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中国电机工程学报 2006年第02期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力系统

电力系统机电暂态过程主导动态参数的在线辨识1-6

摘要：电力系统机电暂态仿真模型参数的不准确导致了仿真结果和实际量测的明显差异,限制了其在线应用.多年来,基于现场试验测试的动态参数辨识技术有了长足发展,但离满足工程准确性的要求还有相当长的研究路程.基于对电力系统实际动态过程量测的动态参数在线辨识方法是解决问题的一个途径.该文从发展在线机电暂态过程仿真-预测及安全稳定控制的需要和特点出发,研究了基于PMU/WAMS的主导动态参数在线辨识的系统算法.研究表明,应用Volterra级数降阶和模式分类及映射技术,可依据较少的量测信息,对系统中的主导动态参数进行在线快速辨识,弥补了现有电力系统动态元件辨识算法用于在线时要求量测数据丰富和计算量大的问题,为实现电力系统的在线实时辨识-仿真预测并进而实现在线实时控制系统打下了基础.文中给出了EPRI36节点系统和某省网级系统的主导动态参数在线辨识仿真结果,验证了所提出方法的有效性.

基于电压源换流器的高压直流输电小信号动态建模及其阻尼控制器设计7-12

摘要：基于电压源换流器（VSC）和脉宽调制（PWM）技术的新型高压直流输电（VSC-HVDC）,具有快速、灵活的有功功率和无功功率控制能力,能够改善系统的稳定性.文中建立了VSC-HVDC的小信号动态模型,该模型包括VSC与交流系统接口的线性化方程、VSC-HVDC内部直流系统动态过程的线性化方程以及控制系统线性化方程3个部分,具有一般性.以VSC的有功功率整定值为输入,VSC-HVDC并联交流输电线路的有功功率为输出,通过对系统频率响应的辨识,得到了两者间的开环传递函数.在此基础上,利用极点配置技术,设计了单输入单输出结构的VSC-HVDC附加阻尼控制器.对一VSC-HVDC/AC交直流并联输电系统特征根的分析及非线性仿真表明,配备该阻尼控制器的VSC-HVDC能有效地抑制系统低频振荡,增加系统阻尼.

电压稳定裕度对参数灵敏度求解的新方法13-18

摘要：针对与鞍结分岔相关的电压稳定裕度对参数的灵敏度计算问题,该文提出了一种解线性方程组求灵敏度的新方法.与以往方法不同的是：该方法无需求解鞍结分岔点处潮流雅可比矩阵零特征值对应的左特征向量,而只需求解一个左端系数阵为扩展潮流雅可比矩阵的线性方程组.由于避免了左特征向量的迭代求解,因此该方法简单实用,计算量小,适于在线静态电压稳定分析的使用.另外文中还对另一种普遍存在的分岔形式--限值诱导分岔的特点与灵敏度计算作了探讨.在EPRI 1000母线系统算例下的计算表明,本文方法切实可行并具有较高的精度.

多功能柔性功率调节器运行特性的仿真研究19-24

摘要：多功能柔性功率调节器是一种用于提高电力系统稳定性的新型FACTS装置,可同时双向大范围快速调节有功功率和无功功率.该文建立了柔性功率调节器的数学模型,提出了相应的励磁控制策略.根据所建立的模型和控制策略,以即将研制的柔性功率调节器实验室样机为对象,在MATLAB/SIMULINK环境建立了该柔性功率调节器的仿真系统,并进行了详细的全时域数字仿真研究.研究结果表明,柔性功率调节器具有很好的功率调节特性和良好的动态响应能力,为实现提高电力系统稳定性创造了条件.

电力短期负荷的多变量时间序列线性回归预测方法研究25-29

摘要：根据单变量时间序列的相空间重构思想,提出了一种电力短期负荷的多变量时间序列相空间重构方案,同时针对每一分量时间序列采用互信息法进行最佳延迟时间的选择,最优嵌入维数则采用最小预测误差法进行确定.根据相点间的欧氏距离和关联度,提出了最近邻域点的优化选择方法,建立了多变量时间序列的一阶局域线性预测模型.通过重庆某地区电力系统短期负荷预测的计算实例表明,基于多变量时间序列的负荷预测方法与单变量负荷预测方法相比,具有较强的自适应能力和较好的预测效果.

