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中国电机工程学报 2005年第10期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力系统

超／特高压输电线路雷电绕击防护性能研究1-6

摘要：输电线路跳闸的主要原因是雷击闪络,这与线路现有雷击跳闸模型与线路实际运行情况存在较大差异有关.文中以电磁场理论为基础,对高杆塔下击距系数进行研究,利用自编程序仿真,结果表明击距系数随着杆塔高度的增加而减小,雷电流幅值对击距系数没有影响,利用线性拟合方式得击距系数β与杆塔高度H的关系式为:β=1.18-H/108.69.引入击距系数,提出利用改进的电气几何模型对超特高压线路绕击耐雷性能进行分析,并以500kV鸭福线路为例进行计算和分析,结果表明根据文中仿真模型所推导的β公式计算该线路的跳闸率与实际线路运行情况比较吻合.同时,分析了杆塔高度、地面倾角、线路保护角、线路绝缘强度等对输电线路绕击耐雷性能的影响.

基于采样数据模型的高压直流输电动态特性分析7-11

摘要：运用采样-数据建模方法建立了12脉动换流器HVDC的小信号线性模型.该模型考虑了换流器开关电路的动态特性,适用于高频动态特性分析.利用该模型分析了HVDC控制系统与HVDC两侧交流系统对HVDC动态特性的影响,特别是高频动态特性的影响,分析结果显示:逆变站交流系统的SCR对HVDC的动态特性有较大的影响,当逆变侧交流系统的SCR过低时,系统可能出现低频不稳定;整流站控制增益过大时对系统的高频特性有不利的影响;当逆变站采用定γ角控制时,系统的高频低频稳定性都较差;证明了传统的准稳态模型不适用于HVDC的高频动态特性分析.

切除外部故障时电流互感器局部暂态饱和对变压器差动保护的影响及对策12-17

摘要：针对近年来相继出现的变压器差动保护在外部故障切除时发生误动的现象,研究了TA(电流互感器)局部暂态饱和的物理现象和TA局部暂态饱和的数学模型.通过模型仿真、实验室小TA的试验、现场误动录波数据的分析,指出TA工作在饱和点附近的小工频电流传变是引起差动保护误动的根本原因,此时差动保护因制动量小而非常灵敏,如果处理不当可能会导致差动保护的误动,同时分析出TA在较长时间的非周期分量作用下(如和应涌流、穿越性涌流等),即使只是带负荷电流,也会出现局部暂态饱和现象.针对此问题提出了基于反时限特性的电流差动保护方案,该方法能有效地防止因外部故障切除TA局部暂态饱和引起的差动保护误动.

暂态稳定概率评估的蒙特卡罗方法18-23

摘要：提出了用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法进行电力系统暂态稳定概率评估的基本框架.这种评估要进行2种模拟:涉及故障事件的系统状态的概率模拟和系统状态的暂态稳定模拟.文章着重讨论了故障的概率模型及其Monte Carlo模拟方法,给出了2种研究情况的步骤:第(1)种情况是评估由于系统不稳定所造成的系统平均风险指标;第(2)种情况是对于一个给定的故障,建立系统不稳定概率和一个系统运行条件的定量关系.所给的例子表明,文中提出的方法可为电力公司控制中心需要的系统安全运行条件提供十分有用的信息.该方法已在加拿大一实际电力系统中应用.

基于形态小波的低压系统短路故障早期检测24-28

摘要：低压配电系统中存在着较强的脉冲噪声及白噪声干扰,影响了短路故障特征的准确提取.为充分利用短路后电流变化率剧增这一重要故障信息以对短路故障进行早期检测,必须设计有效的滤波算法,在保留故障信号特征的前提下最大限度地抑制噪声干扰的影响.该文将数学形态学滤波器作为多尺度小波变换的前置滤波单元,形成一种新型的形态小波算法模型,并应用于低压系统短路故障早期检测中.该模型兼顾了数学形态学滤波器与多尺度小波变换各自的优点,可以较好地提取故障特征、抑制各种噪声,并能够在硬件上实时实现.计算机仿真结果和在以TI TMS320F2812DSP为核心的硬件系统实验证实了该模型的有效性.

