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中国电机工程学报 2011年第13期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志智能电网

风电参与一次调频的小扰动稳定性分析1-9

摘要：为了分析参与电网一次调频的风电系统对电力系统稳定性的影响，建立基于直驱永磁型风电系统的单机无穷大系统小扰动稳定性分析数学模型。根据风速的变化，在额定风速以下采用最大功率点追踪控制，以实现风电系统输出功率最大；额定风速以上采用恒功率控制，保证风电系统安全运行。研究考虑负荷动态模型时风速变化对系统特征值的影响，结果表明，在整个风速变化区间系统均能保持小扰动稳定。在理论分析的基础上进行时域仿真，来验证理论分析的正确性。仿真结果表明，风电系统能够参与电网一次调频，可有效改善电网的频率特性，为直驱型风电安全稳定并网运行提供了可借鉴的理论依据。

考虑能源环境效益的含风电场多目标优化调度10-17

摘要：随着大规模风电场的并网运行，电力系统调度过程需要考虑风电的影响；而日益严重的气候变化问题和人类社会可持续发展战略，也对电力行业提出了清洁化发展的要求。在传统电力系统优化调度的基础上，引入“能源环境效益”概念对包含风电场的电力系统优化调度模型进行修正，同时考虑发电资源消耗最少、能源环境效益最好、系统安全稳定程度最高等因素，提出了含风电场的多目标优化调度模型。在求解模型时采用模糊化处理技术，并提出了综合禁忌搜索思想的改进粒子群算法。实例结果表明，所提出的优化调度模型合理、算法可行。

中国电机工程学报杂志电力系统运行与规划

具有代数约束的STATCOM与凸极式发电机励磁协调控制研究26-32

摘要：主要研究含有静态同步补偿器装置的电力系统协调控制方法，以单机无穷大（single machine infinite bus，SMIB） 系统为例，采用凸极式发电机（ Х＇d≠ Хq）模型，并利用几何反馈线性化方法，进行励磁与静止同步补偿器（static synchronous compensator，STATCOM）的协调控制。在所研究的系统模型中，假定STATCOM输出的电压向量方向与无穷大系统电压向量的夹角为任意的 ，建立凸极式发电机与STATCOM所组成的具有约束代数方程的非线性系统模型，弥补了凸极式发电机励磁与STATCOM协调控制技术研究的不足。克服了以往的STATCOM模型需要假设STATCOM输出电压向量在d轴的强约束条件，使得所研究的STATCOM模型与控制方法更加符合实际的工程应用。仿真结果表明了所提出的模型和协调控制方法的合理性和有效性。

非线性输出反馈控制的理论改进及其在电力系统励磁控制中的应用33-39

摘要：介绍一种新的适用于一般结构非线性多输入多输出系统的输出反馈控制理论，提出该理论的一种改进形式，从而扩展其应用范围，并进而应用于电力系统励磁控制。针对单机无穷大系统，采用角速度、机端电压及电流为反馈信号，首次推导出系统的可观域，并基于上述改进理论设计一种新的非线性输出反馈励磁控制器。该控制器不需要转子角信号，从而比一般的非线性状态反馈励磁控制器实践性强。最后利用PSCAD/EMTDC对该控制器进行暂态仿真，以验证其对电力系统扰动的抑制效果。

计及动能注入介数的线路暂态脆弱性快速评估40-47

摘要：提出基于故障切除后极短时间的转子动能与支路势能2类信息的输电线路暂态脆弱性评估方法。通过带阻抗权重介数启发式地提取动能拓扑分布，将支路势能和动能介数归一化后的和定义为暂态脆弱度量，衍生出相对指标和综合指标，分别定量反映单一故障和故障集下线路暂态受扰程度，并进一步提出局部网络脆弱指标。通过复杂网络理论计算暂态动能注入效应，避免了传统方法中对增广网络支路势能极值拐点的求取，节省了时域仿真时间。结合势能界面法预警扫描，建立完整的电网暂态脆弱性快速评估流程，所提算法适用于调度监测、割集分析、解列模式预测等。

