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中国电机工程学报 2010年第01期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志高电压技术

超／特高压直流输电线路塔头间隙冲击放电特性研究1-5

摘要：目前国内外规划和建设了多个超／特高压直流输电工程，其中输电线路杆塔塔头的空气间隙距离是影响工程设计的重要参数之一。在工程设计中，既需要选择合适的问隙距离以耐受可能出现的各种过电压，保证系统安全稳定运行，又要尽可能减小塔头尺寸以降低工程造价。利用±1000kV模拟塔头进行试验，得到了±1000kV杆塔典型空气间隙的操作冲击和雷电冲击放电特性曲线，并与±500和±800kV杆塔塔头的空气间隙研究成果进行对比分析，同时结合750kV交流杆塔塔头和正方形塔窗的操作冲击特性进行了讨论和分析。试验结果表明：±500、±800和±1000kV杆塔塔头的50％放电电压与间隙距离的关系曲线具有良好的延续性；当间隙距离增加时，操作冲击放电特性曲线开始出现饱和的趋势，而雷电冲击电压则与间隙距离保持较好的线性关系：导线的尺寸和分裂形式以及均压环等对塔头空气间隙的放电特性影响较小。

平板模型沿面工频沙尘闪络特性的试验研究及放电机制分析6-13

摘要：风沙对电力系统外绝缘放电的影响已引起广泛关注，由于污秽绝缘子的闪络与沉积在绝缘子表面的污秽性质有关，沙尘环境下的沙粒性质、状态、大气环境等均对绝缘子闪络特性有影响。因此以典型的平板模型为研究对象，在沙尘模拟实验室，对沙尘环境下外绝缘沿面工频放电特性进行了试验研究和机制分析。得到了风沙速度、风沙带电量、沙粒沉积量及沙粒含水量等因素对沿面放电的影响规律；在有风有沙和有风无沙时，平板模型沿面闪络电压Ut随风速的增大而增大，当风速达到4．5m／s后增大趋势变缓；队受沙尘的电荷量影响较小；当干沙粒沉积在绝缘表面时，随着沉积密度的增加，矾存在着极小值；同时，平板模型的闪络电压还与沉积沙粒的含水量有关。在此基础上分析了风沙环境下绝缘子的沿面闪络过程和放电机制，得出了无沙区域在沿面闪络过程中起重要影响这一结论。

高海拔地区复合支柱绝缘子的污雨闪特性14-19

摘要：为向国内高海拔地区特高压直流换流站外绝缘的设计提供参考，在1970m实际高海拔条件下，以不同伞裙结构的5种复合支柱绝缘子和2种瓷支柱绝缘子为试品f染污采用固体污层法1，采用恒压升降法，系统研究了伞裙结构和淋雨情况（淋雨量和雨水电导率1对复合支柱绝缘子污雨闪电压的影响。试验结果表明：伞间距对伞裙间污水柱的桥接现象影响较大，使得污雨闪电压差别较大；伞伸出增大会加大爬电距离，污雨闪电压升高；淋雨量、雨水电导率大小对支柱绝缘子的污雨闪电压影响也较大，且均符合幂函数关系。

中国电机工程学报杂志智能电网

梯级水电站水库蓄能利用最大化的长期优化调度20-26

摘要：以强迫弃水和有益弃水的混合弃水策略为基础，将梯级水电站看作一个整体，建立蕴涵末级水电站弃水电量最小、水力资源电站间分配时的发电量增益最大和水电站总发电量最大的梯级水电站水库蓄能利用最大化长期优化调度数学模型。构建了描述蓄水量、发电引用流量、弃水流量、水库前池水位和放水路水位之间关系的水电站水头特性详细数学模型。基于递归思想，建立以弃水流量和发电引用流量表示的水库蓄水量表达式。针对日调节水电站在长期优化调度中的特殊性，采用比例放大策略，建立了水库的等效库容约束条件。以一个三级水电站为例进行仿真分析，以混合弃水策略为基础的水库蓄能利用最大化优化调度数学模型可以提高约4％的综合发电量，表明了有益弃水策略在合理分配水力资源和提高电站综合发电效益方面的有效性。

