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中国电机工程学报 2005年第04期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力工程

配电线路暂态行波的分析和接地选线研究1-6

摘要：对于中性点非有效接地的配电系统,当某回线路发生单相接地时,系统的接地电流只有很小的电容电流,并且系统时常运行在不平衡状态,导致利用工频量来选择接地线路很困难.该文以行波理论为基础研究了配电线路单相接地后所产生的暂态电流行波的传播规律和特点,以小波变换为工具,刻划了该行波的接地故障特征,并发现:单相接地瞬间所产生的初始暂态电流行波与接地方式无关,从而为接地选线开辟了新思路.论文最后给出了基于初始电流行波和小波的接地选线判据,并以一个仿真例证明了文中理论推导和所提方法的正确性.该方法为小电流接地选线技术的研究提供了新的思路和出发点,可以构成准确、可靠的接地选线新原理,满足不同的现场CT配置情况.

超高速暂态方向继电器的研究7-12

摘要：行波方向保护已研究了多年,但其本质上仍要受故障初始角、反射波等因素的影响.该文提出一种新型的方向保护核心元件--暂态方向继电器,它基于故障发生后一段时间内正向行波分量与反向行波分量间的能量大小关系来识别故障方向.该继电器的实用算法采用了适合暂态信号处理的小波技术,由小波多分辨分析来提取行波分量,并将行波分量的能量表征成小波变换谱能量(WTSE).大量EMTP仿真试验表明:该继电器能可靠、灵敏、超高速地动作,其性能不受故障初始角、故障类型、故障距离、过渡电阻与电弧、母线接线方式的影响.以该继电器构成的超高速方向保护将具有很强的实用价值.

基于故障暂态和数学形态学的超高速线路方向保护13-18

摘要：引入数学形态学以提高基于故障暂态的超高速线路方向保护的动作性能.在获取连接在同一母线上的各条输电线路暂态电流信号的基础上,采用数学形态学分析其极性和能量以确定故障方向.仿真结果证明,该方法适用于识别发生在输电线路不同位置的各种故障.该方案对处理器的采样率、处理能力和速度几乎没有额外的要求,具有很好的实用性.与传统保护算法相比,基于MG的TBDP具有更高的可靠性和较少的计算量,同时具有更快的故障响应能力和更高的灵敏性.

基于反故障控制的链式STATCOM动态控制策略的研究19-24

摘要：静止同步补偿器在系统不对称和系统电压突降等异常工况下,需要快速有效地保证装置自身的安全,同时要能够安全、有效地发挥应有的作用.国家电网公司攻关项目--上海西郊变±50MV·A STATCOM将采用链式逆变器.针对系统异常工况,该文为链式STATCOM设计了反故障动态控制策略,包括系统电压突变控制以及不对称控制,其中不对称控制策略包括了不对称矢量控制和分相控制二种方法.仿真结果表明,系统电压突变控制能够使链式STATCOM抵御50%系统电压突然下降,而所设计的不对称控制解决了链式STATCOM在不对称工况下的安全运行问题.在链式STATCOM物理样机上的实验结果表明所设计的反故障动态控制策略能够在保证装置自身安全的同时使STATCOM发挥应有作用.

一种适用于模块并联的同步整流驱动电路25-29

摘要：该文提出一种适用于模块并联工作的高效率的同步整流驱动电路.采用这种驱动电路,同步整流的波形和驱动损耗可以做到和自驱动一样的效果,同时又解决了多个模块并联时会产生短路的问题.此外,采用这种驱动电路还可以调节驱动电压幅度的高低.文中从时域和频域两个角度对此电路进行了详细的原理分析.采用所推荐驱动电路的36～75V输入,1.8V/600A输出,四分之一砖标准的模块电源效率高达90%以上.最后,仿真结果验证了该电路调节同步整流驱动电压幅度的功能.

改进型零电压开关PWM三电平直流变换器30-35

摘要：该文介绍了改进型零电压开关脉宽调制三电平直流变换器(ZVS PWM TL变换器),该变换器是将传统的ZVSPWM TL变换器的变压器和谐振电感位置互换,使得变压器与滞后管相连.改进后的变换器箝位二极管在一个周期中只导通一次,同时零状态谐振电感电流较小,有利于提高变换器的效率,占空比丢失也减小.该文详细分析了该变换器的工作原理.为了防止变压器直流磁化,一般在变换器中加入隔直电容,该文分析了隔直电容与变压器或谐振电感串联时对电路工作的影响,确定一种最佳方案,并通过实验验证理论分析的正确性.