多谐波源条件下的谐波污染责任划分研究48-54

摘要：电网中各母线的谐波电压是所有谐波源共同作用的效果，因此准确区分各主要谐波源在特定母线上的谐波贡献对划分谐波污染责任有着重要意义。首先分析并指出区分各谐波源谐波贡献的关键在于准确计算谐波源节点与所关注母线间的谐波互/自阻抗，在此基础上提出一种“非干预式”的谐波贡献划分方法。该方法以各谐波源注入谐波电流中的快速变化分量为工具，根据独立随机矢量的统计特性，抽取出各谐波源节点与关注母线间的谐波互/自阻抗，最后根据计算所得阻抗值分别计算出各谐波源对关注母线的矢量贡献和标量贡献。对IEEE 14节点的系统进行仿真，结果表明该方法可很好地区分各谐波源在特定母线上的谐波贡献，大大抑制了其他谐波源的波动对谐波贡献划分的不利影响，同时也为谐波污染的责任划分提供了新的依据。

低压配电系统单相非线性负荷的谐波衰减效应研究55-62

摘要：对单相不可控电容滤波整流型电路的仿真和实验研究表明，低压配电系统非线性负荷的谐波特性与电压波形畸变程度相关；提出用电压波形的波峰系数（crest factor）作为非线性负荷谐波电流的衰减效应（attenuation effect）的衡量指标，波峰系数与非线性负荷的谐波发生水平之间具有线性递增关系。分析还表明，在民用低压配电系统中，非线性负荷谐波电流几乎均使其供电端电压呈现平顶波峰的趋势。这一结论与实测电压大部分呈现平顶波一致；同时说明，导致低压系统供电电压畸变的主要因素就是系统中大量存在的分布式谐波源。

V／V牵引供电系统中铁路功率调节器的控制方法研究63-70

摘要：针对电气化铁路高负序含量、谐波污染等电能质量问题，讨论一种能够进行负序与谐波综合补偿的铁路功率调节器（railway static power conditioner，RPC）。为了提高RPC的控制性能与效果，构建RPC的电流内环基于重复预测的无差拍控制和电压外环的复合准PI控制的双环控制策略，实现了对参考电流信号的快速、平滑跟踪和直流侧电压的平稳控制。考虑到系统模型参数的扰动性与波动性，通过采用基于遗忘因子的递推最小二乘算法来动态辨识系统参数，增强控制系统的适应性。最后进行仿真和实验验证，结果证实了所提方法的正确性。

基于多智能体的船舶综合电力系统故障恢复方法71-78

摘要：提出基于多智能体（Agent）系统的船舶综合电力系统故障恢复智能决策新方法。该方法定义与船舶电网供电区域相对应的供电区域Agent模型，基于Agent抽象体系结构设计构成供电区域Agent的各职能Agent，并建立故障恢复智能决策多Agent系统，在此基础上，基于动态主从式多Agent协同策略实现船舶综合电力系统故障恢复。典型算例系统故障恢复离线测试结果以及实时仿真结果表明，该方法能够快速、有效地求解船舶综合电力系统故障恢复问题，具有较好的工程应用前景。

中国电机工程学报杂志电力系统仿真及分析计算

节点类型扩展潮流计算及其可解性研究79-85

摘要：传统潮流计算中包含3种类型的节点，即PQ节点、PV节点和Vθ节点。潮流计算在数学上属于非线性代数方程组求解问题。潮流计算要可解，要求方程组中线性无关的方程数与未知量数目相等，对节点类型并没有限制。提出一种可考虑任意节点类型的节点类型扩展潮流算法，在许多潮流调整应用场合，采用该算法能够更方便地实现调节目标。给出基于快速分解法的节点类型扩展潮流计算的求解算法，并对节点类型扩展潮流计算的可解性问题进行详细讨论，给出一个直观的基于拓扑结构的节点类型扩展潮流可解性判据，并通过算例验证该可解性判据的有效性。

模糊性序列运算及其在电力外送能力分析中的应用94-100

摘要：针对序列运算理论在实际应用中的多重不确定性问题，利用模糊理论的研究成果，将离散型模糊变量的基本概念予以拓展，分别提出与模糊集和与元素相对应的1维模糊性序列以及多维模糊性序列的定义，并且给出模糊性序列的基本性质与形成方法。在此基础上，考虑到多重不确定性的研究需要，提出概率模糊序列的定义及其隶属函数，并且研究概率模糊序列运算的计算方法和期望值。最后，利用算例说明所提出的模糊性序列及运算过程。