中国电机工程学报杂志电力系统运行与规划

上都电厂串补输电系统附加励磁阻尼控制抑制次同步谐振的现场试验27-32

摘要：在上都电厂串补输电系统上进行附加励磁阻尼控制（supplementary excitation damping control，SEDC）抑制次同步谐振（subsynchronous resonance，SSR）的现场试验，介绍试验的运行环境、操作内容和主要结果。试验表明：上都电厂串补输电系统存在SSR风险，尤其是模态2在3／4台机并网运行、上承1回线方式下会出现发散现象，危及机网安全；而SEDC能显著提高扭振模态阻尼，加快SSR收敛速度，有效抑制SSR发散；试验涵盖了各种运行方式和操作，表明SEDC具有良好的适应性；现场实测和仿真结果的比较分析表明他们之间是吻合的。这是国内第1次以现场试验方式验证串补输电系统的SSR发散风险和SEDC的抑制效果，为SEDC抑制次同步谐振的进一步工程应用奠定基础。

电气介数及其在电力系统关键线路识别中的应用33-39

摘要：提出线路的电气介数并将其用于电力系统关键线路识别。该方法基于电路方程，克服了加权介数模型假设母线间潮流只沿最短路径流动的不足，能有效反映各“发电-负荷”节点对对线路的真实利用情况，其物理背景更符合电力系统特点且可考虑不同发电容量及负荷水平的影响。同时提出系统最大传输能力指标，其变化量同已有指标相结合能更全面地反映系统的故障程度。对IEEE-39系统和西北网的计算表明，高电气介数线路往往属于电网的长程连接，具有关键性地位，且电力系统在针对这些线路的攻击下更为脆弱。对蓄意攻击下系统连锁故障过程的追踪也显示最大传输能力指标的必要性，证明该模型比已有模型更为合理有效。

基于可靠性指标逆流传递和顺流归并的配电网可靠性评估40-46

摘要：针对含主电源和一个备用电源的配电网，提出一种快速可靠性评估算法。该算法将配电网分成连接主电源至备用电源的主网络和余下的支网络。先通过元件可靠性指标的逆流传递求支网络各结点的逆流可靠性指标，并用接于主网络各支结点的等效元件替代相应的支网络。再用故障模式影响分析（failure-mode-effect-analysis，FMEA）法计算主网络各结点的可靠性指标和支结点的顺流可靠性指标。然后，通过片可靠性指标的顺流归并求支网络各结点的顺流可靠性指标。综合逆流和顺流可靠性指标即得支网络各结点的可靠性指标。该算法考虑了断路器和分段开关操作时间的差异，它不仅具有FMEA法的准确度，而且计算速度比已有方法快得多。算例仿真验证该方法的有效性。

中国电机工程学报杂志电力系统仿真及分析计算

基于出厂数据的电动机仿真模型参数计算方法52-58

摘要：提出基于感应电动机的出厂数据（如额定功率、额定功率因数、最大转矩倍数和转子转速等）估算适用于电力系统机电暂态仿真的电动机单笼模型参数的方法。该算法充分考虑了电动机的转矩-滑差物理机制特性，其收敛特性好、鲁棒性强。通过计算15台实际电动机的单笼模型参数，分析它们的电磁转矩-滑差特性，并与其出厂数据值进行对比，结果表明，根据算法计算的模型参数用于模拟电动机的机电暂态特性具有较高的精度，证明了算法的有效性。最后通过动模实验与数值仿真对比，进一步验证了所提算法的有效性和适用性。

交直流系统的换流器动态相量模型59-64

摘要：建立准确而有效的换流器数学模型是研究大规模交直流混联系统动态特性的关键问题。分析在交流系统不对称情况下，换流阀导通时刻偏移和三相换相角不平衡的HVDC换流器动态特性。由此，提出基于序分量的适用于各种运行工况及故障的改进换流器动态相量模型，该模型突破了传统换流器动态相量模型的应用局限性。将其应用于贵广Ⅱ回HVDC系统详细模型和CIGREHVDC系统标准模型的交直流系统动态特性的全面仿真计算，与应用PSCAD／EMTDC电磁暂态仿真软件得到的仿真结果相比较，结果表明该模型准确有效。

