况下嵌入模型.算法上采用逐步二次规划法,IEEE-30节点系统的计算结果表明,所提出的模型及算法是有效的和可行的.

在线电压稳定性评估中事故筛选和排序方法的研究50-55

摘要：事故筛选和排序是在线电压稳定性评估的一个重要部分,其目的是按照电压稳定性的标准快速而准确地在大量可能的预想事故中选择出少部分危险性较大的事故,并按照其严重程度排序,对于影响系统性能的事故可以采取适当的预防或校正控制措施.该文以电压崩溃点和现有运行点之间的裕度作为电压稳定性的标准,将迭代过滤筛选技术和改进广义曲线拟合法结合起来,构成了一种新的事故筛选和排序方法.这种方法采用迭代过滤技术进行筛选,快速地在大量可能的预想事故中选择出少部分危险性较大的事故,然后采用改进广义曲线拟合法对这少部分较严重的事故进行排序.通过四川某一实际电网(301个节点)和电科院EPRI 36节点系统2个算例,证明了该方法的有效性,可以应用于在线电压稳定性评估方案中.

逆变器并联系统直流环流产生原因及其检测与抑制方法56-61

摘要：对于无输出隔离变压器的逆变器并联系统,各模块输出电压直流分量不一致会在模块间产生较大的直流环流.该文分析了逆变器输出电压产生直流分量的原因,介绍了逆变器并联系统直流环流检测和抑制方法.通过对逆变器基准正弦波直流分量的高精度数字调节,相应调节逆变器输出电压直流分量以抑制直流环流.在由两台3kVA逆变器组成的并联系统上进行的试验结果证明,该文介绍的直流环流检测与抑制方法对逆变器并联系统直流环流有较好的抑制效果.

一种适用于高压大功率的新型混合二极管钳位级联多电平变换器62-67

摘要：该文在研究传统的级联多电平、传统混合级联多电平以及二级管钳位级联多电平变换器的基础上提出了一种新型的混合二极管钳位级联多电平变换器,这种新型变换器是将具有不同直流母线电压的多个二极管钳位多电平变换器进行级联,输出电压是将这些变换器的输出电压进行矢量相加而合成的.通常,开关速度较快的器件(如IGBT)的耐压值和耐压值较高的器件(如GTO)的开关速度都是有局限性的,新型变换器包含高压模块和低压模块,这使得IGBT和GTO协同工作在一起成为可能.本文对三相拓扑结构进行仿真分析,从仿真结果可以看出,新型变换器可以输出更高的电压,并且输出电压和电流的波形质量也将有进一步改善.

含有多馈入直流的交直流混合电网高压直流建模研究68-73

摘要：讨论了目前研究交、直流混合电网时在直流建模方面存在的模型过度简化及模型选用不恰当问题;分析了稳定性研究中直流建模的一般方法,指出了简单模型、响应模型和详细模型的基本特征:基于NETOMAC环境,以中国南方电网为原型对改进的直流响应模型和直流详细模型进行了建模和仿真对比研究,分析了两种模型的优、缺点和适应性;对含有多馈入直流且直流落点邻近的南方电网,探讨了现有HVDC建模方法在研究大扰动下交直流相互影响及直流换相失败对邻近交直流系统的影响方面存在的明显不足.从基于动态相量法计及电压畸变的新直流相量模型研究和基于机电/电磁暂态模型的交直流混合仿真算法研究两个截然不同的角度提出了可行的直流建模研究思路.研究成果为含有多馈入直流的交直流混合电网的安全稳定分析提供了建模依据和参考,也为仿真分析多直流逆变站的连锁换相失败问适题提供了新的解决思路.

模糊PETRI网在电力系统故障诊断中的应用74-79

摘要：在电力系统中,如何处理大量不完全且不确定的继电保护及断路器动作信息,从而准确地进行故障诊断,一直是研究人员所关心的问题.该文利用具有较好的并行处理性、快速性及容错性的模糊Petri网来处理电力系统故障诊断中的不确定动作信息,给出了一种新的故障诊断分析方法,可实现准确而有效的故障诊断功能.文中首先介绍了模糊Petri网的结构和定义;然后建立了故障诊断的模糊Petri网模型;最后通过实例数据验证了此方法的有效性和可行性.

