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中国电机工程学报 2010年第04期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志智能电网

先进电力电子技术在智能电网中的应用1-7

摘要：信息化、数字化、自动化、互动化是智能电网的发展目标，先进电力电子技术是建设智能电网的重要技术手段。从不同角度分析了中国智能电网对先进电力电子技术的需求，展望了中国先进电力电子技术的研究方向和发展预期，介绍了先进电力电子技术的基本内涵及其在智能电网中的应用，着重介绍了灵活交流输电（flexible AC transmission system，FACTS）技术和直流输电（high voltage DC，HVDC）技术在智能电网中的应用，并指出其未来的发展重点。

采用知识网格技术的智能输电网故障诊断方法8-15

摘要：针对现有电网故障诊断专家系统在省级及以上调度中心应用时所存在的诊断速度慢、专家知识在线维护困难等问题，提出基于知识网格技术的智能输电网故障诊断方法。首先将知识网格技术引入智能输电网故障诊断领域；其次结合智能输电网故障诊断的实际应用背景，构建智能输电网故障诊断知识地图，并介绍智能输电网故障诊断知识地图中各个部分的生成方法；最后根据实际案例，对比分析基于专家系统的方法和基于知识网格技术的电网故障诊断方法在诊断效率和知识维护等方面的差异，并指出这2种方法的适用环境。

中国电机工程学报杂志电力系统运行与规划

高压直流输电系统最优设备选型模型和算法16-21

摘要：摘要：对高压直流输电工程进行规划、设计时，优化选择设备的型号以取得最大的经济和可靠性效益已成为日渐重要的问题。基于成本效益分析原理，综合计及直流输电系统的可靠性和经济性，给出了高压直流输电系统设备最优选型模型及算法。分析了设备的投资费用、运行维护费用和系统停电损失费用等的计算模型，并在此基础上建立了高压直流输电系统设备最优选型的数学模型，该模型属于离散非线性优化模型，基于遗传算法给出了模型的求解算法。采用整数编码、自适应交叉率和变异率对遗传算法进行改进，并结合直流输电工程实际提出子系统可靠性保留技术，改善了算法收敛性和计算速度。对一单12脉接线高压直流输电系统进行了设备最优选型的算例分析。结果表明，该模型和算法可行，对高压直流输电系统的规划、设计中设备选型有重要的指导作用。

采用粗糙集联合规则挖掘算法的分布式电网故障诊断28-34

摘要：鉴于传统的人工智能技术在大电网故障诊断应用中存在的局限性，采用分布式的思想来解决该问题，并提出一种基于粗糙集理论的联合规则挖掘算法，该算法能够有效地从分布式信息系统中提取联合规则。为了更好地解决电网故障诊断问题，构建了基于该联合规则挖掘算法的分布式电网故障诊断模型。该模型不仅能够有效地诊断各局部电网内部的故障，而且能够有效地诊断各局部电网之间联络线的故障，弥补了分布式电网故障诊断中联络线故障诊断规则不足的缺陷。对大电网进行分割，不仅能够有效识别各类复杂故障，而且也使得每个局部电网决策表的规模大为减小，同时联合规则挖掘算法也显著地降低了规则提取的复杂度，解决了粗糙集理论在大电网故障诊断中遇到的瓶颈问题。算例表明该方法简单、有效、速度快、容错性好。

中国电机工程学报杂志电力系统仿真及分析计算

HVDC整流站控制系统设计的频域理论分析方法35-42

摘要：由高压直流输电引起的次同步振荡各种因素中以整流器控制的影响最为显著，因此对整流器采用合适的控制方式和控制参数尤其重要，为从本质上分析高压直流输电整流器控制的阻尼特性，依据高压直流输电的准稳态模型，考虑锁相环等快速响应环节的影响，在频域上实现复数力矩系数法分析不适当的整流器控制产生次同步振荡的原理，运用扫频法绘制发电机在不同频率下的电气阻尼特性曲线。通过比较整流器3种控制策略的阻尼特性，表明非线性定电流控制具有较好的正阻尼特性；同时，相位校正环节的引入对线性控制策略的阻尼特性也有较大改善。此外，探讨了发电机与换流变压器之间的戴维南等值阻抗对阻尼特性的影响。

凯塞窗插值FFT的电力谐波分析与应用43-48

摘要：采用矩形窗、三角窗等基本窗函数和广义余弦窗函数对信号加权可减少非整数周期截断造成的频谱泄漏和栅栏效应的影响，但其效果受到窗函数固定旁瓣性能的制约。通过分析凯塞（Kaiser）窗函数的主瓣与旁瓣衰减可自由选择的特性，提出基于Kaiser窗插值快速傅里叶变换（fast Fouriertrans form，FFT）的电力谐波分析方法，建立奇次、偶次谐波求解的数学模型和实用的插值修正公式，推导信号基波与各次谐波频率、幅值、初相角的计算式。仿真和实测结果表明，Kaiser窗插值FFT方法设计实现灵活、抑制频谱泄漏效果好，据此研制的三相多功能谐波电能表的基波有功误差≤0．2％，基波无功误差≤1％，2—21次谐波分析满足GB／T14549—1993的A类谐波测量仪器要求。

