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中国电机工程学报 2005年第21期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力系统

基于分布式协同粒子群优化算法的电力系统无功优化1-7

摘要：该文提出一种新颖的用于求解无功优化问题的分布式协同粒子群优化算法.考虑到大规模电力系统集中优化难度较大,采用分层控制中的分解-协调思想将大系统分解成若干个独立的子系统,有效地降低求解问题的复杂度,并采用混合策略在各子系统问进行协同进化.此外,子系统的无功优化采用了一种改进的粒子群优化算法,考虑了更多粒子的信息,能有效地提高算法的收敛精度和计算效率.对4个不同大小规模的系统进行的仿真计算结果表明该文提出的方法能够获得高质量的解,并且计算时间短,效率高,适合求解大规模电力系统的无功优化问题.

改善三相大电流母线桥工作噪音的研究8-13

摘要：研究了三相大电流母线桥的工作噪音问题.首先建立了某型号母线桥的三维有限元模型,采用棱边有限元法对原始工况下的母线桥进行了三维涡流场计算,得到了磁感应强度和电磁力等在母线桥中的分布规律.根据涡流场计算结果并结合振动噪音分析,提出了改善母线桥工作噪音的措施,并对各项措施进行了数值模拟和实验研究.通过计算结果与实验测量的对比,验证了数值计算的可靠性和降噪措施的有效性.所提降噪措施可以推广应用到其它类型的母线设备.

由汽轮机压力脉动引发电力系统共振机理的低频振荡研究14-18

摘要：强制型共振机理是引起电力系统低频振荡的原因之一,该文针对此原因,根据其共振机理,探讨了汽轮机功率变化的可能性,并综合考虑了汽轮机热力系统和电力系统的相互影响,从热力系统中寻找出电力系统发生共振机理的低频振荡扰动源.在仿真中采用详细的汽轮机压力功率模型,着重研究了汽轮机蒸汽压力脉动与电力系统发生共振振荡的关系.仿真分析表明,汽轮机主蒸汽压力和再热蒸汽压力脉动,当其脉动频率与电力系统自然振荡频率一致或相近时,均有可能引起电力系统发生共振机理的低频振荡.该研究结果对探讨电力系统低频振荡的原因具有一定的参考价值.

Boost功率因数校正变换器单周期控制适用性的理论分析和实验验证19-23

摘要：当输入或者负载跳变时,单周期控制是功率变换器中一种新型的非线性控制策略,单周期就可实现控制目标.然而,单周期控制在功率变换器中的普适性并没有相关研究,限制了它的进一步发展和应用.该文以Boost变换器作为研究对象,引入切换线性系统的概念和理论,基于Boost变换器切换线性系统模型严格证明单周期控制在Boost变换器中的适用性,由此提供一种单周期控制在一般功率变换器中适用性分析方法.在理论研究的基础上,给出了单周期控制Boost变换器实现功率因数校正的一个实际范例.

基于电流分解的输电损耗分摊双向追踪方法24-29

摘要：针对已有的基于潮流追踪的分摊方法很难实现损耗在电源和负荷之间的公平分摊,提出虚拟发电/负荷电流的概念以及基于电流分解的输电损耗分摊双向追踪算法.通过分别追踪电流的实部和虚部,在计算虚拟发电电流在各支路中分量的基础上得到各参与者对支路电流的贡献,最终实现功率损耗的分摊.将对地导纳支路电流等效为发电电流或负荷电流,按照比例分摊原则将充电功率分摊的损耗完全分摊给电源和负荷.通过正向和反向两次追踪可实现功率损耗在所有电源和负荷之间的分摊,两者分摊损耗的比例由系统的运行方式及其在系统中的电气位置共同决定.该算法适用于联营体运营模式以及联营-双边交易共存模式的网损分摊,也可对具有环流的网络进行处理.应用IEEE-14和WSCC-9母线系统描述了该方法的计算过程,多个系统的测试结果显示了该方法的有效性.

开关变换器中吸引子共存现象的仿真与实验研究30-33

摘要：该文通过详细的数值仿真对变换器中存在的吸引子共存现象进行了全面研究,得到的参数变化分叉图指示在多处存在共存的吸引子,同时,利用与分叉图对应的最大Lyapunov指数谱还可以对这种吸引子共存现象进行印证解释.所有仿真结果均进行了电路实验验证研究.另外,对各共存吸引子的吸引域作了分析和讨论,它们均具有分形吸引域边界.研究结果对变换器的稳定设计和混沌利用具有重要指导意义.