含风电场的电力系统潮流计算36-39

摘要：文中建立了风电场的稳态分析模型,该模型考虑了风电场的尾流效应、风电机组输出功率与尖速比和滑差等之间的函数关系,结合异步风力发电机工作原理,将异步风力发电机的滑差修正量引入到雅可比矩阵中,使潮流计算迭代过程仍保持牛顿-拉夫逊法所具有的平方收敛速度;还在该模型和常规PQ模型基础上提出了简化模型.文中将所提出模型用于接有风电场的IEEE14节点测试系统的潮流计算,并对结果加以对比分析.

复杂中压配电网的可靠性评估分块算法40-45

摘要：结合复杂中压配电网结构特点,提出其可靠性评估的快速分块算法.首先给出邻接矩阵的构造方法,基于此提出配电网分块形成算法;考虑中压配电网常以树状运行的特点,故利用稀疏技术存储邻接矩阵.在故障解析模拟时,利用故障扩散搜索方法确定开关元件的动作,以块为单位代替单元件进行解析分析,可大量节省故障枚举时间及重复的开关元件搜索时间.同时,对算法效率进行了简单分析.应用该算法对RBTS及实际工程系统进行了可靠性评估,算例表明该算法有明显的计算速度优势,证实了算法具有高效性和工程实用性.

改进粒子群算法及其在输电网规划中的应用46-50

摘要：根据粒子群算法收敛性受初始粒子分布影响较大的特点,结合非线性单纯体法(nonlinear simplex method NSM),提出了一种粒子群初始化方法.该方法克服了随机初始化粒子时不能保证粒子合理分布的缺点,对提高初始粒子质量、加速PSO算法的收敛速度起到了有效的作用;同时分析了罚函数形式的适应度函数使迭代过程产生振荡的现象,根据对偶拉格朗日法,提出了一种交叉迭代法,克服了罚函数法的不足.最后通过算例证明了这2种方法应用于电网规划的有效性和正确性,为PSO算法的进一步改进拓展了思路.

基于S变换的电能质量扰动支持向量机分类识别51-56

摘要：采用S变换和支持向量机进行电能质量扰动的分类识别.作为连续小波变换和短时傅立叶变换的发展,S变换引入了宽度与频率成反向变化的高斯窗,具有与频率相关的分辨率.由于S变换具有良好的时频特性,因而非常适合于进行电能质量扰动信号特征提取.首先通过S变换进行扰动信号特征提取,然后构造支持向量机分类树进行扰动分类.算例表明该方案具有分类准确率高,对噪声不敏感,训练样本少等优点,是电能质量扰动识别的有效方法.

基于两步联盟博弈的输电网损耗分配方法57-63

摘要：基于潮流解,将电源和负荷的功率等值成节点注入电流.设计了一种输电网损耗分配的两步对策.通过将联盟博弈的定义从实数扩展到复数,运用Shapley值严格推导了将输电网损耗同时自然地分配给电源和负荷的精确解析方法.和已有方法相比,该文方法的主要特点是:损耗分配计算是直接解析的,简便、易于理解和实施,具有明确的经济学意义;损耗被自然地分解为对应各电源和负荷的分量;满足电路定律,无需任何假定与近似,计及了电源和负荷间、P-Q间的交叉影响;适应输电网任意复杂的潮流状况,平衡机、纯容性/感性无功电源和普通电源一样平等地分担电网损耗;同时向电源和负荷提供解析的经济激励信息.该文方法为输电成本的公正合理分配提供了一条全新的解析分析途径.

基于多智能体技术的电力企业开放信息集成体系结构研究64-70

摘要：该文针对电力企业存在的"缺乏有效的整合信息平台,信息集成度差"现状,采用最新的信息集成标准、企业综合集成总线、CORBA标准等,基于多智能体技术,提出了电力企业跨业务应用、跨软件系统、跨操作平台的开放式信息集成平台及其体系结构,并研究了其实现方式.该框架可使孤岛电力企业信息系统有效结合起来,达到信息的高度共享和实时获取.

