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中国电机工程学报 2006年第13期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力系统

电力系统主动解列控制方法的研究1-6

摘要：解列是电力系统在受到大的干扰，系统完整性无法保持的情况下将系统分解成几个孤岛的控制。以在线计算、全局控制、协调动作为特点的主动解列控制是一个重要的研究方向。文中分析了主动解列控制需要回答的关键问题，介绍了一种以“搜索加校验”为基本思路的主动解列策略求解方案，提出了合理解列策略的评价指标，最后指出了在主动解列研究中应当首先开展工作的几个方向。

多馈入交直流输电系统的模糊控制器协调优化算法7-13

摘要：设计了一套阻尼区域间功率振荡的模糊控制器。在多馈入交直流输电系统的直流功率控制系统和发电机励磁系统中同时采用了该模糊控制器，并对影响其性能的关键参数进行了协调优化。为了解决优化结果容易限于局部最优的问题，采用了遗传算法进行全局并行寻优。同时引入序优化理论在概率意义上保证优化解的质量。仿真结果表明：与常规阻尼控制器相比，模糊控制器能更好地提高交直流互联系统的动态稳定性且具有鲁棒性。序优化遗传算法比传统遗传算法具有更稳定的性能，可作为多馈入交直流输电系统的模糊控制器参数协调优化的一种有效方法。

基于可信性理论的水火电机组检修计划14-19

摘要：水电机组同时存在着水电电量模糊性和机组强迫停运的随机性这两类不同的不确定性，因此水火电机组检修计划本质上是一个具有随机模糊双重不确定性的混合整数优化问题。但是，因概率论与模糊论在基础数学领域内是相互独立的理论体系，传统的机组检修计划只能对随机性或模糊性这两类不确定性中的一类进行建模，然后采用随机规划或模规划来求解。可信性理论是2004年基础数学领域完成的数学分支，它给出了基于测度论的模糊论公理化体系，并提糊供了随机性与模糊性综合评估的严格数学基础。文中基于可信性理论，建立了水、火电机组检修计划的混合整数随机模糊双重不确定性优化模型（原始模型），并在这一个模型中同时考虑随机性与模糊性2种不确定性。利用Benders分解法，将原始模型分解为多目标整数规划（主问题）和随机模糊规划（运行子问题）2大问题进行分散协调，利用改进Balas算法求解主问题，综合利用可信性理论与半不变量法求解运行子问题。对吉林电力系统中的95台机组安排了全年的检修计划，结果表明：该算法和软件在实际系统中应用是可行、有效的。

考虑支路故障情况下的静态电压稳定分析20-25

摘要：提出一种用于支路故障情况下静态电压稳定临界点计算的可靠方法。该方法以支路导纳系数为连续性参数，采用类似连续法的预测校正格式，可沿着临界点曲线从故障前系统的电压稳定临界点追踪至各支路故障后的临界点。其中预测及校正方程均采用特殊的矩阵降阶技术求解，所需求解的方程组维数只相当于原来的一半。在IEEE14及1000母线系统上的算例验证了该文方法的可行性与高效性。

基于负荷裕度随机特性的电压失稳概率问题研究26-30

摘要：为了克服传统分析方法在电压稳定问题研究中存在的不足，需要掌握与电压失稳现象相关的一些概率信息。针对这种情况，提出了一种基于负荷裕度随机特性的方法来计算系统电压失稳的概率。该方法通过研究连续潮流计算中与临界点位置密切相关的参数随机变化来确定相应的负荷裕度的随机特性，并在此基础上利用半不变量方法获取所需的电压失稳概率。由于该方法在计算过程中考虑了更多不确定性因素对电压稳定的影响，因此其结果在准确性和合理性上都有很大程度的提高。对IEEE39节点系统的仿真研究证实了上述方法的正确性。

输电断面有功安全性保护及其快速算法31-36

摘要：在分析连锁过载跳闸原因的基础上指出了输电断面保护的重要性。当切除过载支路可能引发相关输电断面连锁跳闸时应紧急消除支路过负荷，保证输电断面的安全。为实施输电断面有功安全性保护而选择控制节点时，利用结合重要性权重的主成分分析法评价节点消除断面过载的综合能力并实施排序，以此获得控制节点操作序列。从控制节点和相应控制量的确定上保证正常支路不过载，过载支路潮流不上升，因而不需要计算精确潮流即能快速地给出控制策略。针对CEPRI36节点系统进行的算例表明，文中提出的调控算法是快速高效的。

