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中国电机工程学报 2010年第25期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志智能电网

大规模风电接入电网的相关问题及措施1-9

摘要：大规模风电的开发利用是我国在新时期做出的一项重要战略选择。针对目前我国大规模风电接入电网的相关问题，借鉴国外先进经验展开论述。指出我国风电大规模、集中开发、远距离、高电压输送的独有特点，以及由此带来的系统调频、调峰、风电功率预测、低电压穿越等运行控制问题。在政策法规、并网导则和检测认证等方面与国外进行比较，指出了存在的问题。最后提出了大规模风电接入电网的相关措施。

电力系统微分代数方程模型的暂态电压稳定性分析10-16

摘要：电力系统中暂态电压失稳事故时有发生，从而引起电力界的广泛关注。目前的暂态电压稳定分析方法尚存在不足之处。基于时域仿真法、能量函数法和奇异诱导分岔理论研究电力系统暂态电压稳定问题，以期在电力系统发生大扰动后快速判断故障后系统的暂态电压稳定性，从而有利于及时采取控制措施避免系统电压崩溃。首先探讨电力系统微分代数方程（differential—algebra equation，DAE）模型及其奇异性，分析暂态电压稳定分析的保留结构模型的能量函数法，在此基础上采用奇异诱导分岔判断暂态电压失稳，以一个简单系统分析静态负荷模型及感应电动机模型对系统暂态电压稳定性的影响。

考虑分布式电源的静态电压稳定概率评估17-22

摘要：分布式电源的接入对电力系统的影响是智能电网发展的一个重要课题。针对分布式电源、负荷的不确定性，基于点估计法和柯尼斯一费希尔（Cornish—Fisher）级数提出含分布式电源的电力系统静态电压稳定概率评估方法。点估计法将概率问题转化为确定性问题，然后采用内点法求解各随机变量估计点的电压稳定临界点非线性规划模型，从而得到目标函数统计特征值，并由Comish—Fisher级数获得其概率分布。IEEE118和300节点算例系统的计算结果表明，该方法计算精度较高，与蒙特卡罗（Monte Carlo）方法相比具有较小的计算量。

基于静止同步补偿器的风电场无功电压控制策略23-28

摘要：双馈感应风力发电机（doubly fed induction generator，DFIG）的无功输出随着有功功率的变动而存在波动性，并且在有功输出处于一定范围时需要吸收无功功率。对此，在分析其P-Q关系的基础上，引入静止同步补偿器，提出抑制无功功率波动、保证风电有功输出的无功控制策略，并据此建立了无功实时控制系统。该控制系统具有运行方式灵活、无功响应快速等特点，可扩大风电场的无功运行范围，提升调节品质，提高并网点与电网的电压水平，有效地解决DFIG无功输出存在波动性及一定条件下吸收无功的不足。实际算例仿真表明，所提控制策略是可行、有效的。

中国电机工程学报杂志电力系统运行与规划

含二次电压控制器最优协调电压控制的切换直接算法29-36

摘要：基于准稳态假设，提出保留二次电压控制器的动态最优协调电压控制模型。该模型旨在协调扰动后先导节点电压参考值和其他电压控制手段维护长期电压稳定。其目标函数考虑电压稳定和控制成本；等式约束条件为连续一离散时间微分一代数方程组。采用拉道（Rada由排列法先对其进行离散化，得到非线性规划（nonlinear programming，NLP）问题，并基于内点法结合切换技术求解。该直接法具有数值稳定性好、计算速度快的特点。此外引入罚函数处理有载调压变压器变比等离散控制手段。在新英格兰39节点系统和IEEE145节点系统上的试验证明了该模型及其算法的优势。

考虑发电出力调整的最近电压稳定临界点求取方法37-43

摘要：对求取最近电压稳定临界点问题，同时考虑负荷变化的不确定性和发电机出力调整的影响，建立一种非线性二层规划问题模型。下层问题求解某个负荷变化方向上的最大负载裕度，上层问题考虑负荷变化方向的约束，寻找最近的电压稳定临界点。设计求解该问题的信赖域方法，该方法先采用内点法计算已知负荷增长方向上的静态电压稳定临界点，然后建立近似的单层线性混合整数规划模型并求解。基于信赖域方法的思想迭代逼近最近电压稳定临界点。算例分析表明了所提算法的有效性，并可找出系统静态电压稳定的薄弱区域和母线。

基于事故链风险指标的输电脆弱度在线评估方法44-50

摘要：电力系统中的脆弱输电环节对系统大停电事故有着重要的影响，同时也是动态监测和控制分区策略的重要依据。为了辨识这些脆弱输电环节，在事故链在线生成的基础上，提出了基于事故链风险指标的输电环节脆弱度评估方法。事故链风险由事故链发生概率和产生的后果描述，风险指标综合了造成事故链中间环节触发的各种失效概率和触发后造成系统电压、频率变化和潮流转移的后果函数。根据事故链风险重要度，进一步提出输电环节脆弱度在线评估函数，用以定量分析事故演化过程中较为危险并对电力系统稳定影响较大的输电环节。IEEE39节点系统的仿真结果表明该方法的计算简单有效，有在线应用前景。

