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中国电机工程学报 2011年第16期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志智能电网

利用储能技术实现交流互联电网分区解耦控制的可行性研究8-13

摘要：交流联网可能会带来互联电网的动态稳定性问题。通过对交流和直流2种联网方式的对比分析，提出利用储能技术实现交流互联电网分区解耦控制的思路，即通过储能装置消除2个交流互联的区域电网之间的相互影响，各区域电网只需按照本区域的电网特性进行稳定控制，通过理论分析证明该思路的可行性，讨论储能装置安装位置对分区解耦控制效果的影响和对储能装置容量的要求，提出实用化的控制策略，对2个电力系统的仿真结果验证了控制策略的有效性。

基于变速风电场控制的电力系统稳定性改善研究14-23

摘要：以改善风电场接入的电力系统稳定性并降低稳定控制对场内机组负面影响为目标，设计基于变速风电机组的电力系统综合稳定控制器。控制器基于广域信息，应用同步机状态反馈，通过风电场衰减系统故障不平衡能量以提高同步机主系统暂态稳定性；考虑风电场与同步机关联程度的差异，简化的部分同步机状态反馈方案可有效降低控制器的通信负担。在测量风速偏差的前提下，稳定控制器通过扩张状态观测前馈线性化麒。鲁棒变桨方案，抑制稳定控制引发的风电机组轴系扭矩波动。控制器分散控制，服务全局，无需风场控制中心协调。仿真研究表明，控制器可有效减小同步机主系统过渡时问与振幅，增加系统故障临界切除时间，并显著降低轴系扭矩波动对风电机组的不利影响。

中国电机工程学报杂志电力系统运行与规划

用于系统可靠性评估的各阶故障独立重要抽样算法24-31

摘要：提出一种电力系统可靠性评估的高效算法，即各阶故障状态子空间独立重要抽样算法。该算法将系统状态空间分割为无故障状态子空间和各阶故障状态子空间，完全避免了对无故障状态子空间的抽样；且由于低阶故障状态子空间状态个数较少，采用解析法对其分析，而高阶故障状态子空间状态个数庞大，采用重要抽样法对其进行模拟分析；并对这些子空间的抽样次数进行最优分配。由于完全避免了对无故障状态子空间的抽样，并对各阶子空间进行独立分析，该算法在计算效率上具有很大的优势，适用于高可靠性系统。应用该算法对IEEE-RTS系统的发输电部分进行可靠性评估，并与自适应重要抽样方法和直接蒙特卡罗法进行比较，结果表明该算法在计算效率上具有明显优势。

面向同步相量轨迹簇规则的电力系统暂态稳定实时评估32-39

摘要：设计同步相量测量条件下，面向发电机节点电压同步相量复平面轨迹规则的暂稳实时评估算法。利用髟均值和模糊C均值组合算法在线识别扰动后若干周波内轨迹簇同调与聚类偏移特征，采用分类与回归树抽取所定义特征量规则，以实时轨迹簇的相对位置组合特征值规则而非轨迹状态（如幅值大小）本身来评估未来暂稳状态。实践表明，算法能在8～20周波内不依赖模型地高精度预估未来4s系统是否稳定及临界机、受扰程度等重要信息，且不依赖于既定扰动模式，侧重于系统对大扰动的泛化响应模式挖掘，回避了主导失稳模式判别，且避免了针对不同故障的多套规则存储。新英格兰10机39节点系统算例验证了方法的有效性。

计及污闪概率的输电线路运行风险评估理论与指标体系48-54

摘要：针对目前高电压技术与输电线路运行可靠性研究相分离的现状，建立了考虑污闪影响的输电线路运行风险评估理论。首先基于一定工作电压下绝缘子的污闪概率模型及条件概率原理得出污闪下线路发生某种故障的概率：其次将污闪严重度定义为污闪电压越限严重度函数、污闪频率越限严重度函数和污闪过负荷严重度函数的加权和并得出系统污闪下各输电线路的运行风险值；最后依据输电线路的风险指标值进行排序，并利用模糊C均值分类法（fuzzy C-means，FCM）将输电线路分成三大类，分别对应着3个辅助决策（不计成本爬／扫／涂，针对性爬／扫／涂，可缓爬／扫／涂）。通过WSCC．9电力系统经典模型算例，进行相关计算仿真，结果验证了该理论的正确性和有效性。

高速铁路牵引供电系统谐波及其传输特性研究55-62

摘要：随着高速铁路的高速度、大容量、高密集网络化发展，高速机车引起的牵引网谐波放大、谐振问题越发严峻。为考察牵引网谐波传输特性，在分析谐波传输理论的基础上，利用Matlab／Simulink建立通用的高速动车组（electric multipleunit，EMU）与牵引网的联合仿真模型，通过对高速动车组的不同工况和不同出力下的谐波特性进行仿真分析，验证了模型的正确性。在联合仿真模型的基础上，分别针对机车位置固定、不同机车位置和不同牵引网长度3种情况下的谐波电流传输特性进行仿真分析，结果表明：联合仿真模型较恒电流源模型、恒功率源模型更符合牵引供电系统的实际。该研究结果对降低和避免牵引网谐振带来的危害有一定的参考价值。

