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中国电机工程学报 2009年第10期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志高电压技术

计及风影响的潜供电弧自熄特性计算研究1-6

摘要：风是影响潜供电弧自熄特性的重要因素，从电弧运动的角度出发，研究了计及风影响的潜供电弧自熄特性。利用链式电弧模型，分析电弧受到的电动力、空气阻力和风载荷，获得电弧运动速度控制方程，建立考虑风载荷的潜供电弧运动模型。利用电弧自熄的长度判据，提出了计算电弧自熄特性的仿真流程。通过比较电弧受到的风载荷与电动力，分析了在不同电流下风对电弧运动所起的作用，进一步探讨了风向和风速对燃弧时间及分散性的影响。最后对潜供电弧自熄时间进行了仿真计算，并与试验结果进行了比较分析，结果表明文中建立的电弧运动模型能有效计及风对潜供电弧的运动和自熄特性的影响，燃弧时间计算值与实测时间基本相符，具有实用价值。

代数重建算法在重建运动弧根电流密度分布中的应用7-11

摘要：在一般分离极板法测试弧根线性电流分布的基础上，提出多角度狭缝分离电极的方法。分别使用7种角度狭缝的分离电极测试了在空气条件下，380A直流下阴极弧根在7个不同方向的电流分布。应用代数重建算法（algebra reconstruction technique，ART）重建了2-D弧根电流密度分布。实验结果表明：多角度狭缝分离电极法结合ART算法是获得运动弧根电流密度分布的一个可行且有效的方法。

间插布置绝缘子串的交流冰闪特性12-16

摘要：绝缘子覆冰闪络严重威胁电力系统的安全运行。在人工气候室模拟绝缘子覆冰，比较分析了3种间插方式（“2＋1”、“3＋1”和“4＋1”组合）对悬式玻璃绝缘子串冰闪特性的影响。结果表明：间插布置可提高绝缘子串的冰闪电压，其中“3＋1”方式较为理想；冰闪电压与绝缘子串长呈一定的非线性关系，常规串的线性度相对较好；冰闪电压与覆冰前绝缘子表面的污秽度（附盐密度）成负指数幂函数关系，间插布置方式的污秽度影响指数小于常规串。通过对试验结果的分析，提出覆冰绝缘子串50％冰闪电压与串长和附盐密度的关系表达式。

高压直流换流站中换流阀传导骚扰时域仿真分析17-23

摘要：换流站中换流阀的周期性导通和关断过程会产生宽频电磁噪声，这类噪声将沿换流回路传播，对电力线载波、测量等二次系统产生传导电磁骚扰。采用基于时域宽频等值电路的仿真计算方法，对换流站稳态运行过程、传导骚扰产生和传播过程统一进行仿真分析，充分考虑工作状态、器件特性对传导骚扰特性的影响。提出了关键设备的宽频等值电路模型，用宏模型模拟骚扰源特性，所有模型均同时考虑了设备的工频和高频特性，采用与设备规范和标准试验相配合的参数提取方法，适用于系统级全波电磁分析。通过现场试验验证了该方法的正确性，并定量评估了贵广Ⅱ回±500kV换流站换流回路的电磁骚扰水平。

新型调频式谐振特高压试验电源的参数设计与实现24-30

摘要：随着我国交流特高压电网的发展，交流特高压输电技术的试验研究以及交流特高压设备的绝缘考核都需要特高压交流试验电源。针对传统调频谐振式特高压试验电源（UHV frequency tuned resonant test power supply, UHV-FTRTPS）的缺点，结合现有的电力电子技术，对其整体拓扑结构进行了设计，在深入分析整个系统频率特性的基础上，确定频率上、下限分别为30和300Hz，提出特高压试验电源的主要组成部分的参数设计方案，并以该方案为基础设计一套调频谐振式特高压试验电源装置。实验结果表明，以该方法设计的特高压试验电源装置参数合理，符合设计要求，可满足交流特高压试验研究的需求，对其工程应用及产品化还可起到一定的指导和借鉴作用。

受采矿影响输电线路杆塔处地面沉陷仿真分析31-35

摘要：输电线路因采矿发生杆塔倾斜、位移和倒塌现象屡有发生，采矿引起的地表沉陷与岩体变形不仅是采矿沉陷理论的核心部分，也是采矿区输电线路设计和技术改造的基础。应用数值分析中的有限元方法，建立了计算机仿真分析模型，并提出了一种新的采矿沉陷的预测方法。通过与实测资料的对比，证实了该方法的可行性，并成功应用于内蒙古乌海地区220kV伊临线路的改造工程。