中国电机工程学报杂志电力系统仿真及分析计算

实测冲击负荷分析与建模59-65

摘要：建立适合于电力系统稳定计算分析的冲击负荷模型至关重要。该文以最常见的硅铁和电解铝冲击负荷为例，分析冲击负荷的特点，依据建模策略，提出冲击负荷测量时的功率突变量启动录波判据。在此基础上，以中国西北电网实测的硅铁和电解铝冲击负荷数据，结合生产实际分析这2类典型冲击负荷对电力系统造成功率冲击的原因。考虑冲击负荷特点及负荷建模理论，建立一种合适的冲击负荷模型，并进行模型参数辨识。实测数据结果表明，所提出的冲击负荷模型能够反映冲击负荷的冲击特性和负荷特性。最后讨论建立的冲击负荷模型在复杂电网中的应用。

电力系统并行计算的嵌套分块对角加边形式划分算法66-73

摘要：具有分块对角加边形式（bordered block diagonal form，BBDF）导纳阵的网络划分，是进行电力系统并行计算的有效方法。提出一种基于电力系统地理区域信息，自外而内利用边割集形成嵌套分块对角加边形式（nestedBBDF，NBBDF）系数矩阵的图形分割算法。该算法不仅时间开销小，在保证各层BBDF图良好特性的基础上，将各子系统的电网数据进行分布式存储。应用稀疏技术对算法形成的嵌套边界块进行节点重新编号，以减少计算过程所引入的注入元。对嵌套BBDF划分后的电网进行并行潮流计算，实验结果表明，该算法不仅使得并行计算具有很小的通信量，同时，也因在电网规模很大的情况下可能出现超线性现象，所以它非常适用于大规模的电力系统并行计算。

利用wAMS的电力系统动态状态估计结果校正74-80

摘要：由于电力系统的动态特性，由广域测量系统（wide area measurement system，WhMS）／数据采集与监视控制（supervisory control and data acquisition，SCADA）系统收集来的量测信息不可避免地存在粗量测误差、系统状态突变等各种异常情况。针对这一问题，提出一种采用自适应动态状态估计器的并能有效检测、辨识和排除WAMs／SCADA系统中异常情况的信息校正算法。该算法依据动态状态估计器预测系统状态的能力，利用标准化新息以及加权新息与标准化新息的最大比值来检测和辨识多个坏数据、负荷突变、网络拓扑结构错误以及这3种异常同时发生的情况，并利用标准化新息和残差来验证异常处理的效果。数值结果表明所提算法能够快速、准确、有效地检测、辨识和排除动态状态估计过程中的各种异常情况。

中国电机工程学报杂志继电保护、通信及自动化

采用模量参数识别的三相重合闸永久性故障判别原理81-86

摘要：提出一种适用于带并联电抗器输电线路的三相重合闸永久性故障判别方法。该方法在故障选相基础上，以瞬时性故障π型等效模型为参考模型建立参数识别方程。对于接地故障，建立零模分量的参数识别方程；对于相间故障，建立线模分量的参数识别方程。以并联电抗器电流作为已知量，并联电抗器电感参数作为待求解参数，利用求解值与实际值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障时，故障模型与求解模型一致，求解值与实际值差异很小；永久性故障时，故障模型与求解模型不一致，求解值与实际值差异明显。EMTP仿真结果验证了判别方法的正确性和有效性。

采用自适应神经模糊推理系统的配电网故障分类方法87-93

摘要：配电网故障分类对配电网故障诊断、事故后分析具有重要作用。提出了一种基于自适应神经模糊推理系统（adaptive network-based fuzzy inference system, ANFIS）的中性点非有效接地系统的故障分类方法。利用小波变换提取故障特征频带内的暂态信号，基于统计量构造了用于故障分类的特征向量，研究了所构造的特征量在不同类型故障下的规律。利用自适应神经模糊推理系统，设计了一种用于小电流接地系统故障分类的方法。在PSCAD／EMTDC中建立了仿真模型，利用仿真样本对系统进行训练，测试样本的验证结果表明该方法具有较高的分类准确性。在中性点接地方式变化以及系统拓扑结构变化的情况下，研究了该方法的适应性，结果表明该方法的适应性良好。

直流线路行波传播特性的解析94-100

摘要：高压直流（high voltage direct current, HVDC）输电线路行波保护及测距装置的分析、整定主要依赖于数值仿真方法，难以反映行波过程的物理本质和影响因素，也无法进行整定计算。分析了直流线路行波在故障点及包含直流滤波器的线路末端的折反射规律，在此基础上推导了基于无畸变传输线模型的行波解析解，用以研究直流滤波器、故障电阻和故障位置对直流线路行波的影响。研究表明：直流滤波器使行波波头由阶跃波变成衰减的振荡波，从而使其变化率和幅值都减小；过渡电阻主要影响行波波头的幅值大小。基于该解析表达式计算而得的行波变化率可用于实际工程中的行波保护整定。在EMTDC仿真软件中，结合中国某实际直流系统建立仿真模型，大量的仿真结果验证了所得出的解析解以及分析结果的正确性和有效性。