免疫遗传算法在舰船电力系统供电恢复中的应用研究80-85

摘要：针对舰船电力系统供电恢复中的问题提出了一种新的免疫遗传算法,引入了新的免疫算子,通过计算基因座信息熵来快速、准确地判断、调整群体多样性,讨论了控制参数在进化过程中的作用以及利用系统信息提取疫苗及接种的方法,将舰船电力系统多目标故障恢复问题简化为单目标计算的免疫选择机制,给出了免疫算子的构造方法及参数选择方案.理论分析及实例表明,该算法改善了遗传算法的性能,提高了收敛速度,避免了不成熟收敛,能有效地提高供电恢复的速度及精度,较好地实现了舰船电力系统的多目标故障恢复.

一种新的开关拓扑变换方法及新型多电平交-交变流电路86-91

摘要：该文提出多电平电路可以通过对基本开关单元的延拓的方法导出,并采用该方法导出了几种新型的多电平交流-交流电流电路,其中包括多电平交流斩波电路和多电平矩阵电路.文中详细分析了3电平交流斩波电路和3电平矩阵电路的工作原理,介绍了3电平矩阵电路所采用的控制方法.与传统电路相比,新的3电平电路可利用的电平数增加1倍,输出电压谐波含量得以减小,并且可以采用较低电压等级的功率器件实现高电压、大功率的交流-交流变换.对这两种电路分别进行了仿真和实验,证实了电路的可行性和该文分析的正确性.

混合法在复杂配电网可靠性评估中的应用92-98

摘要：在配电网可靠性评估中,一直以来都采用期望值作为可靠性指标,它代表了系统的整体变化趋势,然而却不能反应各类指标的更具体的分布信息.该文以停电次数、停电时间的概率分布来反应配网可靠性指标,并将这些指标与原有的平均值指标相结合作为配网可靠性指标;提出了以模拟法为基础并结合解析法,对复杂配电网络进行可靠性评估的方法.该方法先将复杂网络按照网络等值简化的解析方法简化成简单的主馈线系统,然后再对简化后的主馈线系统利用模拟法得到各负荷点的可靠性概率分布指标.这些概率分布指标的获得,丰富了系统可靠性水平的信息.文末的实例佐证了这些方法的有效性.

双臂推挽式单相电压源逆变器及其调制方案99-103

摘要：该文介绍了一种双臂推挽式逆变器,包括其电路拓扑、每个开关器件的功率分布和调制策略.分析了这种电压源逆变器的主要参数,如总谐波失真度(THD)和失真指数(DF).比较研究表明,这种逆变器的质量明显优于方波逆变器,同时开关损耗明显低于PWM调制方式,特别适用于宽频范围.介绍了计算公式和实验结果.

基于阻抗动态步进的PVZ曲线快速求解104-109

摘要：提出了一种基于阻抗动态步进的PVZ曲线快速求解方法.该方法以负荷节点的阻抗为步进变量,利用改进的节点附加注入法并通过对负荷阻抗摄动的方式快速求取某一状态点下的戴维南等值参数,进而由此获得下一曲线点的负荷阻抗.该方法提供的算法全过程只需要在主循环之前进行一次性的矩阵消去运算,其计算量较小,速度较快;同时,该方法求得的负荷阻抗步进量具有动态变化特性,并且求得的曲线点还可能具有分布于曲线临界点两侧的特性.这些特性允许算法可以根据需要求得尽可能多的曲线点,从而有助于提高曲线及其临界点的逼近精度.最后,通过算例验证了所提方法在计算效率和逼近精度方面的良好品性,它为在线实时评估电力系统的静态电压稳定性提供了有效的分析工具.