机电耦合对轴系扭振动态特性的影响49-55

摘要：应用机电耦合模型定义全模态型及扭振模态型；推导扭矩线性解，并根据扭矩解定义扭矩模态型及扭矩模态贡献因子。这些物理概念可直接分析轴系扭振动态，并获得更丰富的信息，这是以往定义的模态型无法做到的。此外，还分析自由振动模型和受迫轴系模型的理论基础和物理意义，并从机电祸合模型与自由振动模型的区别，解释固有扭振频率及模态型的计算值与测量值存在偏差的原因；应用解析解分析机电耦合模型与受迫振动模型的动态特性差别。

利用局部区域量测的电压稳定在线监测56-62

摘要：针对小扰动长期电压稳定在线监测，建立了被监测节点局部区域节点功率传输等值模型，以及考虑局部区域以外系统影响的扩展的功率传输等值模型，并在此基础上将负荷裕度指标拓展到多机系统。根据被监测点相邻局部区域内的量测信息，计算节点功率传输等值模型参数，以其作为初值辨识出扩展的功率传输等值模型参数，进而计算节点局部指标，改善了弱可辨识性条件下的指标值精度，提高了基于局部指标的电压稳定在线监测方法的有效性。将提出的电压稳定在线监测方法在IEEE50机测试系统进行了仿真，参数辨识采用递推的带遗忘因子平方根最小二乘算法，结果表明它能有效地识别出电压稳定薄弱节点、实现电压稳定在线监测。

大规模双馈型风电场的小扰动稳定分析63-70

摘要：探讨了大规模双馈型风电场并网后对电力系统小扰动稳定性的影响。在双馈型风力发电机组（doubly-fed induction generator，DFIG）动态建模中，建立基于定子磁链定向控制策略的双馈风机实用机电暂态模型；在转子侧换流器建模中，引入定子磁链定向控制策略实现定子有功、无功功率的解耦控制；并在此基础上推导了含大型风电场接入的电力系统小扰动稳定特征值分析的状态矩阵；最后以新英格兰10机39节点系统为算例，对大型风电场接入的电力系统小扰动稳定性的影响进行了全面的仿真分析，得出了一些初步的结论。

大规模风电场的建模及其在内蒙古电网安全稳定运行的研究71-78

摘要：以风力发电机组轴系为重点研究对象，从有名值方程出发，经推导得出以旋转元件角度和角速度为状态变量的风电机组双质量块标幺值动态仿真模型，明确了模型中各参数的定义、单位和计算方法，考虑了风力发电机组齿轮箱升速比和极对数的影响，并对传统模型存在的问题进行讨论。应用该模型对2009年大规模风电场接入内蒙古电网运行的静态和动态安全特性进行了全面分析，考虑了风电机组电压和频率保护特性，指出大规模风电场并入内蒙古电网运行时对网架结构、系统电压、无功补偿、暂态和动态稳定特性的影响以及控制要求，可用于指导大规模风电场在内蒙古电网的调度运行和规划设计。

基于节点戴维南等值的静态电压稳定裕度快速求解79-83

摘要：提出一种基于节点戴维南等值参数的静态电压稳定裕度的快速计算方法。通过建立戴维南内电势与负荷裕度的二次多项式模型及节点电压与负荷裕度之间的泰勒展开模型，运用电网基态的参数，求取该节点的戴维南等值参数。根据鼻形点所处的边界条件，导出负荷裕度与等值参数之间的内在联系，从而计算出研究节点的最大负荷裕度。不同于连续潮流计算方法和其他电力系统戴维南等值方法，该方法计算简单快速，能给出节点负荷水平，直观明了。应用这种戴维南等效电路方法计算节点负荷水平时，越是靠近电压稳定极限点，其计算结果越准确。IEEE14和IEEE30节点系统计算验证了此方法的正确性和实用性。

中国电机工程学报杂志继电保护、通信及自动化

广域测量系统通信主干网的风险评估84-90

摘要：根据电力系统中广域测量系统（wide area measurement system，WAMS）通信主干网的自愈环形结构特点，以一个具代表性的4节点2纤双向通道环网为例，通过定性分析和定量计算相结合，提出了WAMS通信主干网的风险评估模型和计算方法。该模型将风险评估涉及的资产、威胁、脆弱点和风险影响4大要素有机融合。采用可靠性分析方法计算出风险事件发生的概率，借鉴层次分析法中构建比较判断矩阵实现风险影响值的量化计算，从而得出通信主干网的风险综合值。计算结果表明所提出的方法具有良好的实用性和可操作性，可用于后续的评估工作，并为电力系统制定安全保护策略提供了依据。