中国电机工程学报杂志电力系统运行与规划

利用联络线功率相对相位判定低频振荡模式36-40

摘要：提出一种在线判定大规模电力系统低频振荡模式的新方法。将发电机的有功功率与转速表示为广义相量的形式，推导了两者相位之间的关系，通过一个简单算例阐明了联络线功率振荡增量的相对相位与振荡模式之间的关系，指出不同的振荡模式对应着不同的相位组合，从而可以通过考察相位组合来判定振荡模式。利用PSS／E分析澳大利亚东南部电力系统的小信号稳定性，验证了相位组合与模式之间的对应关系不随工况与模型详细程度而变化。给出了在实际系统中使用本方法的步骤，并对华东电网进行了验算。结果表明，所提出的方法能够在线判定低频振荡模式，对大规模电力系统低频振荡的监测是有价值的。

电力系统大停电后系统分区恢复的优化算法41-46

摘要：电力系统发生大停电事故后，需要将大规模系统划分为几个分区并对每个分区进行并行恢复，然后通过并网来实现整个系统的恢复。该文将系统分区策略与分区内部节点的恢复路径、恢复顺序统一考虑，结合经典的最短路径法与遗传算法，实现最优系统分区恢复方案的求解。在该文算法中，考虑了机组在恢复过程中的启动时间限制，可保证尽可能多的电源点得到及时恢复，并对得到的各分区网架进行潮流的计算校验，对发生潮流越限的分区进行适当调整。以IEEE 30节点系统和河北南网系统作为算例验证该文算法的有效性。

N-1条件下不失去可观测性的PMU优化配置方法47-51

摘要：针对N-1故障会导致广域测量系统（wide area measurement system，WAMS）丧失对系统的观测能力，提出一种保证N-1条件下与关键线路相连的节点不失去可观测性的最优相量测量单元（phasor measurement unit，PMU）配置方法。该方法首先结合复杂网络理论模型和N-1故障模型辨识出系统中脆弱线路，并定义与脆弱线路相连的母线不可观测的系统鲁棒性损失模型；然后利用模拟退火法求出系统正常情况下母线全部可观测所需的PMU数目。以此为基础，逐步增加PMU数目，建立起系统鲁棒性损失和经济性之间的关系，其可视化结果为规划人员提供了有力的决策和支持。以IEEE 30节点系统为例对文中方法进行测试，实验结果表明该方法的有效性和实用性。

动态条件下的同步相量测量算法的研究52-58

摘要：考虑到电力信号的动态特性，利用泰勒级数对电力信号的时变相量进行建模，并利用相邻采样数据窗的相量测量值来表示相量导数，以此相量导数来修正系统动态特性对相量测量精度的影响。仿真计算以及现场数据的分析研究表明：该同步相量测量算法提高了多种动态条件下（如低频振荡和频率偏移等情况）对信号相量进行测量的精度，与传统相量测量方法相比，虽然运算量有所增加，但仍能够满足现场在线应用的要求。

城市电网网架结构与分区方式的两层多目标联合规划59-66

摘要：提出城市电网网架结构与分区方式的联合规划方法。首先提出城市电网分区方法，进而构建联合规划的数学模型，并使用多目标遗传算法求解。设定模型求解的前提条件，将两层规划模型的求解转化为相应的单层多目标优化问题的求解。针对联合编码策略所引起的孤岛问题提出连通网架形成方法。通过适应度计算、精英保存、分层进化等环节的设计，使多目标遗传算法在求解单层多目标优化问题过程中逐渐形成接近分层多目标优化问题有效解集的一组解。对实际系统的应用结果表明该文方法直接、有效。

中国电机工程学报杂志电力系统仿真及分析计算

空调负荷运行特性研究及建模67-73

摘要：空调负荷是近年来增长较快的一类负荷，其特性对电网的电压稳定性影响很大。该文在电力系统动态模拟实验室进行的空调特性试验的基础上，对空调负荷的静态特性、电压动态特性、启动过程和堵转过程进行了详细分析，建立了空调负荷的这4种重要运行状态的负荷模型，可作为空调负荷建模研究的重要参考。

自适应积分逆推滑模励磁控制研究74-77

摘要：电力系统参数摄动和外界干扰等因素对励磁系统影响很大，该文选择易于测量的状态变量建立鲁棒励磁控制系统模型，结合逆推设计方法和自适应滑模控制理论设计励磁控制器。按照逆推设计方法，逐步构造了李亚普诺夫函数，在构造虚拟控制信号时引入误差的积分项；给出阻尼系数的自适应律；设计了新的滑模面，从而得到最终的控制规律，对干扰进行抑制。仿真实验结果表明，系统在动静态响应性能上均优于常规逆推控制，说明这种控制方法能够改善系统的电压和功角稳定性。