谐振开关电容变换器中潜电路现象的研究34-40

摘要：潜电路是潜伏在系统中的一种通路或状态,它在一定条件下出现并导致系统产生非预想到的特性.该文在降压式谐振开关电容变换器中发现潜电路现象,其特点是在控制策略完全不变的情况下,仅由电路扰动就会导致潜电路现象发生.文中从理论上分析了产生该潜电路现象的原因,证明了它是一种在过去研究中未曾观察到的新现象,推导得出了潜电路的发生条件及相应的变换器运行特性,并基于潜电路的回路特征,提出消除潜电路的相关措施,并将这一结果推广到其它类型的谐振开关电容变换器.实验结果证实了这一发现和理论分析结果.

风力发电系统动态仿真的风速模型41-44

摘要：风力发电机组不同于火电等传统发电机组的最大之处在于其原动机功率的本质不可控,这是由风速的易变性和不可控性造成的.风速状况对风力发电系统的性能有着重要的影响,也使得风速模型成为风力发电系统仿真模型的重要部分.该文针对风速随机变化的特性,在风速统计特性研究的基础上,用自回归滑动平均(ARMA)方法建立了具有一定功率谱密度特性的风速模型.对该模型所模拟的风速序列进行了分析和验证,并与现有仿真程序中风速模型的结果进行了对比,结果表明该文提出的ARMA模型能够有效地产生动态分析和仿真所需的风速序列.

缺电损失最小化减负荷算法的研究45-50

摘要：在满足安全稳定限制的情况下,建立了寻求缺电损失最小的负荷减载模型和算法,以解决系统供电不足时的减负荷问题.该模型是具有等式和不等式约束的函数极值问题,属于最优潮流模型.该算法是在控制变量空间寻优的改进近似规划法:从初始可行的运行点开始,通过计算系统的状态变量对控制变量的灵敏度,将系统的目标函数和约束条件线性化,进行有效约束的筛选,以线性规划修正控制变量,进而解算潮流得到新的可行运行点.通过迭代收敛到最优解.并以IEEE-14节点系统和IEEE-30节点系统为试算系统,验证了该算法的有效性.

数字保护继电器的抽象建模方法研究51-56

摘要：该文提出了一种新的数字保护继电器抽象广义混杂Petri网(GHPN)分层建模方法,利用GHPN模型的连续层描述数字保护继电器连续变量的动态变化,由其逻辑层(Petri网)描述保护继电器的逻辑动态行为.文中建立了三段式数字距离保护继电器的GHPN模型,为了考虑影响保护动态行为的信号采集回路的非线性,建立了距离保护的暂态GHPN模型.仿真结果表明,保护模型GHPN是有效的,通过保护GHPN模型,可以详细地刻画保护内部动态行为以及保护与系统间的相互作用.

基于数学形态学的谐波检测与电能质量扰动定位方法57-62

摘要：提出了一种基于数学形态学的电流(电压)谐波检测方法,通过合理地选择扁平结构元素的长度,该方法能快速、准确地检测出电流(电压)中的谐波分量.以此为基础,提出了一种快速的电能质量扰动检测和定位方法,该方法将电压幅值的平方值作为TOP-HAT变换的输入量,具有较高的检测灵敏性.系统存在噪声的情况下,该方法也有较好的检测效果.MATLAB/SIMULINK仿真结果证明了这两种方法的有效性.

电压暂降对配电系统可靠性影响及其评估指标的研究63-69

摘要：通过研究现代电网及其负荷的特点,针对电压暂降对用户的影响及电力市场按质论价的需求,论证了考虑电压暂降需对供电可靠性指标体系予以补充和修正的必要性.在此基础上,提出了事件次数、暂降能量两个补充指标,以及一个暂降经济损失评价指标,它们可以作为电压暂降的独立质量考核指标.文中还提出了将电压暂降纳入到供电可靠性定义中的思路,并探讨性地给出了计及暂降等效时间的供电可靠率修正指标RS*.最后,通过算例说明了电压暂降对供电可靠率的影响大小,其结果表现在可靠率指标的千分位上,且可靠性等级越高,电压暂降对其影响比重越大.