纳托尔窗改进FFT动态谐波参数估计方法65-71

摘要：动态下的谐波参数估计是近年来的研究热门，快速傅里叶变换（fastFourier transform，FFT）因其简单且易于嵌入式实现而得到广泛应用，但其参数估计准确度受频谱泄漏和栅栏效应的制约。分析纳托尔（Nuttall）窗的旁瓣特性，建立基于4项5阶Nuttall窗改进FFT的谐波参数估计算法，通过曲线拟合推导信号基波与各次谐波的频率、幅值和相位估计修正公式。仿真结果表明：4项5阶Nuttall窗抑制频谱泄漏效果好，改进FFT算法能对栅栏效应产生的影响进行有效修正，提出的方法能准确跟踪基波频率波动，有效抑制白噪声影响，提高谐波参数估计的准确度。

一种用于电力系统间谐波谱估计的自回归模型算法72-76

摘要：首先详细讨论自回归（autoregressive，AR）模型谱估计原理和基于AR模型的间谐波分析原理。针对其中较常用的Burg算法存在的谱线分裂和谱峰偏移的缺点，提出基于Maple算法的间谐波分析新方法。该算法通过在预测误差平均功率最小的意义下直接求解m阶AR系数，解除了Levinson递推公式这一强约束条件。利用Levinson型阶数递推和附加的时移递推来求解自相关矩阵，使计算效率得到提高。与Burg算法相比，该方法的优点是谱峰偏移程度较低，且不存在谱线分裂现象。仿真结果表明，该方法对较短的间谐波信号进行分析，具有很高的频率分辨率。可推广应用于电力系统间谐波测量领域。

中国电机工程学报杂志继电保护、通信及自动化

用于同杆双回线保护的时域电容电流的分相补偿方法77-81

摘要：分相电流差动保护常作为同杆双回线的主保护配置，但对于超高压及特高压远距离输电线路，分布电容电流将大到影响保护的可靠性和灵敏度。现有的电容电流补偿方法，都只补偿了单回线相间电容电流，没有考虑双回线线间电容电流的补偿，补偿效果有限。考虑了同杆双回线相间与线间的静电耦合，建立了相应兀模型等效电路，提出在时域中分相补偿电容电流的方法，不仅可以补偿相间电容电流，还可很好地补偿线间电容电流。EMTP仿真实验表明，新补偿法比原单回线的相量及时域补偿法具有更好的补偿效果，有效提高了同杆双回线上分相电流差动保护的灵敏度和可靠性，且新方法计算量小、不要求高采样率，无需引入另回线电流，适用于现有采样率不高、通道传输速率有限的继保装置中。

带并联电抗器输电线路三相永久性和瞬时性故障的判别方法82-90

摘要：针对带并联电抗器的高压输电线路，提出了用于三相自适应重合闸的识别三相瞬时和永久性故障的差模电压幅值判据。线路中发生三相故障两端三相跳闸后，由于分布电容和并联电抗器的储能，线路上会有残余电压出现。通过对其变化过程和暂态分量的分析可发现，线路差模电压为频率接近工频的衰减周期分量，并且随故障性质的不同而明显不同，因此利用差模电压的幅值就能有效判断故障性质。大量EMTDC仿真结果和动模实验录波数据证明了该方法的准确性和可靠性。