基于多层感知器的低压电力线时变信道非线性均衡方法71-75

摘要：通过添加适当的循环前缀(CP)的正交频分复用(OFDM)技术是一种去除高速通信中符号间干扰的有效方法,但低压电力线作为载波通信通道使用时是一种时变多径信道,采用OFDM技术进行高速载波通信时信号的正交性会因此而受到一定程度的破坏,产生子载波间干扰(ICI).该文采用基于多层感知器(MLP)的均方差(MSE)准则实现了一种时变信道的非线性均衡.为了验证所提出的非线性均衡方法的有效性,选取具有宽带耦合放大器的实际低压电力线通信(PLC)信道作为实验用非线性信道模型.对比了基于MSE准则的线性和非线性均衡器对系统性能的影响,表明该文采用的非线性均衡方法可以更有效地补偿信道的多径性和时变性造成的影响和改善电力线载波通信系统的性能.

中国电机工程学报杂志电机电工

用超声波波速评估大电机主绝缘的剩余运行年数76-82

摘要：为了有效评估大电机主绝缘的剩余寿命,对大量已运行16、18和23年的300MW发电机定子线棒进行统计最小波速Vmin和统计平均波速Vav的超声波波速测量试验,以及介质损耗角增量△tanδ、电容变化率△C/Co、最大放电量qmax、平均放电量qmean等电气测量试验,用线性回归分析对比研究了超声参数和电气参数与运行年数(y)的相关性.结果表明,Vmin和Vav与y密切相关,Atanδ、qmax和qmean与(y)相关性较弱,△C/C0与(y)没有相关性,超声参数比电气参数能更准确评估绝缘状态;分别建立了Vmin和Vav与(y)的二阶和三阶线性函数数学模型,提出了最可靠运行年数和置信度为95%的可靠运行年数的预测方法.

基于相关分析的感应电机定子故障诊断方法研究83-86

摘要：分析了感应电机定子线圈短路故障时的振动特征及定子电流的谱特性,指出由于受电机固有不对称等因素的影响,单纯利用振动谱分析或定子电流信号频谱分析(MCSA)诊断定子线圈短路故障,不能得到准确可靠的诊断结果;提出了一种基于相关分析的感应电机定子故障诊断方法,能有效提取电机定子故障时的特征信息,利用该方法可提高故障识别的精度;实验结果证实,基于相关分析得到的谱特征可以作为感应电机定子线圈短路故障诊断的依据.

无刷双馈电机有功和无功功率控制研究87-93

摘要：无刷双馈电机(BDFM)在变速恒频恒压发电方面有着广泛的应用前景,而影响其应用的关键在于能否对其有功功率和无功功率进行有效的控制.该文基于BDFM的有功和无功功率数学模型提出一种新型的功率控制系统方案,该方案能实现对BDFM有功功率和无功功率的独立控制.为了验证所提方案的正确性,文章最后以BDFM作为变速恒频恒压发电机运行为例,设计了一套功率控制系统,并对该系统进行了计算机仿真及实验,计算机仿真结果和实验结果表明功率控制系统能实现对BDFM的有功功率和无功功率的独立控制,充分证明了该文所提方案的可行性.

一种基于概率分布估计的水电机组故障预警方法94-98

摘要：为了实现水电机组自动故障预警,提出一种基于概率分布估计的新方法.与以往试图学习机组故障样本方法不同的是,该方法学习机组正常状态而非故障状态,它把机组振动看作符合某一概率分布的独立同分布观测样本,利用SchOlkopf提出的单类支持向量机方法得到机组振动模式,并由此模式可以对测试观测进行预警.该方法直接对训练数据进行处理,不需进行复杂的预处理,并且简单,快速,并且对于水电机组的数据缺失和运行参数变化具有很好的适应能力.对甘肃大峡实际观测数据的仿真结果表明,概率分布估计可以有效的学习机组振动模式并对机组故障进行预警,为故障预警提出了一种新途径.

小波包特征熵神经网络在尾水管故障诊断中的应用99-102

摘要：为精确诊断水轮机尾水管涡带,该文提出一种基于小波包特征熵的神经网络故障诊断新方法.对采集到的尾水管压力脉动信号进行三层小波包分解,提取小波包特征熵,然后构造信号的小波包特征熵向量,并以此向量作为故障样本对三层BP神经网络进行训练,实现智能化故障诊断.试验结果表明训练成功的BP网络能够很好地诊断机组尾水管是否发生涡带以及涡带的严重程度,为水轮机故障诊断开辟新的途径.