求解大规模机组组合问题的二阶锥规划方法101-107

摘要：基于混合整数二阶锥规划（mixed integer second-order cone programming, MI-SOCP）提出一种求解电力系统计及爬坡约束机组组合问题（unitcommitment，uc）的新方法。利用UC问题的混合整数二次规划（mixed integer quadratic programming, MI-QP）模型和一个简单混合整数集合的凸包表示，产生uc问题一个更紧的MI—SOCP模型。将最小覆盖不等式作为割平面，应用内点割平面法求解MI—SOCP以获得不计爬坡约束UC问题的机组启停状态。为满足爬坡约束，提出一种简单易行的机组启停状态修正方法。100机组96时段等多个系统的仿真结果表明，利用内点割平面法求解2种模型时，MI—SOCP能比MI—QP获得质量更好的次优解，所提方法能有效处理爬坡约束，适用于大规模的uc问题。

中国电机工程学报杂志动力经济

运用多项式方程系统算法求解电力市场均衡108-116

摘要：在电力市场不完全竞争模型分析中，求解市场的纳什均衡是一个重要任务，其中求解混合策略均衡以及判断是否存在多个均衡都是相当困难的课题。首先建立了考虑网络约束的古诺模型，然后运用属于收益矩阵方法类型的多项式方程系统算法求解市场可能存在的所有均衡。多项式方程系统算法引用支集的特征，将纳什均衡条件转化为多项式方程系统及其不等式约束，并运用软件包PHCpack求解该方程系统，而后通过甄别满足不等式条件的解来求取所有均衡。针对3节点测试系统，构建不同的实验场景来考察所提出算法的有效性，实验结果表明，在一定条件下，多项式方程系统算法能够求解到所有均衡，这表明该方法在实际电力市场分析中有较大潜力。

中国电机工程学报杂志输配电及供电

抑制次同步谐振的可控串补底层附加阻尼控制算法117-121

摘要：摘要：基于可控串补（thyristor controlled series compensation，TCSC）控制器的分层控制结构，提出一种抑制次同步谐振（sub—synchronous resonance，SSR）的底层附加阻尼控制结构，并设计了一种实现算法。该算法采用从线路电流信号中提取次同步频率振荡模式特征的方法，从而避免采用远方量作为控制输入的种种不便。通过分析附加控制环节产生阻尼转矩的传递过程，基于相位补偿原理提出附加阻尼控制的参数设计方法。以IEEE第一基准模型为测试系统进行仿真分析，结果表明所提附加阻尼控制结构是合理的，通过线路电流提取次同步频率振荡模式特征的方法是可行的，基于相位补偿原理的参数设计方法是有效的。

台式计算机负荷的频域谐波模型及衰减特性122-129

摘要：台式计算机（desktoppersonal computer，PC）是一种典型的负载谐波源，其量大面广的分布式特性对研究其谐波规律的造成困难。基于台式计算机电源的基本电路，提出一种频域谐波模型，将计算机电源的时域非线性特性表达成频域线性导纳矩阵的形式。该模型除了可被应用于谐波潮流分析外，还能用于分析电源谐波电压对其谐波电流的影响，即衰减效应，因为其耦合了PC负荷输入端的各次谐波电压、电流。由于模型的推导是基于其基本电路，因此该模型可推广到其他具有类似电源电路的装置。仿真和实验结果验证了模型的准确性。用所提模型对该类非线性负载衰减特性的研究表明，衰减效应仅在特定的谐波相位区间内产生，与电源电压的波峰系数关联性极大。

中国电机工程学报杂志高电压技术

可控避雷器的静态电位分布计算方法130-134

摘要：可控避雷器的晶闸管开关中晶闸管的等效电容G随端电压坼的变化而变化，在计算可控避雷器静态电位分布时，须考虑该特点。将“场路结合法”与G随巩的变化规律相结合，提出了可控避雷器静态电位分布计算方法，即先建立受控元件、固定元件和晶闸管均压电阻的电场数值计算模型，求出等效杂散电容网络；再通过试验检测和曲线拟合，求出晶闸管CT和UT之间的函数关系；然后建立可控避霄器等效电路模型，将cT和坼之间的函数代入电路模型中，通过反复迭代，求得各电极电位UFi与避雷器端电压以之间的函数；最后将UFi与Us之间的函数代入电场数值计算模型中，求出可控避雷器静态电位分布随以的变化规律。经试验验证，该计算方法用于求解可控避雷器静态电位分布是有效的。