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中国电机工程学报 2010年第31期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志智能电网

±800kV／4750A特高压直流换流阀宽频建模及电压分布特性研究1-6

摘要：直流输电换流阀的电压分布性能是其重要电气特性之一。它不但影响换流阀的可靠性，甚至也影响阀的成本。而电压性能的计算不但与分析方法有关，也受电路模型精确度的影响。针对±800kV／4750A特高压换流阀建立宽频电路模型，试验和仿真结果表明所建的宽频模型是可行的，并具有较高的精确度。此外，也就电路元件参数和杂散电容对该特高压换流阀电压分布的影响进行分析，并总结其中的关键因素。结果表明对于阀的电压分布性能来说，饱和电抗器设计和阀层对地杂散电容尤为重要。

大规模风电并网电力系统动态清洁经济优化调度的建模7-13

摘要：建立了充分体现环境保护和风电特性的火电和风电的新的运行价格理论模型：1）在风电价格方面，提出风电场出力可信度基础上的风电备用容量补偿成本及风电场“负效率”运行（negativeefficiencyoperationofwindfarm，NEOWF）的概念，在此基础上定义了风电场负效率功率（negativeefficiencypowerofwindfarm，NEPWF），并建立基于风电场极限穿透功率的NEPWF的惩罚成本模型；2）火电价格方面，在传统火电价格基础上，考虑了火电机组的排污特性，并用名义环境补偿成本来量化其火电环境成本。构建了一个新的清洁经济优化调度模型。基于遗传算法（geneticalgorithm，GA）和某含风电的区域电网算例来进行仿真验证，结果表明，所提出的模型为解决风电并网运行提供了一种对策。

基于仿电磁学算法的梯级水电站多目标短期优化调度14-21

摘要：在以水定电的调度策略下，建立水电站获得单时段最佳发电效益的水头和发电流量协调条件，以此为基础构建一天内梯级水电站发电量最大和发电流量正的偏差平方和最大的多目标短期优化调度模型，并采用仿电磁学算法（electromagnetism．1ikemechanism，ELM）对其求解。采用自适应步长、空间缩减和变异等策略来改善仿电磁学算法的性能。通过递归策略将蓄水量、水量平衡等约束转化为由发电流量表示的约束条件，以达至Ⅱ降低变量维数及提高算法效率的目的。以一个8级梯级水电站为例进行仿真，结果表明仿电磁学算法可有效求解具有复杂约束的非线性优化问题，也验证了所建模型可通过抬高水电站平均发电净水头及降低发电流量，实现对发电量和发电用水量之间的协调，提高梯级水电站运行的综合经济性。

单相电压空间矢量无差拍控制Z源并网发电系统22-27

摘要：提出一种新型具有直通零矢量的单相电压空间矢量调制方法，研究其工作原理、开关优化模式以及直通零矢量的产生方法，并将其用于直流电容电压、并网电流双闭环的z源并网发电系统。引入鲁棒预测电流算法用于并网电流的无差拍控制，以提高系统的控制精度和动态响应性能，同时抑制因模型中的电感值与实际值之间的偏差带来的系统不稳定问题。对该系统进行了仿真与实验研究，结果证明了所提出方法及系统的正确性和可行性。

中国电机工程学报杂志电力系统运行与规划

基于支持向量机的暂态稳定评估双阶段特征选择28-34

摘要：针对电力系统暂态稳定评估的高维性，在构造一组与系统规模无关的原始特征集基础上，提出一种支持向量机双阶段特征选择方法。第1阶段以支持向量机递归特征选择法对原始特征集进行排序，消去对分类不重要的特征，得到一组降维的特征集；第2阶段以径向基核支持向量机为分类器的包装法，用最佳优先搜索算法得到一组近似最优特征子集。最后，在新英格兰39节点和IEEE50机测试系统上，对原始特征集使用所提的特征选择方法，仿真结果证明所提方法的有效性。同时，采用支持向量机双阶段特征选择法得到的特征子集对其他暂态稳定评估模型同样有效。

基于负荷电压的DVR补偿策略分析方法及最小能量控制43-49

摘要：动态电压恢复器（dynamicvoltagerestorer，DVR）的补偿策略对于补偿效果有很大影响。针对传统分析方法的不足，提出一种基于暂降前负荷电压的相量图分析方法，该方法物理概念清晰，确定DVR补偿范围时简洁方便，在分析复杂电压暂降的补偿策略时具有很大优势，且可适用于负荷不平衡情形。给出该分析方法的基本思路与过程，并以三单相桥共用直流母线型DVR为例，对其补偿策略进行研究，通过该方法实现在发生不平衡电压暂降且负荷不平衡时最小能量的补偿策略，并给出实现零有功补偿的条件，有效地延长了DVR补偿时间。仿真结果验证了该方法的正确性。