特高压自耦变压器的建模和电磁暂态仿真91-97

摘要：为了在特高压环境下正确应用变压器差动保护，需要对特高压变压器进行合理建模，并进行相应的电磁暂态仿真。根据三绕组自耦变压器星型等值电路的原理，用电磁暂态仿真软件EMTDC中的统一电磁等效电路（unified magnetic equivalent circuit，UMEC）普通三绕组变压器模型来模拟1000MVA/1050kV三绕组自耦变压器，将特高压变压器参数折算成UMEC模型参数，形成特高压变压器模型。在特高压环境下，分别进行励磁涌流和故障电流仿真，并用于考察应用得最为广泛的2次谐波闭锁的变压器差动保护的动作可靠性。分析表明：当合闸角和剩磁满足一定条件时，特高压变压器三相励磁涌流的2次谐波含量都会在10％以下，即使采用一相制动三相的2次谐波闭锁策略，如果2次谐波门槛值维持在15％～20％，也不能避免差动保护误动；另外，在某些轻微故障的情况下，故障初期故障电流的2次谐波含量成分较高，会使保护动作短暂延迟。

正交频分复用系统中基于迭代插值的低压电力线信道估计98-102

摘要：正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing，OFDM）技术以其多种优势成为低压电力线通信的最佳选择，信道估计是OFDM系统的关键问题之一。分析低压电力线信道特性，针对信道慢时变特性及噪声复杂的特点，提出一种适用于低压电力线通信的采用迭代插值的信道估计算法。该算法对导频符号的频率响应进行迭代插值，求出整个信道的频率响应，并利用信道响应的自相关矩阵，对信道频率响应进行优化，从而得到更加精确的信道估计。仿真结果表明，该信道估计算法能有效地跟踪低压电力线信道特性，降低了系统的误比特率和均方误差。

中国电机工程学报杂志动力经济

利用多因素小波变换和多变量时间序列模型的日前电价预测103-110

摘要：电力市场中，市场出清电价具有较强的波动性、周期性和随机性，实践证明单一的电价预测模型很难提高预测精度。针对该问题，提出一种基于多因素小波变换和多变量时间序列模型的日前电价预测方法。利用小波变换将历史电价序列和负荷序列分解和重构成概貌电价、细节电价和概貌负荷、细节负荷。用概貌电价和概貌负荷作变量建立多元时间序列模型，预测未来概貌电价；用单变量时间序列模型预测未来细节电价。将概貌电价和细节电价的预测结果求和作为最终的预测电价。采用上述方法对美国加州电力市场日前电价进行预测，并与对比模型进行了详细的比较分析，结果表明该方法能够提供更准确的预测电价。

中国电机工程学报杂志输配电及供电

输电线路直流短路融冰的临界电流分析111-116

摘要：根据导线覆冰后短路融冰的物理过程，分析直流融冰的基本条件，通过融冰的热平衡过程分析，建立直流临界融冰条件的物理数学模型，提出计算冰面温度和临界融冰电流的方法，分析影响冰面温度和临界融冰电流的因素，并在人工气候室对建立的模型和提出的方法进行了试验验证，试验结果和计算结果基本吻合。分析计算和试验结果表明：在进行直流短路融冰时，融冰电流必须大于临界融冰电流，并根据覆冰和环境条件合理选择融冰电流；临界融冰电流是冰面温度、导线直径和覆冰厚度的函数，冰面温度决定了临界融冰电流，冰面温度与风速、覆冰厚度、导线直径和环境温度等均有关；覆冰厚度虽对临界融冰电流有影响，但不明显，影响临界融冰电流的主要因素是环境温度和风速。

中国首条1000kV单回路交流架空输电线路的设计117-126

摘要：1000kV交流特高压输电是目前电压等级最高、技术最先进的交流输电方式。在我国1000kV线路的设计没有直接可供采用的设计原则和设计标准。为满足工程建设需要，合理确定技术原则和建设标准，需要研究和分析与工程建设有关的关键技术和设计方案。结合1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程的建设，介绍我国第1条单回路交流特高压架空输电线路的主要设计原则和特点，如设计风速及机械荷载、导线选择、地线选择、绝缘子串片数、绝缘串型及金具、杆塔空气间隙、导线对地高度及交叉跨越距离、导线排列方式和线路走廊等，并将特高压输电线路的主要技术及经济指标与其他电压等级线路作了比较和分析。