基于数学形态学的电力系统振荡中故障识别和改进的选相方法37-42

摘要：摘要：为了使振荡闭锁装置能在振荡中再故障时开放保护，就必须能区分振荡与故障，且故障相的单相阻抗继电器在振荡时也应能正确测量阻抗。但如何在振荡中快速正确地选出一个故障相进行阻抗测量是距离保护能否有选择性地切除振荡中故障的关键问题。在动模实验中发现：对于振荡中发生的故障，在一定情况下序分量选相元件会误选相。文中利用级联多分辨形态梯度变换（SMMG）提出了一种电力系统振荡中的故障检测和改进的故障选相方案：先利用一个SMMG滤波器对相电流进行处理，构成一个自适应的振荡中故障起动元件；检测到故障或扰动后，对接地故障，如果由现有的序分量选相方法判断出其为落在包含单相和相间2种故障类型的区域，则可利用故障后3个模电流分量的SMMG系数局部模极大值确定其故障相别。用EMTP在一个系统模型上进行了大量的仿真研究，其结果验证了该方案的有效性和易用性，该方法判别灵敏，结果可靠，所提出的算法易于实现，在现有的微机保护装置中可以直接采用。

在输电服务价格设计中计入可靠性分量43-49

摘要：文中提出在输电服务定价中计入系统可靠性分量的方法，该方法包括3个项工作：①确定单位可靠性价值；②量化各类用户对输电系统可靠性的影响：③把可靠性分量整合到费率设计中。采用文中提出的方法，按照网内负荷、过网和发电等各类用户对系统可靠性的影响计算其应付费用或应得补贴。可靠性分量通过价格信号迫使系统中所有参与者（电力公司和用户）分担它们对系统可靠性的责任。并送出一个激励信息以鼓励新发电机的正确选址。该方法也反映了输电公司的长期投资回收需要。并用加拿大BCTC公司的实际例子解释了所提方法的计算步骤。

基于猜测供给函数的需求弹性对电力市场运行的影响50-55

摘要：影响市场运行的一个重要因素是需求弹性。低需求弹性将导致市场出清价格高，市场运行效率低，经济效益分配不合理。由于电力商品的特殊性，目前电力市场本质上具有寡头竞争的特点。相对较完全的竞争市场，发电商的策略竞标行为将导致市场运行在低效率水平下，这一消极因素在低需求弹性下尤为突出。为此提出了一个能评估需求弹性对发电商策略竞标行为影响的模型。该模型将发电商的博弈行为模拟成猜测供给函数（conjecture supply function，CSF）竞争，同时将交易市场中的用户需求弹性包含在数学模型中。通过对意大利电力市场的单时段交易的模拟，运用一系列指标来量化评估需求弹性对具有寡头竞争性质的市场运行的影响。

晶闸管阀过电流试验装置过电压保护策略的研究56-61

摘要：介绍了我国第1套适用于灵活交流输电系统（FACTS）和高压直流输电系统（HVDC）的高压晶闸管阀过电流试验装置的基本原理。针对试验过程中可能产生的瞬时过电压和故障过电压分别建立了数学和仿真模型，分析了过电压的产生机理、危害及特点。在上述分析的基础上对不同的保护策略进行比较，提出阻容吸收回路与BOD（break over diode）触发晶闸管阀相结合的新型过电压保护策略，理论分析和仿真结果都证明所提出的保护策略的正确性和有效性，从而确保过电流试验装置的安全可靠运行。

三相逆变器并联系统中零序环流的研究62-67

摘要：现有的文献已经论证了在三相逆变器并联系统中，存在着零序环流的通路。然而，这些结论基本上都是在无输出变压器及忽略了三磁柱电感磁路耦合的前提下得出的。事实上，在三相逆变器中，出于体积和成本的考虑，滤波电感和输出变压器通常都采用三磁柱铁芯来绕制，由此带来的三相间磁路耦合使得三相逆变器的零序相量特性与三个单相逆变器构成的三相逆变器是完全不同的，这对三相逆变器并联系统中的零序环流也产生了很大的影响。该文基于三磁柱变压器及三磁柱电感的动态方程建立了带三磁柱电感及三磁柱变压器的三相逆变器瞬时零序分量模型。基于该模型的分析发现，三相逆变器并联系统中，三磁柱电感及三磁柱变压器的采用使得零序环流的大小和通路发生了很大的变化。仿真与实验验证了上述结论。

三种服务器电源系统的比较分析68-73

摘要：全球输入电压范围的服务器电源系统由功率因数校正级（PFC）和DC—DC级组成。为了提高PFC级在低压输入时的效率，可以适当降低其输出电压。此时在整个输入电压范围内母线电压的变化较大，后级变换器的拓扑选择和设计就显得尤为重要。复合式全桥三电平变换器（HFBTL）的特点是功率器件电压应力低，环流能量少和输出滤波电感小，适用于宽输入电压范围。该文从器件应力，磁性元件尺寸和损耗分布三方面比较了传统的移相控制全桥变换器（PSFB）和HFBTL变换器。并与PFC级变换器组合，构成三种服务器电源的整机方案。最后研制三台原理样机，对三种整机方案均进行了实验比较。