电弧炉电气系统谐波分析的频域方法研究30-35

摘要：文中对电弧炉电气系统谐波分析的频域方法进行了研究.首先对电弧电压波形进行了傅立叶分析,接着讨论了电弧炉系统谐波分析的思路.从替代定理和叠加原理出发,将三相对称及不对称电弧炉系统简化为单相系统进行求解.经过电路分析,导出了电弧炉系统主电路谐波、注入电网谐波、流过电容器谐波的解析计算公式.分析表明：电弧炉系统的主电路谐波的大小与系统的谐波阻抗、电弧电压波形和电弧炉的平均功率因数有关,电弧炉注入电网的谐波主要为低次谐波.当电弧炉电气系统在串联谐振点和并联谐振点附近时,均会出较大谐波电流,而串联谐振对系统的影响更大一些.

攀峰过程中协调优化调度的研究36-40

摘要：攀峰过程中发电机组上行时调节余量短缺,保持电网安全、优质、经济运行难度较大.为此,该文提出攀峰过程协调优化调度的方法.该方法通过对预调度时间级与在线调度时间级和自动发电控制AGC与非自动发电控制Non-AGC机组之间的协调,并与在线调度级高峰预报相结合,根据具体情况,可实现攀峰响应能力的增补、保持、释放的循环机制,达到统筹协调优化调峰、调频和联络线调整的目的.

一种自适应捕捉特征频带的配电网单相接地故障选线新方案41-46

摘要：依据配电网单相接地故障时故障线路故障相与健全相之间故障分量的比值不小于2;健全线路在特征频带内故障相与健全相之间暂态分量的比值明显地小于2,且特征频带随系统结构、故障模式的变化而不确定的特征,提出一种新的单相接地故障选线方案,对于任一条馈线,先由故障相与健全相之间电流故障分量的比值大小判断该线路状态（健全或故障或可能故障）;若为可能故障线路,则自适应地捕捉健全相暂态电流最集中的频带作为特征频带,由此频带内故障相与健全相电流暂态分量的比值大小最终判定该线路的状态（健全或故障）.仿真试验表明：该新方案能正确地判别故障线路和健全线路,且具有较高的灵敏度.

一种快速识别变压器励磁涌流和内部故障的新方法47-51

摘要：基于励磁涌流波形畸变严重,会呈现出尖顶波的凹弧特征,而故障电流则基本保持基频正弦波（凸弧）特征的思想,该文提出了一种利用波形特征快速区分变压器励磁涌流和内部故障的新方法.该方法利用初始5ms内差电流的数据（5ms数据窗）,将其拓展为长10ms的数据窗,然后通过最小二乘算法拟合差电流波形得到其近似表达式,再根据拟合曲线在各点处的曲率和凸凹特性来区分变压器励磁涌流和内部故障.动模实验表明：该方法能够快速地切除变压器内部故障,动作时间约为5ms,所需时间较短,识别灵敏度高,且实现方便,不受电流互感器饱和及非周期分量的影响.

小电流接地系统自适应单相接地保护新原理52-57

摘要：传统的故障选线采用集中比较各条出线的零序电流大小或相位,不便在馈线保护中实现及现场终端单元（FTU）上安装.该文提出一种新的基于负序电流补偿的自适应零序过电压保护原理.其基本保护采用零序过电压保护,动作时间采用反时限特性;在分析接地故障负序暂态电流分布特点的基础上,利用线路负序电流暂态有效值与一个可整定的补偿电抗相乘,形成补偿电压,并与零序电压幅值合成复合补偿电压,利用该电压对基本的反时限动作特性曲线进行修正,使零序过电压保护具有选择性.理论分析和仿真结果证明了方法的有效性.此外,还对采取该保护方案后,永久性线路故障和母线故障情况下如何保证供电的可靠性进行了讨论,提出了相应的解决方案.

基于广域测量系统的混合量测状态估计算法58-63

摘要：针对当前广域测量系统（WAMS）测量点少、无法进行状态估计的问题,提出利用量测变换的方法将数据采集与监控系统（SCADA）支路功率量测转换成等效电流相量量测,与WAMS量测组成混合量测系统,并提出了直角坐标系下混合量测的状态估计算法.理论分析和算例表明该算法具有常数的雅克比矩阵和信息矩阵,而且信息矩阵能够针对节点电压相量的实部和虚部进行解耦处理.该算法收敛快速,属于线性收敛,且基本不受系统规模的影响.此外,本文还研究了该算法对有注入功率节点的处理,不同R/X值对该算法收敛情况的影响以及PMU量测值对估计结果精度的影响分析.

基于协作拍卖法的跨区域输电阻塞管理64-70

摘要：电力改革进一步发展要求开放本地市场,开展跨区交易,促进竞争,提高市场效率,降低电价.区域间联络线的容量限制形成的输电阻塞是影响跨区交易顺利进行的重要因素.该文提出了基于协作拍卖法的跨区域输电阻塞管理方法,适合双边和Pool混合的市场交易模式,并能兼顾区域内存在不同的交易模式.在阻塞调度优化模型中考虑了合同路径和物理路径的不同,利用功率传输分布因子将合同路径转换成物理路径.利用发电转移分布因子将阻塞费用分摊到双边合同,采用潮流跟踪法分摊Pool内部的阻塞费用.改进的IEEE 30节点算例测试了不同输电报价下的阻塞管理效果,结果表明：基于协作拍卖法的阻塞管理方法能够有效地缓解阻塞,并能合理分摊阻塞费用,方法快捷,经济信号明确,适合于不同交易模式共存的跨区交易.

