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中国电机工程学报 2009年第04期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力系统运行与规划

电力系统精细规则的研究1-7

摘要：在分析传统运行规则的基本形式和弊端的基础上，进一步阐述精细规则的概念。针对系统输电断面，提出建立精细规则的方法：针对静态安全，精细规则的建立基于灵敏度技术；针对暂态安全，精细规则的建立采用数据挖掘技术，由建立训练集、特征选择、知识表示等步骤组成，其中训练集采用基于连续潮流的极限传输容量计算方法，特征选择采用一种新的基于信息理论的方法，知识表示采用最小二乘拟合。对四机双区域测试系统和某省级电网分别进行精细规则的算例研究，结果表明，精细规则考虑了更精细的电网特征状态，对在线运行方式的适应能力更强，可在保证系统安全的前提下有效挖掘输电走廊的输电潜力，提供的灵敏度还有助于控制决策。

基于广域量测的电压稳定在线监测方法8-13

摘要：利用电压稳定在线监测系统进行在线预警，是电压稳定在线监控系统的重要组成部分。该文根据单电源简单传输系统模型，提出一种在线监测静态电压稳定性的负荷裕度指标，它可准确地反映节点的负荷裕度，能给出运行点是否位于系统PV曲线上半支或下半支的信息。对多机系统中的负荷节点及联络节点构造单电源功率传输等值系统，等值电源的电压幅值能基本保持恒定；利用广域量测系统，测量计算单电源功率传输等值系统参数及负荷裕度指标。在改进的IEEE50机测试系统上仿真表明，提出的电压稳定在线监测方法能很好地反映负荷裕度，捕捉到电压稳定薄弱母线。

考虑负荷动态模型的暂态电压稳定快速判断方法14-20

摘要：提出一种负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗动态模型时系统暂态电压稳定快速判断的方法。针对采用牛顿法求取故障后系统主导不稳定平衡点（controlling unstable equilibrium point，CUEP）存在的初值选取难题，提出一种实用但不失严谨的解决方案：通过识别给定故障的主导负荷母线，对主导负荷母线以外系统由故障后稳定平衡点处的状态进行戴维南等值，对负荷中感应电动机部分采用其稳态等值电路，再由感应电动机的转矩特性求得CUEP附近的一个点作为近似的CUEP，以此为迭代初值可靠求得CUEP；采用二阶正规型来近似CUEP的稳定流形的方法求得近似的局部吸引域边界；由仿真得到故障清除时刻系统的状态并根据该状态是否位于吸引域内判断系统的暂态电压稳定性。文中推导出了该方法的系统数学模型的一般化描述，并通过对一个5节点系统和IEEE-9节点系统的计算结果验证了该方法的正确有效和良好精度。

一种电力系统连锁故障的概率风险评估方法27-33

摘要：讨论了连锁故障风险评估的框架结构，即确定元件停运模型、选择初始系统状态、相继故障过程分析和风险计算。该文在分析中考虑了保护误动、断路器拒动、元件组停运、电站相关停运、共因停运等相关停运模型，利用功能组分解技术和事件树分析法，选择连锁故障的初始系统状态，提出简化相继故障过程分析的依据和处理方法，进而提出一种新的连锁故障概率风险评价方法。通过算例，给出不同停运模式的风险指标以及系统元件的风险排序。仿真结果显示，系统发生连锁故障的总风险值随负荷率的增长而增长。当负荷率小于1时，连锁故障总风险主要由保护误动模式承担；当负荷率达到1和1．26两个临界点时，总风险发生两次突变。其中，第1个临界点受共因停运模式的影响，第2个临界点受单元件强迫停运模式的影响。

中国电机工程学报杂志电力系统仿真及分析计算

新型恒定一次侧电流无接触电能传输系统的建模与优化34-40

摘要：提出一种新型无接触式感应耦合电能传输系统（inductively coupled power transfer，ICPT），系统一次侧线圈与电感／电容／电容所组成的谐振槽谐振、二次侧线圈与补偿电容并联谐振。利用互感理论，分别建立相互分离的原边等效电路模型和负载等效电路模型，采用正弦交流分析法对其等效电路模型进行分析，获得谐振槽电容及电感元件的参数计算公式，导出系统向负载传输功率及输出电压的计算表达式，并对谐振槽元件参数进行优化设计，以便减小装置体积，降低成本。额定频率下系统一次侧线圈电流保持恒定而与负载大小无关，保证电能由电源向负载的稳定传输。同时谐振槽输入电流随负载的减小而减小，提高系统的部分负载能效值。PSpice仿真实验验证该系统的上述优点。

基于风速预测和随机规划的含风电场电力系统动态经济调度41-47

摘要：随着风力发电在电力系统中比重的持续增加，在电力系统经济调度中需要考虑风电场的影响；而并网风电场具有动态、随机、容量大等特点，传统的经济调度方法已不再适用。针对风电场出力的随机性，在风速预测的基础上，应用随机规划理论建立了考虑机组组合的含风电场电力系统动态经济调度模型。在求解模型时应用了综合随机模拟、神经元网络和遗传算法的混合智能算法，提高了算法的收敛速度和搜索性能。以含风电场的IEEE30节点系统为算例验证了所提方法的可行性和有效性。