发电机励磁及调速综合控制可行性分析74-78

摘要：针对发电机励磁、调速综合控制的可行性，分析了二者的系统带宽，通过分析得知导致二者带宽相差悬殊的原因与控制规律关系不大，其原因在于：调速系统机械结构及其安全可靠运行的要求不允许系统过于快速、频繁地动作。带宽相差悬殊使得励磁、调速系统的综合控制不能真正实现，因此难以有效地提高发电机组的稳定性。二次型线性最优及非线性最优控制存在模型阶次不能太高、性能指标定义不能真正体现最优控制，使得难以充分发挥允许控制的作用以及精确线性化不可行等问题，导致不适合用于励磁、调速综合控制。但对水轮发电机组而言，操作层面的励磁、调速综合控制有较多的优点，可提高系统可靠性、有利于优化机组工况等。

高通滤波反馈型正弦脉宽调制逆变器研究79-83

摘要：通过分析SPWM逆变器的谐波成分和来源，建立了一种更接近实际的逆变器控制模型，提出了运用有源高通滤波器进行局部反馈控制，消除输出平均值反馈型正弦波逆变器谐波的逆变电源设计方法，并运用乃奎斯特稳定判据分析了系统的稳定性，得出设计参数，利用该方法可以有效地解决输出平均值反馈型正弦波逆变器在非线性负载条件下输出电压波形的失真问题，从而在发挥输出平均值反馈型正弦波逆变器的优势的同时，扩大了其应用范围。之后，利用MATLAB进行了仿真，制作了实验电路，仿真和实验结果进一步证明了该理论的正确性以及该方法的合理性。

直流大地运行时交流系统直流电流分布的预测方法84-88

摘要：直流输电线路在系统调试或发生故障情况下，会处于单极大地回路电流运行方式。当直流输电系统的大地回流很大时，可能造成部分交流输电系统中的变压器处于偏磁状态。该文提出了分析直流大地运行时交流系统直流电流分布的数值方法。该方法使用矩量法分析复杂大地结构中由直流接地极、交流变电站接地网及其它埋地金属管道构成的多接地系统所产生的地中电流场。同时将电路理论与矩量法相结合，从而将多接地系统与地上交流输电网络联系起来。分析了贵广直流输电线路以大地为回路运行时，直流电流在广东春城变电站周围220kV及以上电网的分布，并与现场测试结果作了比较。

中国电机工程学报杂志发电

气液滑动弧放电降解4-氯酚溶液的研究89-93

摘要：用10kV高压产生直接与废水接触的气液滑动弧放电非平衡等离子体降解水中4-氯酚。实验研究表明：由于液滴的存在改变了电极间的介电常数和局部电场，气液滑动弧放电的电压波形比纯气流滑动弧放电更加不规则，起弧电压更低；从溶液COD降解效果来看，当不锈钢作为电极材料时，4-氯酚降解效果比铝和铜电极材料好；当空气作为载气时，经过76min的等离子体处理，溶液的COD值由1679．2mg／L降到190mg／L，相当于COD降解率为88．68％；增大气液混合比能够提高4-氯酚的降解效果；同时检测了H2O2和O3的生成量和溶液pH、电导率的变化。

基于热经济学的空调系统建模94-97

摘要：为降低空调系统的运行成本，提高其运行的经济性，提出了一种新的用于空调系统热经济性分析的评价模型。该模型是在热力学的煅分析和经济学等理论的基础上形成的，并以能量费用和非能量费用计算的单位热经济学成本作为分析评价的依据。通过2因素3位级9个工况的正交实验，得到用该模型计算的单位热经济学成本曲线，并同热经济学矩阵模式分析方法的计算结果进行了比较，结果表明该模型是合理的，可为空调系统的经济运行状态诊断提供决策依据。

基于能值的不同煤基发电系统的可持续性评价98-102

摘要：传统的煤基发电系统评价是对其效率、经济性、环境影响等单一指标进行。在可持续发展的背景下，需要对煤基发电系统与经济系统、环境系统和社会系统的作用关系进行分析，建立与三者紧密联系的统一评价的客观尺度进行可持续性评价。文中针对煤基发电系统存在废物的特点，运用能值分析理论建立了能反映煤基发电系统特性的可持续性评价指标。对不同的煤基发电系统：多联产能源系统（以甲醇-电力多联产能源系统为例）、整体煤气化联合循环OGCC）、增压循环流化床联合循环（PFBC-CC）、超临界火电厂进行了可持续性分析。结果表明：该能值可持续性评价指标能比较全面地度量煤基发电系统及其可持续性，多联产能源系统的可持续性较煤粉发电厂、PFBC-CC，IGCC电厂显著提高；IGCC电厂、PFBC-CC电厂的可持续性较煤粉发电厂也有不同程度的提高。