配电网重构的最小可行分析对象及其快速算法50-56

摘要：提出一种配电网重构的快速算法。基于网络简化给出了“元环”的概念，并结合辐射型配电网节点阻抗矩阵元素的特点和负荷与支路有功损耗的定量关系，证明了元环为配电网重构的最小可行分析对象。在此基础上，构造了反映负荷在元环路径上引起有功损耗大小的负荷耗散分量和路径耗散因子，并通过分析路径耗散因子的性质给出一种新的支路交换启发式规则，进而提出一种改进的支路交换算法：先由开断开关两端节点的负荷耗散分量之差确定网络中元环的处理次序，再依据新的启发式规则确定各元环中应断开的支路，这样反复操作即得配电网重构的最优方案。IEEE69节点配电系统的仿真分析表明，所提方法得到最优重构方案的速度快且可靠，能够应用到复杂配电网络重构。

计及饱和环节的多机系统吸引域57-62

摘要：同步发电机励磁系统由于受到物理结构的限制，励磁电压的输出含有饱和环节（限幅环节），其具有非线性特征。研究发电机励磁系统在计及饱和环节情况下多机系统吸引域的估计问题。采用凸优化方法解出n维椭球吸引域；通过算例分析验证该吸引域的有效性；利用矩阵的奇异值分解法获得正交基后，将n维椭球吸引域投影到正交基向量构成的子空间中，使得椭球吸引域可以用子空间上的3维投影近似描述；为获得多机系统吸引域的特性，在不同励磁顶值配置情况下，研究吸引域体积与励磁项值、励磁顶值比例增益之间的关系。

可调电感控制线路串联电压的新方法63-69

摘要：控制线路的串联电压能调节和优化线路的运行状态，而线路的串联电压可分解为与母线电压平行的分量和与线路电流垂直的分量。首先证明独立控制与母线电压平行的电压分量和与线路电流垂直的电压分量的可能性，并在此基础上提出可独立控制这两个电压分量方法，从而实现了串联电压幅值和相位的解耦控制和连续调节。该方法是将交流电直接转换为同频率的能够满足要求的交流电，避免了统一潮流控制器的交一直一交的转换过程。仿真和实验证明了所提出调节方法的正确性。

中国电机工程学报杂志电力系统仿真及分析计算

考虑控制器饱和与扰动的电力系统稳定域估计70-76

摘要：针对含有控制器饱和与扰动的电力系统线性模型，提出一种基于二次型李亚普诺夫函数的实用稳定域估计新方法。首先通过引入死区函数建立控制器输出饱和且存在扰动的闭环电力系统模型；然后给出估计该系统稳定域的方法。为了减小估计结果的保守性，引入一个新的自由度，并将李亚普诺夫函数的选择转化为标准线性矩阵不等式约束优化问题，进一步利用矩阵的Schur补性质对该问题进行简化以便于直接利用Matlab软件进行求解；最后，将该方法应用于3机5节点电力系统的稳定域估计，证明了该方法具有简单实用且严格可靠的优点。

电力系统快速静态安全分析的改进算法77-82

摘要：传统的静态安全分析研究集中在处理电力系统元件开断后的分配不平衡功率和快速潮流算法上。电网发展和安全需求的提高要求静态安全分析系统能容纳多种复杂模型，适应不同种类多个元件的切除、增加和参数修改。结合PQ分解法的收敛特性提出统一的模型处理原则；基于部分因子修正的快速算法提出因子表附加链技术；用动态网络接线分析方法减少计算用时。这些原则和方法解决了静态安全分析系统对模型和新增元件的要求，实现了快速性、准确性和收敛性相结合，具有较好的理论价值和应用前景。中国电网的算例证明了所提方法的有效性。

使用快速加窗离散希尔伯特变换和插值算法的时域无功测量方法83-91

摘要：根据时域积分的无功测量原理，对一种基于加窗离散希尔伯特变换（windoweddiscreteHilberttransform，WDHT）和矩形自卷积窗（rectangularself-convolutionwindow，RSCW）滤波的无功测量方法进行分析，找出非同步采样条件下该方法的误差产生的根本原因，将快速加窗离散希尔伯特变换和插值算法应用于原方法的改进中，有效地提高了测量的速度和精度。理论推导证明，使用改进方法，只需将瞬时无功序列与矩形自卷积窗先做乘积再求和即可实现瞬时无功序列的滤波，其实现过程简单、计算量小。仿真中，在不考虑信号含噪的情况下分别使用2、3、4阶矩形自卷积窗，改进方法的精度相对于原方法分别提高约1、3、5个数量级。当信号含噪时，改进方法的精度整体上仍优于原方法。改进方法已成功应用于一款多功能电表的软件设计中。实验表明，使用2阶矩形自卷积窗时，改进方法的测量精度比原方法高出约1个数量级，其测量时间减少约51％。