采用支持向量机和模拟退火算法的中长期负荷预测方法63-66

摘要：准确的中长期负荷预测能够提高电力系统的经济效益和社会效益。分析了支持向量机（support vectormachine，SVM）模型，并针对利用支持向量机进行负荷预测需要人为地确定相关参数的不足，提出了利用支持向量机进行中长期预测的新方法。该方法利用模拟退火（simulated annealing，SA）算法自动优化参数。实例验证结果表明，所提出的方法可以有效地选取支持向量机模型的参数，降低支持向量机的建模误差和测试误差，该方法与利用默认参数支持向量机进行预测的方法相比，有效地提高了负荷预测精度。

中国电机工程学报杂志电力系统仿真及分析计算

基于递归投影方法的电力系统平衡点计算与小扰动稳定性分析67-73

摘要：递归投影方法（recursive projection method，RPM）通过对现有时域仿真程序（time-domain simulation code，TDSC）的黑箱调用未获取电力系统平衡点以及小扰动稳定信息。在RPM作用下，全状态空间被解耦为不稳定／慢不变予空间及其正交补子空间两部分，分别采用牛顿型算法以及TDSC原有的不动点迭代格式进行计算。采用QR分解方法或Amoldi方法来构造不变子空间的基底，并通过具体算例验证RPM增强不动点迭代收敛性以及判别系统小扰动稳定状态的有效性；同时，还分析不同基底构造方式和参数设置方案对RPM计算性能的影响，并得出了RPM适宜与显式积分法结合使用的结论。

无迹卡尔曼滤波及其平方根形式在电力系统动态状态估计中的应用74-80

摘要：针对扩展卡尔曼滤波（extended Kalmanfilter，EKF）的不足，将不需要对非线性系统函数进行线性化的无迹卡尔曼滤波（unscented Kalmanfilter，uKFl方法引入电力系统动态状态估计，采用生成Sigma点数量最少的比例最小偏度单形采样策略进行无迹变换。以IEEE14系统为算例，仿真结果表职引入UKF后，估计结果的精度有所提高，但算法的效率较低，且数值稳定性较差。进一步引入平方根形式的UKF（square root UKF，SRUKF）模型，IEEE14及IEEE30测试系统的仿真结果证明：在不需要大量牺牲计算时间的同时，算法的数值稳定性得到了改善。表明SRUKF的引入对动态状态估计方法的改进是有效的。

节点类型扩展潮流计算的应用研究81-87

摘要：对于电网电压调节和潮流模型匹配等许多应用场合，可采用基于节点类型扩展的潮流计算方法。研究节点类型扩展潮流计算方法在电网电压调节和潮流模型匹配中的应用。首先，分析节点类型扩展潮流计算在节点电压调节问题中的可用性，并提出具体实现方法。然后，在分析已有潮流匹配方法不足的基础上，提出基于节点类型扩展潮流的多区域电网潮流匹配方法。最后，通过算例分析验证了节点类型扩展潮流算法在电压调节和多区域潮流匹配问题中的应用是有效的。

电力采集系统故障时刻精度的提高方法88-95

摘要：针对电力采集数据故障时刻的精度问题，目前的研究多数关注于基于采集数据的故障时刻提取算法。拟从电力数据同步采集系统的具体实现过程与配置系统采样频率的角度出发，通过建立非同步子站采集系统的相位差计算模型，提出一种定量评测与提高故障时刻精度的方法。该方法分段频移校正电气传输特性引入的相移，基于子站采集系统间的相位状态估计预测故障，短时提高故障时刻前后的采样频率，从而提高故障时刻的定位精度。测量结果表明：电气传输特性引入相移与频移之间具有近似线性变化的特性，等间隔采样系统中采样频率受系统处理能力的制约。实验与仿真结果验证了文中所提出的方法，为提高电力采集系统故障时刻的精度提供了一种有效的途径。

中国电机工程学报杂志输配电及供电

特高压输电线路新型防舞器建模分析96-101

摘要：覆冰导线在风力作用下产生的舞动会对输电线路造成很大的破坏，严重威胁着输电线路的安全运行，开展特高压输电线路舞动的防治研究非常必要。通过达朗伯原理，建立安装新型防舞装置后覆冰导线的运动方程，比较全面地考虑了功角的作用，并把间隔棒和防舞装置作为线路的集中载荷，得到比较完全的覆冰导线运动的稳定性条件。结合线路具体情况，依据稳定性条件设计出符合要求的新型防舞器参数。该研究成果为中国特高压输电线路的舞动防治提供了技术支撑和理论指导。