快速三相高斯潮流算法48-52

摘要：提出快速三相高斯潮流算法。因潮流计算给出的未知条件数目多于方程数，所以对发电机进行研究，增加发电机节点的内电势节点，使方程数目等于未知条件数目。对导纳矩阵中的PQ节点对应部分进行消去，得到只有发电机节点的网络。对此网络进行分析，得到PV节点迭代方法。在潮流计算时，分别形成固定的PQ节点、PV节点对应因子表，通过对PQ部分电流前代，将PV节点的有功功率进行修正，由此有功功率对PV方程进行求解，然后将求得的PV电压代入PQ方程进行回代，得到一次迭代计算的解。计算结果表明该方法具有良好的收敛性，虽然迭代次数较牛顿法有所增加，但是计算时间较牛顿法少。

中国电机工程学报杂志继电保护、通信及自动化

电力调度数据网结构特性分析53-59

摘要：提出运用复杂网络理论从结构的角度分析电力调度数据网的复杂性及脆弱性。现有的电力调度数据网大致可分为双星型和网状2种典型结构，从统计特征参数、度数累积分布以及介数累积分布3个方面对这2种电力调度数据网的结构进行了分析，发现双星型网是典型的无标度网络，而网状网是典型的小世界网络。继而以单一故障和连锁故障分别衡量了2种网络的静态脆弱性和动态脆弱性。结果表明：1）电力调度数据网的脆弱性与其网络结构有很大的联系，单一故障时，双星型结构的调度数据网对选择性攻击表现得更加脆弱；2）双星型结构的调度数据网不容易发生连锁故障，网状结构反之。连锁故障时故障概率较高的节点仍集中在介数高的节点。

基于整个电网行波时差的故障定位方法60-64

摘要：在分析电网故障行波传输特性的基础上提出了一种基于整个电网行波时差的故障定位方法。该方法在整个输电网中的部分变电站安装行波定位装置，线路故障后各行波定位装置检测并记录初始行波的到达时间，由主站根据整个网络中所有初始行波到达时间和线路长度来辨别有效行波时间，并根据所有有效行波时间来进行综合故障定位。与基于单条线路故障信息的行波定位不同，该方法在故障线路端定位装置故障、启动失灵或记录错误时间后仍能可靠定位。理论分析和仿真结果表明，该方法可以在使用较少的行波定位装置的情况下对电网中所有输电线路进行可靠、准确的故障定位，有助于进一步提高行波故障定位的可靠性和经济性。

中国电机工程学报杂志动力经济

多预想事故静态电压稳定约束阻塞管理及成本分摊65-71

摘要：提出一种适用于日前电力市场，综合考虑系统正常状态当前运行点支路电流、节电电压约束以及多预想事故状态条件下的静态电压稳定约束的阻塞管理方法，并进一步提出一种基于模态有功参与因子的静态电压稳定约束阻塞成本分摊算法。通过对IEEE30节点系统的仿真实例说明，该方法能够有效地处理多预想事故静态电压稳定约束，阻塞成本的分摊完全符合基于责任的分摊原则，不但可以公平地分摊阻塞成本，而且向市场各方提供的经济信号也有利于系统的安全稳定运行。

系统边际电价概率分布检验及模型研究72-77

摘要：对系统边际电价的概率分布研究是电力市场定量分析研究工作的基础。该文通过概率坐标图、峰度和偏度分析，对系统边际电价的分布特性进行定性和定量分析，并通过J—B检验严格验证系统边际电价分布的非正态性。根据概率坐标图发现的电价具有分段正态分布的特点，提出用加权双高斯分布模型来刻画系统边际电价概率密度分布，美国PJM（Pennsylvania-new Jersey—Maryland）和澳大利亚NSW（New South Wales）电力市场的实际数据表明，该模型比传统的高斯分布和超高斯分布更接近实际的电价分布。

中国电机工程学报杂志输配电及供电

双环控制整流桥直流侧串联型有源电力滤波器及实验研究78-83

摘要：针对广泛应用的整流负荷，提出一种直流侧串联型有源电力滤波器（active power filter，APF）。这种DC侧APF串联在整流桥与负载之间，通过产生谐波电压达到补偿谐波源的目的，使电源电流成为与电源电压同频同相的正弦波。与传统的交流侧有源电力滤波器相比，有源开关的数量减少了一半，简化了电路结构，降低成本。串联型DC侧APF采用双环控制，电流控制跟踪电源电压变化，电压控制调整APF的能量流向，通过改变APF储能电容电压极性，实现对电感电流的连续可控，从而实现谐波治理。这种控制方法具有结构简单、控制效果好等优点。实验结果验证了文中所得结论。