基于磁放大技术的新型正激-反激型直流变换器70-75

摘要：利用与正激变换器输出滤波电感耦合的绕组,构成了工作在反激模式的多路独立输出,采用磁放大的"时间分配"后级调整控制,结合主输出PWM反馈控制,实现主、附输出的独立控制.该变换器兼具正激变换器高效率、反激变换器低成本和磁放大后级调整的特点,具有简结构、低成本、高交叉调整率、高效率等优点,同时引申出"Buck类--反激式"一族适于各路输出功率差别较大应用场合的直流变换器.文中详细阐述了其工作原理、特性以及磁放大器优化设计,一台132W两路输出实验样机验证了试验结果.

基于期权理论的发电权交易模型76-81

摘要：优化发电资源配置,提高系统的运行安全是电力市场改革的重要目标,发电权交易是实现目标的一种可行手段.文中结合期权的理论提出了一种基于期权的发电权交易模型,并从数学和经济学的角度给出了发电权期权交易的权利金、执行价格的计算方法,同时分析它们与合同方的收益改变量函数之间的关系.通过算例说明了期权模式下的发电权期权交易具有良好的特性.

电网线损的物理分布机理82-86

摘要：电网线损是电力系统运行的基础参数,考虑市场因素,传统意义的网损必须附加来源,因此,网损分摊成为研究的热点,并已出了多种计算方法,但这些方法最终必须面对的问题是两乘数占其积的比例,这是一个没有定义的数学命题,没有解决方案,无法获得到令人满意的解释.该文从网损产生的本质出发,指出电网能量的分布规律;利用能量的一维特性,提出功率线性叠加定理;通过理论分析得到了基于能量线性叠加的电源输出功率、支路传输功率和支路线损解析表达式,给出了电源对线损的能量分布系数和线损与电源关系的解析表达式,从而构建了完整的线损线性分析、计算的理论基础.

基于插值FFT算法的间谐波分析87-91

摘要：间谐波是非整数倍基波频率的谐波信号.间谐波除了具有一般谐波信号的特性外,还会影响谐波补偿装置,因此准确检测间谐波的参数对于电力系统具有十分重要的意义.快速傅立叶变换在非同步采样情况下存在着较大的误差,因而无法直接获取准确的间谐波参数.为了减小非同步采样的影响,提高间谐波分析精度,提出了基于加窗插值FFr算法的间谐波参数估计,分析和推导了基于Rife-Vincent(Ⅲ)窗的间谐波频率、幅值和相位的估计公式.在此基础上,对插值公式作适当修改,可以进一步提高分析精度.仿真结果表明:改进后的算法在非同步采样时,对电网间谐波和谐波参数的估计具有很高的精度,有利于电力系统中谐波参数的准确获得.

基于补偿电压故障分量的纵联方向保护原理与仿真研究92-97

摘要：根据负序、零序、正序突变量及相间突变量等在故障分量叠加网络中的分布情况,该文提出了基于上述各种故障分量的一系列方向保护判据.这些判据利用故障后母线电压故障分量与补偿电压故障分量幅值的相互关系来判别故障点的方向.根据各判据的特点,从实用化角度考虑,提出了基于补偿电压故障分量的综合纵联方向保护原理.并按照故障发展的不同时段分别投入不同的保护判据,综合构成了完善的纵联方向保护方案.文中还进一步分析了该系列判据的动作特性以及灵敏度问题.仿真结果表明,由该系列方向保护判据构成的纵联方向保护具有原理简单可靠、动作速度快、灵敏度高、容易实现等优点,能适应于系统中各种复杂故障工况,如:故障发展、复故障、弱馈、高阻接地、非全相以及系统振荡等.

不同系统联结方式下通用电能质量控制器的功率分析98-105

摘要：探讨了通用电能质量控制器的工作原理及其基本的系统联结方式,结合稳定直流侧电容电压调节器的控制策略,分析了在相同的电网和负载条件下,不同系统联结方式的通用电能质量控制器功率情况,包括电网和串联控制器、并联控制器、负载等输出和吸收的瞬时功率脉动分量、直流分量及其构成和作用.获得的结论能为UPQC系统联结方式的确定和容量估算及工程应用提供参考.