输电线路导线舞动荷载分析102-107

摘要：对三种舞动幅值的计算方法进行比较，提出采用气象系数法确定导峨各个舞动阶次的幅值。以正弦驻波作为导线舞动激励，分别采用线长法、能量法和有限元法（finIte element analysis，FEA）计算孤立档导线舞动张力变化值：线长法与有限元法计算结果基本一致；能量法计算值小于线长法和有限元法，舞动半波数为奇数时，其计算值为其他方法计算值的40％～50％。通过在通用有限元软件ANSYS中建立包含2个独立耐张段和1个独立耐张段的连续多档有限元模型，分析不同档数下耐张塔和直线塔两侧导线舞动张力差的变化规律。分析结果表明：当数不小于4时，档数变化对铁塔两侧导线舞动张力及张力差的影响不大，耐张塔挂点张力差可取两档模型理论计算值的50％；相同档数时，直线塔舞动张力差为耐张塔舞动张力差的12％~25％。基于舞动张力分析结果，提出了杆塔舞动荷载的计算方法。

500kV输电塔结构抗冰加固改造方法试验研究108-114

摘要：为提高高压输电塔结构在覆冰荷载作用下的极限承载力，寻求有效的结构加固方法，以冰灾中破坏的典型500kV输电塔为原型，制作了2对输电塔子结构模型，每对均由按原始结构形式设计和以增设横隔面方法进行加固改造的相应模型试件组成。对所有试件进行了模拟覆冰荷载作用下的静力加载试验，对比分析了结构受力过程、破坏模式和极限抗冰承载能力等，考察了增设横隔面对于提高结构受力性能的作用。基于有限元程序ANSYS，采用壳单元建立了加载塔段结构的实体模型，对试验全过程进行了模拟并与试验结果进行了比较。研究表明：横隔面的存在极大地降低了交叉斜撑的面外变形。无横隔面输电塔结构的破坏主要为主材的弯扭失稳，带横隔面结构破坏依然由主材构件的屈曲产生，但其屈曲模态由弯扭失稳趋向弯曲失稳。增设横隔面后，单、双塔段结构极限承载力的提高幅度分别达到了18．3％和17．6％。由于交叉斜撑面外变形对结构整体稳定的削弱效应得到抑制，主材角钢失稳模态中扭转效应对临界承载力的不利影响也被大幅降低，结构受力性能得到了全面提高。从而表明增设横隔面是一种合理有效地提高输电塔结构抗冰承载能力的加固方法。

基于航拍序列图像的输电线弧垂测量方法115-120

摘要：弧垂是输电线路运行的一个重要参数，直接关系到电网运行的安全性和可靠性。提出了一种基于直升机巡检时采集的航拍序列图像进行弧垂测量的新方法。选取输电线路上的隔离棒作为识别目标，采用归一化互相关图像匹配算法，结合基于小波的金字塔分层搜索策略，测量出隔离棒中心在序列图像上的像素坐标；然后基于立体视觉技术对隔离棒中心的三维空间坐标进行测量；最后通过最小二乘非线性回归算法，计算出输电线的实际弧垂。实验结果表明该方法可以提高弧垂测量的效率，并且适合在复杂地理条件下应用。

基于电场逆运算的输电导线弧垂计算方法121-127

摘要：输电导线弧垂是导线运行的重要参数，影响电网的安全稳定运行。为实现导线弧垂的准确监测，提出基于导线工频电场（power frequency electrical field，PFEF）逆运算的弧垂计算方法。首先根据悬链线方程，基于有限长线电荷建立导线工频电场的三维计算模型。然后根据导线下方工频电场的实时测量数据，在三维电场模型下利用遗传算法（genetic algorithm，GA）反演得到导线的最大弧垂。考虑电场测量数据受外界环境因素和测量条件的影响，采用最小二乘支持向量机（1east squares support vector machine，LS．SVM）建立导线原始测量数据的环境因素修正模型，使修正后的测量数据逼近理想条件下的数据。将修正后的电场测量值作为反演模型的目标参考值，进一步提高弧垂的计算精度。对比银川地区某条典型输电导线的测量数据，验证了该算法的有效性。

中国电机工程学报杂志高压技术

绝缘子表面自然污秽成分分析及其研究展望128-137

摘要：为研究自然污秽化学成分对污秽度评估和污闪电压的影响，总结了国内外绝缘子表面自然污秽成分的研究现状，归纳了污秽的成分、分类和测量方法；分析主要污秽成分的来源、污秽评估与污秽成分问的关系、污闪电压与污秽成分间的关系，发现用等值盐密（equival ent salt deposit density，ESDD）进行污秽度评估存在不足，需要加以修正，并提出了修正思路；另外，在相同外界条件下，不溶性污秽颗粒度也会影响污闪电压的大小，从污秽层附水量方面进行了解释。指出需加强有机污秽对污秽度评估和污闪电压等影响的研究，建立新的污秽度评估体系。