直流输电系统交流侧谐波电流计算的改进时域分段法92-99

摘要：谐波电流计算是直流输电系统滤波器设计的首要环节。提出一种基于时域分段法的改进快速算法，可以统一求解交流侧特征和非特征谐波电流。根据直流输电系统的特点假设直流输电线路入口处的谐波电压为零，使整流侧和逆变侧的谐波电流计算相互解耦，避免计算过程中对直流线路的建模。精确计算对非特征谐波有重要影响的换相角，保证换相区间和非换相区间的精确划分。计算过程中充分考虑了交流侧负序基波电压、背景谐波电压、触发角不对称、换流变压器三相参数不对称等各种非理想因素的影响，同时计及了直流侧纹波对交流侧谐波电流的影响。通过与PSCAD／EMTDC时域仿真结果对比，证明所提算法速度快、精度高，满足直流工程滤波器设计对谐波电流计算的要求。

中国电机工程学报杂志继电保护、通信及自动化

基于故障关联因子的新型广域后备保护100-107

摘要：提出一种基于故障关联因子（faultcorrelationfactor，FCF）的广域后备保护新方法。该方法在系统正常运行情况下，根据网络拓扑结构及相量测量单元（phasemeasurementunit，PMU）的配置情况，初始化保护关联域；借助开关变位信息和启发式搜索技术快速更新保护关联域（protectioncorrelationregion，PCR）。在系统发生故障后，通过分析各关联域内差动电流故障稳态分量，界定故障关联域，实时计算该关联域内的故障关联因子，并据此确定具体的故障支路。新英格兰10机39节点系统的仿真结果表明：该方法不受系统运行方式的影响，计算简便，易于实现，且能够在PMU有限测点情况下快速、灵敏、可靠地判别故障位置。

±800kV特高压直流输电线路单端电气量暂态保护108-117

摘要：高压直流（highvoltagedirectcurrent，HVDC）输电线路两端的平波电抗器和直流滤波器构成现实的边界元件，对暂态电压高频分量呈带阻传变特性，来自直流线路区外的高频电压信号通过平波电抗器和直流滤波器后被衰减，其能量显著减小，不同频带的高频电压信号小波能量可应用小波变换求得。利用区内、外故障时于保护安装处获得的暂态电压小波能量的显著差异来构造直流输电线路区内、外故障判据；利用故障暂态电压小波变换模极大值，构造启动判据；利用正极和负极暂态电压分别与＋800和-800kV的相关系数，构造雷击干扰识别判据；利用两极线极波，构造故障选极判据。给出了特高压直流（ultrahighvoltagedirectcurrent，UHVDC）输电线路单端电气量暂态保护方案。对该保护进行了大量仿真分析，计及了雷击干扰、边界上避雷器动作、不同过渡电阻、换相失败故障等因素的影响。仿真结果表明，该保护具有绝对选择性，能可靠有效地保护直流线路全长。

基于零序电流突变量的配电网单相故障带电定位判据118-122

摘要：谐振接地配电网发生单相接地短路故障时，可以继续运行1~2h，如果在此期问可以排除故障，将可实现配电网的持续性供电。针对谐振接地配电网单相接地故障，通过分析变电站出线端的线路分支故障、非出线端线路分支故障以及故障点前后的零序电流特征，提出一种利用零序电流突变量进行带电故障定位的判据，利用此判据可以很好地解决谐振接地配电网单相接地故障带电定位的难题。通过ATP仿真，验证了该判据的正确性和有效性。

滤除衰减直流分量的动态同步相量测量算法123-129

摘要：在动态条件下的故障电流不仅往往含有衰减直流分量，而且其基波分量的幅值与频率也可能是随时间而变化的。正是这2个因素影响了由传统傅里叶变换得到的相量测量的精度。拓展了原来的静态信号模型，使其能正确表示信号基波分量的时变性以及衰减直流分量，再利用基波滤波器和直流滤波器来分别对基波分量的时变性以及衰减直流分量进行估计，并对短时傅里叶变换相量测量结果进行修正来提高相量测量精度。分别应用理想信号以及PSCAD／EMTDC仿真信号来检验算法的性能，仿真结果表明，虽然需要增加有限的运算量，但与传统的算法相比，所提出的算法能消除或减弱故障电流的基波分量时变性以及衰减直流分量对同步相量测量的影响，并大大提高故障电流的相量测量精度。

中国电机工程学报杂志高电压技术

交流电压下聚合物材料表面的电荷分布特性130-136

摘要：采用Pockels电光效应原理，对大气条件交流电压下聚合物绝缘材料的表面电荷分布进行了研究。实验以聚苯二甲酸乙二醇酯（polyetllyleneterephthalate，PET）和聚偏氟乙烯（polyvinylidenefluoride，PVDF）为样品，在针板电极上施加幅值5kV、频率20Hz的正弦交流电压，施加电压分别从正半波开始和从负半波开始，采用高速CCD摄像机纪录1个周期内2种聚合物材料在沿面放电过程中表面电荷分布的变化。实验结果表明，材料表面电荷分布的极性效应非常明显，负电荷分布半径要小于正电荷分布。材料特性也显著影响电荷分布，随着施加电压的升高，PET表面正流注通道逐步延伸，呈弯曲状分支分布，而PVDF表面正流注通道的形成明显要快，并呈现规则的轮辐状分布。分析认为，这与不同材料的禁带宽度、表面层电离能、介电常数和厚度等的差异都有很大关系。