带并联电抗器输电线路三相自适应重合闸永久性故障判别91-98

摘要：提出了一种适用于带并联电抗器的输电线路的相间瞬时性和永久性故障判别的新方法，利用三相并联电抗器电感参数的识别结果实现三相白适应重合闸。相间瞬时性故障待故障点熄弧后，三相储能由各自的自振回路释放；而相间永久性故障时，故障相的储能由故障回路可靠释放，非故障相储能则由自振回路得以释放。因此，以瞬时性冗模型为参考模型，利用三相并联电抗器电流量实现三相并联电抗器电感参数的识别，由电感参数识别值与真实值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障情况下，三相自振回路与参考模型一致，三相并联电抗电感求解值与真实值十分吻合。永久性故障情况下，由于故障相故障回路存在，故障相的并联电抗电感求解值与实际值差异显著。大量ATP仿真结果验证了判别方法的正确性和有效性。

中国电机工程学报杂志输配电及供电

大跨越架空线路防振辅助设计专家系统及应用99-104

摘要：大跨越架空线路的档距大，水面平坦，极易形成较强的层流风，微风振动是防护的重点。现场安装的防振措施均通过初步设计和实验室内模拟试验后确定。为减少大跨越防振试验次数，优化防振措施，介绍基于神经网络建立的大跨越防振辅助设计专家系统，该专家系统通过对以往大量工程实例的学习，自动从实例中提取防振方案花边布置方法，为模拟试验提供优化的防振方案。最后结合工程实例，采用专家系统进行了辅助设计，结果表明，经专家系统优化后的防振方案防振效果更明显。

中国电机工程学报杂志高电压技术

海拔对导线交流电晕可听噪声影响的电晕笼试验结果与分析105-111

摘要：我国高压输电线路面临着高海拔特殊问题，利用可移动式电晕笼系统在4个不同海拔对3种导线进行了交流电晕可听噪声试验研究，得出了可听噪声海拔修正的初步结果。试验结果表明，如果按线性关系修正，得到的海拔修正系数为3．2dB／1000m，与国外3．33dB／1000m的修正系数非常吻合。然而，研究表明，海拔对导线交流可听噪声的影响不是线性的，由海拔较高地区试验数据对比得到的可听噪声海拔修正系数要小于由海拔较低地区对比得到的海拔修正系数；通过分析测试结果得出了粗略的海拔修正系数与海拔的关系。最后，推荐了一种高海拔输电线路可听噪声海拔修正方法，适用范围扩展至海拔3000m以上地区，供今后我国高海拔实际工程参考。

直流气体绝缘金属封闭输电线路中绝缘子的表面电荷积聚研究112-117

摘要：直流气体绝缘金属封闭输电线路（gas insulated transmission line，GIL）在特殊环境下可替代部分架空输电线路或电缆，从而提高输电走廊选择的灵活性。严重影响直流GIL绝缘水平的关键因素之一是沿支撑绝缘子表面的电荷积聚现象。通过建立一个板板电极系统来模拟GIL中同轴圆柱结构的电场分布，研究直流下GIL中绝缘子电荷积聚的机制，绝缘子的形状、SF6的电导率对表面电荷积聚的影响，以及电荷积聚对绝缘子沿面电场分布的影响。结果表明，聚四氟乙烯绝缘子的表面电导率比体积电导率受电场的影响更大；初始时沿面法向场强小的绝缘子的电荷积聚能得到明显抑制；SF6的电导率与绝缘子表面电导率的比值影响积聚电荷的极性。

气压湿度对负直流电晕特性影响的研究118-124

摘要：为得到负直流电晕特性随着气压湿度的变化规律，建立了考虑气压湿度影响的负直流电晕起始电压的物理模型，利用模拟电荷法和计算表面光电子数目的方法求解了负直流电晕起始电压。在人工气候罐中，利用棒-板电极，测量了不同气压湿度下的负直流电晕起始电压和电晕电流。计算和试验结果表明：电晕起始电压随气压下降、湿度升高而减小，主要原因分别是有效电离系数增大导致的电离区域的扩大和高场强区域内碰撞电离能力的增强。当直流电压和电晕起始电压的比值一定时，电晕电流随气压下降、湿度升高而减小；当直流电压一定时，电晕电流随气压降低而增大，随湿度升高而减小。电晕电流和直流电压、电晕起始电压关系式中的系数C随湿度增大的不同变化趋势和正负离子与水分子结合状态的差异有关。

变压器不同油纸绝缘组合加速老化时油中水分和酸值含量研究125-131

摘要：对矿物油、植物油、牛皮纸及热稳定纸组成的4种油纸绝缘样品在3种温度（90、110、130℃1下进行加速热老化试验，分析了油中水分和酸值随老化时间的变化规律。结果表明，油的类型是影响油中水分含量的主要因素：以BIOTEMP油为代表的植物油，油中水分含量较矿物油高且变化规律明显。不考虑实际变压器滤油处理等因素时，可考虑采用油中水分含量对该类植物油浸渍绝缘系统的老化程度进行评估。油的类型也是影响油中酸值的主要因素，含植物绝缘油组合中的油中酸值比普通变压器油中的酸值高；以Munksjo命名的热稳定纸组合，其酸值含量比普通牛皮纸的绝缘组合要低。