有源电力滤波器的频域能量变换模型及其应用84-90

摘要：有源电力滤波器（active power filter，APF）的建模问题对其功率变换过程认识及控制器设计有重要意义。基于目前研究广泛的并联电压型APF，建立其等效电压源模型；通过对APF与电力系统间能量交换及功率流动的分析，提出APF频域能量变换的思想，并建立频域能量变换模型；建立其状态空间数学模型，通过变换，证明APF的基波控制分量对频域误差系统呈阻尼特性，从而使APF对频域呈无源性特征，从能量角度解释了APF的工作原理；基于频域能量变换模型提出迭代学习控制策略，并对直流侧电容电压附加PI闭环控制。仿真实验结果证明了该频域能量变换思想及模型的正确性，并验证了所设计控制策略的有效性。

分布式电源并网优化配置的图解方法91-96

摘要：分布式电源（distributed generation，DG）除了具有调节潮流分布等常规作用外，还可被用来治理电压暂降和降低线损等。针对分布式电源引入配电网后最佳安装位置与容量计算的问题，该文基于链式配电网络、恒功率静态负荷模型和分布式电源的功率模型，并考虑DG对降低线损和调节电压的作用，提出一种图解与遗传算法相结合的计算方法。该方法采用图示求解大量方程，避免了传统算法繁琐的过程和过多的假设条件，并且通过基于电压不越界为约束的遗传算法确定分布式电源的最佳容量，有效避免了节点电压接近合格范围的上界。最后通过典型的仿真算例并与传统方法进行比较，充分证明所提方法的正确性和可行性。

中国电机工程学报杂志高电压技术

基于电磁感应原理的变电站接地网腐蚀诊断方法97-103

摘要：为提高变电站接地网腐蚀诊断的效率和精度，提出一种新的诊断方法。基于有限元方法，计算激励电流在地表激发的磁感应强度，通过仿真计算，分析土壤结构对地表磁感应强度的影响；通过接地网的两下引导体直接注入和抽出异频的正弦波激励电流，基于电磁感应原理测量地表磁感应强度分布，诊断网格导体腐蚀变细和断点故障；结合变电站实际的电磁干扰环境，设计磁感应强度测量系统。实验和现场检测结果表明所提方法简便、有效，诊断系统满足测试需要，可用于工程实际。

真空中绝缘子闪络前表面带电现象的仿真研究104-109

摘要：真空中绝缘子发生沿面闪络之前存在绝缘子表面的带电现象，该现象对闪络的发展具有重要影响，到目前为止对该现象进行实时测量还存在很大的难度。基于二次电子发射雪崩（secondary electron emission avalanche，SEEA）模型，利用Monte Carlo法研究了真空中圆柱型和圆台型绝缘子在闪络前表面电荷密度的二维分布。仿真中采用了氧化铝陶瓷、聚四氟乙烯（PTFE）、聚酰亚胺（PI）以及聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等不同绝缘材料。考察了绝缘材料、施加电压以及圆锥绝缘子不同锥角对表面电荷密度和分布的影响。仿真结果表明，在靠近阴极处的绝缘子表面存在小区域的负电荷区，而后变为较大区域的正电荷区；二次电子发射系数较小的绝缘子表面的正电荷密度较小；随外施电压升高，负电荷的密度及区域减小，而正电荷的密度及区域增大，且正电荷区域的峰值向靠近阴极方向移动；圆台绝缘子的锥角为负时其表面正电荷密度大于锥角为正时的情况，当锥角在-22．5°-30°之间时表面正电荷密度达到最大，而此时对应的闪络电压最低。仿真结果与实验结果有较好的对应关系。

大气压下流注放电光电离过程的数值仿真110-116

摘要：将光电离模型引入气体流注放电的流体模型中，针对光电离数值仿真计算需要对空间任意两点建立联系，导致方程求解计算量增大、计算较困难的问题，提出了光电离模型的简化计算方法。然后求解流注放电流体模型，仿真棒一板空气间隙放电过程，并比较了有和没有光电离2种情况，结果表明光电离提供了流注放电所必须的二次电子崩的种子电子，在没有光电离时，不能形成流注放电。在考虑光电离情况下仿真了流注发展过程，得到各时刻电子、光电子、电场空间分布，并从流注发展速度、通道半径、电场强度多方面与实验结果比较，验证了模型和算法的正确性。

纳米银-环氧树脂复合电介质的介电特性117-122

摘要：研究了纳米银-环氧树脂复合电介质的介电特性，讨论了银粒子的大小和添加量对复合材料介电常数和介质损耗因数的影响，并分析了复合材料的介电温谱。结果表明，复合材料的介电常数和介质损耗因数比纯环氧树脂有所降低；复合材料在损耗温谱中比纯环氧树脂多出一个高温峰，且高温峰的松弛活化能与纳米银粒子在介质中形成的库仑阻塞势垒有较好对应，实验结果表明了在一定尺寸和分布的纳米金属粒子与聚合物形成的复合介质中存在着库仑阻塞效应限制电荷运动的现象。