采用虚拟网络加网络操作法的双回线故障计算方法71-77

摘要：文中在双回线故障端口接入结构固定的虚拟网络,采用对虚拟网络进行网络操作的方法模拟双回线跨线短路故障、断相故障或跨线短路加断相故障,建立起双回线各种故障计算的统一模型.基于线性电路的基本定理,借助于相序参数变换技术,提出了一种针对双回线各种故障计算的新方法.该方法的优点为：①双回线跨线短路故障、断相故障和跨线短路加断相故障具有统一的计算模型和计算方法;②可精确地模拟双回线金属性或非金属性跨线短路故障、完全或不完全断相故障,以及由它们组合而成的各种跨线短路加断相故障;③对双回线是否存在公共母线无特殊要求;④无需形成复合序网,适用于序相两种坐标.

一种基于傅氏算法的高精度测频方法78-81

摘要：该文仔细研究了正弦信号经傅氏算法变换后的结果,发现随着数据窗的推移,傅氏算法得到的相量实部和虚部满足一个恒等式,由此得到一种新的测频方法.为了提高谐波情况下测频的精度,以前一次频率测量值为基础进行迭代,在对采样数据插值的基础上,使得迭代很快的收敛,仅需23ms左右的时间,即可准确求出基波频率.分别对原始信号为纯基波、存在谐波和噪声等情况进行了仿真,结果表明,算法在各种情况下都具有很高的计算精度.

基于矩阵实数编码遗传算法求解大规模机组组合问题82-87

摘要：该文提出了一种采用矩阵实数编码遗传算法（MRCGA）进行机组组合优化的新方法：采用矩阵实数编码方式对整体发电计划进行编码后,可直接运用遗传操作求解机组组合问题,避免将其分解成机组启停安排和经济负荷分配的两层优化问题进行求解;采用多窗口变异技术,增强了算法的搜索能力.此方法提出了一种新的个体调整方法,可以处理各项约束条件,保证了结果的可行性.文中通过2个算例及与其它算法的对比分析,验证了所提出的方法在大规模机组组合问题求解时具有很强的适应性和全局搜索能力.

计及TA传变特性的输电线路行波故障定位研究88-92

摘要：研究了电流互感器非理想传变特性引起的行波信号畸变和对行波故障定位的影响.建立了电流互感器的高频电路模型,并由实验确定了电路模型参数,然后根据该模型对二次侧的畸变电流进行校正以逼近一次侧电流,从而减小由电流互感器非理想传变特性引入的误差.数字仿真和实验结果表明,该方法可有效地校正电流互感器引起的行波信号畸变和误差,提高行波故障定位的精度.

水电厂电量不确定性风险的管理93-100

摘要：水电厂商的电量由于受来水影响,具有不确定性,很难准确估计各时段的发电量,因此该文提出了一个水电厂电量风险管理方案.通过一个电力双边合同和两个复合电力期权将水电厂与电力公司结为风险同盟,共同分担水电厂电量不确定性风险.双方的合作不仅有效规避了水电厂的电量不确定性风险,而且该方案还有良好的社会效益.文中以无套利定价方法给定了复合看涨期权和复合看跌期权的定价公式,并通过蒙特卡罗法模拟随机的水文情况和市场出清电价以计算期权价格和合作的社会效益.算例以某实际水电厂为例,分析了水文波动性、合同电量和合同价格对复合期权价格以及社会效益的影响.

一种基于小波变换的光纤故障分析算法101-105

摘要：光时域反射仪（OTDR）只能测量各取样点处的衰减值,不能自动地判断出事件点.实际光纤线路的信号中常常混有噪声,在故障分析中必须将事件点信息从噪声中提取出来,再精确地判断出事件点的位置.该文在简单分析了OTDR测试原理的基础上,提出了一种基于小波变换的光纤故障分析方法.该算法首先将小波变换后的高频数据分量进行阈值滤波和信号增强处理,在很好地抑制噪声的同时,还能有效地增强突变点信息.然后根据模极大值的位置和特点,对增强后的信号进行检测,以判断事件点的位置和类型.仿真实验结果表明,该算法在较强的噪声干扰的情况下仍然有较高的精度和可靠性,是一种行之有效的方法.