基于内网实测信息的两端口外网静态等值参数估计方法101-106

摘要：为求解外网信息未知的外网静态等值参数，提出了外网扩展电压源支路Ward等值电路模型（extended voltage-source branch Ward-equivalence model，EWM）及其等值参数的2阶段估计方法。第1阶段，以边界点的等值注入功率和边界点间的等值导纳为等值参数，形成外网的简化Ward等值电路，建立其等值参数的多时段最小二乘估计模型。第2阶段，以电压源串联阻抗的等值支路代替边界点的等值注入功率，形成扩展电压源支路Ward等值电路模型，然后考虑2个电路模型等值参数间的约束关系，建立第2阶段等值参数的最小二乘估计模型。最后，采用高斯牛顿法，依次求解2阶段的等值参数，并以后者作为外网的等值参数。由于第1阶段等值参数的约束作用，降低了第2阶段等值参数间的耦合作用，从而保证了其等值参数的准确性。IEEE 39节点系统计算验证了论文方法的有效性。

中国电机工程学报杂志继电保护、通信及自动化

基于测距函数相位特性的T型高压线路故障定位原理107-113

摘要：针对现有T型高压线路故障测距方法在T节点附近高阻短路故障时有测距死区这一不足，提出一种适用于T型高压线路的故障快速定位法。通过分析可知，在故障支路故障点前后测距函数的相位会发生一次突变，在正常支路上测距函数的相位不会发生突变，因此可根据故障支路上测距函数的相位突变点即为故障点这一特征进行故障定位。该方法将故障支路判别和故障测距融为一体，无需事先判别故障支路即可测距。该方法无测距死区，较好地克服了传统方法在T节点附近有死区的不足。该方法对电弧故障具有良好的适用性。PSCAD/EMTDC仿真结果表明，该方法基本上不受过渡电阻、故障类型、故障位置和负荷电流等因素的影响，在各支路参数偏离设计值时依然能正确识别故障支路，保持较高的测距精度。

±800 kV直流输电线路雷击点与闪络点不一致时的行波测距114-120

摘要：分析了特高压直流输电线路雷击点与闪络点不一致时电压行波的传播特点。在雷击侧，由雷电流注入所引起的电压行波先到达保护安装处，而由故障引起的电压行波后到达，所检测到的电压行波起始阶段呈现出雷击未故障特征；在闪络侧，由故障引起的电压行波先到达，而由雷电流注入所引起的电压行波后到达，所检测到的电压行波起始阶段呈现故障的特征。因此，利用线路两端检测到的电压行波线模首波头幅值进行比较来识别雷击侧和闪络侧，再应用双端行波测距方法对雷击点进行定位，继而根据雷击侧电压行波首波头和故障点反射波头的时间差进一步确定闪络点的位置。仿真结果表明该方法有效。

中国电机工程学报杂志高电压技术

绝缘子放电区段划分及污秽预测的泄漏电流分形维数研究121-127

摘要：污秽放电的极端结果是污闪，为提取反映绝缘子污秽放电发展的有效特征量，在实验室反复试验研究的基础上，利用分形理论中的变换法提取绝缘子污秽放电过程中泄漏电流波形的分形维数，分析不同污秽度下安全区、预报区和危险区3个区段内泄漏电流分形维数的差异，提取预报区分形维数的均值和标准差来预测污秽度。得出污秽放电不同阶段分形维数的变化特征明显，且不同污秽度的分形维数大小不同。试验证明泄漏电流分形维数的变化规律能有效预测污秽放电发展趋势及污闪的发生，分形维数的大小能有效判断绝缘子污秽的轻重，为污闪预警提供了新方法和新特征量。

架空输电线路覆冰监测用光纤光栅风速传感器的研制128-134

摘要：风荷载测量是输电线路覆冰监测的重要组成部分，为解决现有输电线路覆冰在线监测系统中风速测量传感器需要现场电源，易受电磁干扰，不能实时测量风速,需要无线传输模块等缺点，开发了基于光纤布喇格光栅（fiber Bragg grating，FBG）传感技术的风速传感器，此传感器利用粘贴有FBG的等强度梁对风速产生的压力进行测量。鉴于温度对光纤光栅应变测量有较大影响，采用在等强度梁上下2侧对称粘贴光纤光栅的方法解决了温度与应变交叉敏感的问题。对所研制的传感器进行了温度影响试验和风洞试验，试验结果表明，温度造成的传感器测量误差小于±5 pm，传感器线性度良好，测量误差小于±0.5 m/s，经计算由风速测量误差引起的冰荷载测量相对误差小于2.14%，这些参数满足现场监测的要求。