中国电机工程学报杂志继电保护、通信及自动化

基于模量行波传输时间差的线路接地故障测距与保护78-83

摘要：随着输电线路电压等级的不断升高，基于行波原理的故障测距和超高速线路保护已经成为目前研究的热点。通过对接地故障时零模和线模行波传输规律的分析，得出以下结论：1）零模检测波速度和波头李氏指数之间具有特定对应关系；2）零模和线模行波分量传输时间差与传输距离之间具有单调非线性递增关系；3）阻波器对零模和线模电压行波分量的影响不同，模量传输时间差在区内末端和区外出口故障时具有突变特性。根据以上分析，利用小波变换和BP神经网络技术，导出了基于零模和线模传输时间差的接地故障测距、单端量保护新算法，并利用ATP中考虑频散特性的线路模型进行了仿真，仿真结果证实了上述算法的有效性。

中国电机工程学报杂志动力经济

基于激励相容原理的大用户直购电模型与机制研究91-96

摘要：大用户直购电是大用户与发电企业直接进行电力购销的一种双边交易模式，是中国电力体制改革的重要内容之一。该文建立了发电厂、大用户和电网公司3方的利润模型，分析用户的购电电价发生变化时，直购电参与3方的利润变化。基于机制设计理论的激励相容原理，讨论满足直购电试点3方各自分散决策（当购电电价下降时，希望自身的利润增加，或者至少不下降）下的用户电量增长预期的表述形式，以及实现3者共赢的用户电量增长预期的表述形式，提出促进直购电试点的政策要点。针对内蒙古自治区大用户直购电试点方案中的“网时补偿”政策进行剖析，指出该政策符合激励相容原理，有利于充分发挥发电厂的积极性，能够进一步降低试点改革的阻力。

基于展望理论的发电厂商最优报价97-101

摘要：在电力市场中，发电商的报价决策是一个风险决策过程。展望理论描述人们在经济活动中对于风险偏好与其预期利润目标相互关系的理论：当利润大于其预期目标时，大多数倾向于回避风险，而当利润小于其预期目标时，则倾向于追求风险以尽可能实现预期目标。该文将展望理论用于制定发电厂商的报价策略，提出了基于展望理论的计及风险的发电厂商的最优报价策略。由于该模型同时考虑竞价失败风险和预期利润目标在报价决策过程中对发电商决策思想的影响，使得所选报价方案更符合发电商的心理愿望。算例证明了所提出的方法的可行性和有效性。

中国电机工程学报杂志输配电及供电

改善接入地区电压稳定性的风电场无功控制策略102-108

摘要：针对大规模风电场接入电网带来的电压无功问题，提出一种改善接入地区电压稳定性的变速恒频风电场无功控制策略，在系统发生扰动时，以接入点为电压控制点，扰动前的稳态电压为控制目标，动态调节风电场输出无功功率，维持接入点电压水平。实际应用时，该策略利用系统部分雅可比矩阵推导风电场的电压无功灵敏度信息，并根据风电场的无功输出能力计算风电场无功调整量，同时通过设置控制死区和延时，避免了风电机组的频繁调控。仿真算例表明，采用所提策略能够充分发挥变速恒频电机风电场的快速无功调节能力，有效抑制风速扰动、负荷变化等因素引起的电压波动，维持接入地区电网的电压稳定性。

非均匀采样和最小二乘法在间谐波检测中的应用109-114

摘要：间谐波的频率是基波频率的非整数倍，并且幅值一般远小于基波和谐波的幅值，这些特点决定了对它的检测难于对谐波的检测。该文提出一种基于非均匀采样和最小二乘法的间谐波检测方法。非均匀采样由于其不受采样频率限制、频率分辨率高及抗混叠的优点，能在短数据长度下准确地检测出信号中相近的频率成分，并实现低采样频率下的高阶谐波测量。最小二乘法则可解决由于非均匀采样带来的频谱噪声问题，逐次消除检测出的大幅值信号，从而检测出幅值较小的间谐波信号，并准确估计出间谐波的幅值和相位。仿真实验表明：该方法可准确地检测出频率与基频相近，幅值远小于基波的多个问谐波，及实现低采样频率下的高阶谐波测量。