基于模糊多目标遗传优化算法的节假日电力负荷预测29-34

摘要：多目标遗传优化算法的一个优点就是可在一次迭代计算中寻找到问题的多个非劣最优解.该文应用多目标遗传算法和关联规则算法提出一个基于模糊规则的电力负荷模式分类系统.在此分类系统中采用多目标遗传优化算法从众多模糊分类规则中自动挑选出具有较好识别性能和可解释性的模糊规则,并利用模糊关联规则挖掘通过启发式规则选择改善遗传算法的搜索性能.经仿真试验表明此分类系统具有较好的分类性能,可为节假日负荷预测提供更为充分的历史数据,从而改善其负荷预测性能.

基于动态聚类算法径向基函数网络的配电网线损计算35-39

摘要：提出了基于径向基函数网络的计算配电网线损的实用方法.对有代表性的配电线路的线损与特征参数的样本数据,采用一种新的动态聚类算法进行聚类,来确定RBF网络的隐含层节点,不仅聚类速度快,而且隐含层节点数的优化提高了网络的利用效率.利用RBF网络强的拟合特性映射线损与特征参数之间复杂的非线性关系,使网络学习了配电线路在结构参数和运行参数变化时线损的趋势规律.以68条配电线路数据为例,仿真结果验证了文中提出的方法具有网络模型简单、学习速度快、线损计算精度高等优点.

寄生电容对串联谐振电容器充电电源特性的影响40-44

摘要：软开关串联谐振电容器拓扑因其在较宽的电压范围内具有平均充电电流恒定和抗短路能力强的特点而用于对高压电容器充电.但开关频率固定的串联谐振充电电源的恒流特性因直流母线电压的波动和高压变压器以及整流单元的分布电容的影响,其充电电流并不是恒流.该文分析了理想和实际的串联谐振充电电源的充电电流特性.提出了采用图表法对串联谐振电源进行参数设计和调试,克服了以往高压脉冲电源设计和调试时的盲目性,具有重要的工程实用价值.

中小功率系统集成DC／DC标准模块的一族候选拓扑45-49

摘要：有源箝位正激型变换器(简称ACF)以其极佳的宽范围适应性、较低的开关电应力、简单的同步整流自驱动方式而被选为中小功率电力电子系统集成中DC/DC标准模块的较佳候选拓扑.该文将系统地总结各种经典的ACF结构,同时也将提出一些新颖的结构以及独特的观点,使得ACF更加的完善.根据ACF的特点,将它拆成原边电路和副边电路两部分独立来描述,以适应不同输入要求和输出要求.最后将原副边电路配合起来,论述了ACF的三种控制性软开关的方案,以及提出以可选择性外挂配件的思路,根据不同的使用场合选择硬开关或是软开关工作状态.最后,实验结果验证了以上的分析和理论.

基于混杂系统模型的DC／DC电力电子电路参数辨识50-54

摘要：基于混杂系统理论构建了电力电子电路的混杂系统模型,并基于该模型提出了电力电子电路参数辨识的一种方法,可应用于故障趋势判断和预知维护.文中给出了6种DC/DC电路的混杂系统模型,并以Buck电路的滤波电感、滤波电容及其等效串联电阻的参数辨识为例,通过实验验证了这一方法的有效性.

基于现场可编程门阵列的多路PWM波形发生器55-59

摘要：研制了基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的多路PWM脉冲发生器.该脉冲发生器通过接口单元接收DSP写入的PWM脉冲宽度数据,然后产生PWM波形,其工作不受DSP影响.同时介绍了脉冲发生器的基本原理、硬件构成和实现方法.该PWM发生器既简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,又可保证逆变器功率元件触发的同步.

三电平逆变器PWM控制窄脉冲补偿技术的研究60-64

摘要：针对高压大功率器件存在的窄脉冲问题,提出了新型的采用零序电压注入(Zero-Sequence Voltage Injection即ZSVI)补偿方法来消除窄脉冲的影响.在三相参考电压中注入零序电压,消除了输出线电压中窄脉冲带来的谐波分量和负序分量.仿真与试验结果表明,这种PWM方法在控制中点电位波动的同时,补偿了窄脉冲的影响.采用ZSVI方法后增加了输出电压,输出电压THD大大减小,输出电压THD不再受增加最大最小窄脉冲宽度影响,从而可以提高系统的可靠性.

一种新型的有源交错并联Boost软开关电路65-69

摘要：重点研究了有源交错并联Boost的软开关技术,提出了一种新型的有源交错并联的Boost软开关电路.在Boost主开关两端并联一个由有源辅助开关和关断缓冲吸收电容组成的有源缓冲吸收支路,Boost的主开关管可以实现零电流导通和零电压关断,二极管的反向恢复电流带来的能量损耗能够大大减少.并且,在整个开关周期期间,附加的辅助开关管都是零电压开关.最后,设计试制了一台1.2kW实验样机.结果表明,该电路的所有功率器件均实现了软开关.

无源滤波装置的建模分析及参数摄动的影响70-74

摘要：给出了无源滤波装置参数设计的建模方法.根据Thevenin定理与Norton定理对无源滤波装置在基波与谐波下的工作状态分别建模分析.基于数值方法,分析了电网电抗及电网频率摄动时流入滤波装置各通道基波电流的变化过程.通过符号计算,给出了流入电网及各滤波通道谐波电流的表达式.数值分析与现场实测结果表明,应用该文所给方法设计的滤波装置后进入电网的谐波符合国家GB/T-14549-93标准,功率因数由原来的0.82提高到0.94.

利用差价合同和金融输电权的组合规避电力市场风险75-81

摘要：CfD和FTR是典型的金融工具,CfD主要用于规避随机电价风险,而FTR主要规避由于阻塞带来的风险.该文通过二者的组合来规避随机电价和阻塞风险,并在此基础上提出了市场参与者在实时市场最优调度模型下的收入最低裕度限制约束条件,从而较好地解决了电网及市场参与者在风险与利润之间的平衡问题.IEEE30节点系统的详细计算和分析论证了上述方法.

放松管制后进入发电市场的最优厂商规模的研究82-88

摘要：基于社会福利最大化理论给出了电力产业放松管制后,进入发电市场的最优厂商及其数量的优化方法.给出用于长期优化的非合作动态博弈模型和用于短期优化的非合作静态博弈模型:基于非合作博弈模型求解短期内不同厂商规模竞争下的均衡解,求出与各解相对应的社会总福利;依据福利最大化的选择原则求解优化模型,确定最优进入市场的厂商及其数量.优化结果既增加了消费者剩余,提高了电力生产效率,又维持了电力企业的正常利润和生产的规模经济性,避免了资源浪费.文中还给出了这一优化问题的实用求解方法,并以算例验证.研究结果可供放松管制后的电源建设规划参考.

基于相位信息的旋转、缩放、位移不变的图像水印技术89-96

摘要：数字水印技术将在电力系统中得到广泛应用.这些应用包括数字信号版权保护、内容认定、质量估计、数据库索引和检索等.该文介绍一种基本上不受旋转、缩放、位移影响的新的数字图像水印技术.笔者首先对原始图像进行傅立叶变换,然后再将水印埋嵌在该傅氏变换的幅度频谱的对数极坐标域.图像在空域中的旋转对应于该对数极坐标域中沿着角坐标的位移;图像在空域中的缩放对应于该对数极坐标域中沿着对数半径坐标的位移;而图像在空域中的水平位移对该对数极坐标域没有影响.为了计算和校正旋转和缩放在该对数极坐标域中造成的水印位置平移,笔者提出一种新的滤波方法.该滤波方法需要使用原始图像对数极坐标域中的一小方块信息来计算水印位置的平移.该水印技术能以最小的代价避免穷举搜索,以节省计算时间和减少误检率.实验数据证明该技术非常实用.

中国电机工程学报杂志发电

水轮机调节系统的非线性模型、PID控制及其Hopf分叉97-102

摘要：通过理论分析提出了水机电系统的非线性模型,该模型具有物理意义清楚、便于理论分析和计算机计算处理的特点;在此基础上应用基于遗传算法的PD控制方法优化控制参数,仿真表明,对非线性模型获得的控制性能是令人满意的;以PD调节参数作为系统分叉参数,运用Hopf分叉存在性的直接代数判据对该非线性模型的Hopf分叉行为进行了分析和仿真,对于水电站中所观察到的持续振荡现象,文中结果可作为一种可能的理论解释.