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中国电机工程学报 2011年第25期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志智能电网

基于序列运算的风电可信容量计算方法1-9

摘要：风电可信容量是衡量风电对电力系统可靠性贡献的重要标志，准确快速地评估风电可信容量具有重要意义。提出一种基于序列运算的风电可信容量计算方法。通过序列化的方法描述常规机组、风电机组以及负荷的随机性，并利用基本的序列运算实现了考虑风电出力的随机生产模拟，进而通过迭代计算风电可信容量。采用加入风电后的IEEERTS．79算例测试了算法的有效性与快速性。结果表明，与传统蒙特卡罗法相比，所提出的计算方法在保证计算精度的情况下提高了计算速度。利用所提出的方法计算了江苏省千万千瓦级风电基地的可信容量，并研究了虚拟机组的参数对风电可信容量的影响规律。

采用改进细菌觅食算法的风／光／储混合微电网电源优化配置17-25

摘要：风能和太阳能具有随机性和波动性的特点，由分布式电源、储能装置、负荷组成的微电网协调运行与控制十分复杂，对孤岛运行的微电网合理地配置电源以提高供电可靠性、经济性是微电网规划建设的一个首要问题。将改进的细菌觅食算法（bacterial foraging algorithm，BFA）应用到解决风／光／储混合的全年孤岛运行的微电网电源优化配置问题中，建立了计及设备投资成本、运行和维护成本、燃料成本、环保折算成本的微电网电源优化配置模型，以年风速、气温、光照强度作为输入，根据不同的用户供电可靠性和备选电源要求，得到微电网电源的类型及其容量的最优方案，结果表明改进的细菌觅食算法具有全局最优搜索能力强、寻优速度快的特点。该方法可以全面评估各种分布式电源的经济性，根据微电网建设地点的气象条件、投资成本等降低微电网电源的冗余投资，满足用户定制的多样化可靠性要求。

基于模糊机会约束规划的水火电力系统多目标随机调度模型26-34

摘要：针对水火电力系统运行调度中所包含的不同种类的不确定量，提出了一种基于模糊随机机会约束规划的短期水火电力系统多目标优化调度模型。将调度周期开始的水库蓄水量作为一个三角模糊量，以描述初始蓄水预测可能存在的误差。针对某些随机变量可能由于历史数据不足而存在误差的问题，用模糊随机变量替代这些随机变量，描述水火电力系统运行中的不确定性。在考虑整个系统发电煤耗最小化和污染物排放最小化的目标同时，考虑了龙头电站周期末蓄水量最大的优化目标，并引入了火电机组煤耗量与梯级水电站蓄水量目标的协调函数。按照模糊机会约束和随机机会约束的确定性等价形式，将短期水火电调度不确定模型转化为确定性模型。以一个8级梯级水电站和6台火电机组组成的水火电力系统为实例进行计算，验证了所提出的水火电力系统随机调度模型的正确性。

中国电机工程学报杂志电力系统运行与规划

模块化多电平变流器HVDC输电系统控制策略35-42

摘要：建立模块化多电平变流器（modular multilevel converters，MMCl的电磁暂态数学模型以及采用MMC为变流器的高压直流输电系统（high voltage direct current，HVDC）直流侧电压的动态数学模型。在此基础上，分析HVDC系统的直流侧电压动态特性，给出HVDC控制器参数协调设计原则和算法。最后，基于PscAD／EMTDc的数字仿真结果证明了所提出的HVDC控制系统参数协调设计原则和算法的正确性。

特高压串补线路沿线电压分布及串补布置方案研究43-49

摘要：提出一种基于传输线理论的特高压串补输电线路电压分布的快速算法。首先，将线路的传输参数矩阵转化为两端口节点导纳矩阵，得到∏型等值模型集总参数。然后将其填入潮流计算软件，对目标电网进行潮流计算。再将计算的结果作为末端边界条件，用传输参数矩阵就可快速得出线路上的电压分布。该算法可精确计算特高压串补线路的沿线电压分布情况，而且还可以计及线路两侧的无功补偿能力，工程适用性很强。最后，还从理论上研究特高压串补的集中／分散布置方案以及串补和高压电抗的相对布置位置，指出高压电抗位于母线侧且串补分散布置的方案比高压电抗位于线路侧且串补集中布置的方案更有利于抑制工频稳态过电压，为特高压输电工程规划给出了指导性建议。

同塔多回输电线路并联电抗器的参数优化分析50-57

摘要：同塔多回输电线路间的电磁耦合使得并联电抗器与中性点小电抗的取值需重新优化。建立了同塔多回输电线路的分布参数耦合模型，得出潜供电流与弧道恢复电压的表达式，并可推广至多重故障情况；研究了影响潜供电流和恢复电压的关键因素。基于潜供电弧的动态模型，计算了电弧起始长度、中性点小电抗等对燃弧时间的影响，进而得到并联电抗器的取值准则，指出单回与多回线路中性点小电抗优化取值的差异之处。采用谐振频率分析法，综合考虑非全相运行、回路间电磁感应等引起的谐振过电压，导出了多回线路的固有谐振频率简化表达式，指出中性点小电抗的取值范围与取值方法。研究结果对超／特高压多回输电线路并联电抗器的优化设计具有指导价值。

应用于低频振荡在线监测的并行时频原子复带通滤波方法58-65

摘要：利用广域测量系统实测数据，提出基于并行时频原子复带通滤波的低频振荡在线监测新方法。在振荡频率区间内并行设置多个时频原子复带通滤波单元，通过并行滤波计算，能获取各模式幅值、瞬时频率和衰减系数，再利用粒子群优化算法估计相位参数。每个滤波单元时频域带宽柔性可调，能根据测量要求自适应取得较高的模式分辨率和较短的观测时窗长度。该方法对噪声鲁棒性好，能准确辨识各复合振荡模式，有助于电力系统强非线性模式分析，便于在线监测应用。仿真算例及实例分析结果均表明所提方法的正确性和有效性。

基于提升复小波的暂态电能质量扰动的检测与定位66-72

摘要：针对暂态电能质量扰动信号的检测与定位，提出一种基于第2代小波变换的提升复小波的提升算法。通过Euclidean分解算法得到复小波提升方案；利用该方案对常见的几种扰动信号进行提升变换，将变换后的幅值和相位信息用于暂态电能质量扰动的定位检测及扰动幅度估计；并与第1代小波变换进行比较。仿真结果表明，所提算法具有简单、运行速度快、检测精度高等优点，能够准确定位暂态电能质量扰动信号和计算扰动信号的变化幅度。

中国电机工程学报杂志电力系统仿真及分析计算

基于零阻抗支路模型的变电站三相非线性状态估计方法73-80

摘要：为了将拓扑和量测错误解决于变电站内，提高调度中心状态估计的可靠性和精度，提出一种基于零阻抗支路的变电站三相非线性状态估计方法。该方法充分利用了变电站内冗余的多源量测数据，包括远方终端单元（remote terminalunit，RTU）和相量量测单元（phasor measurement unit，PMO）的三相量测数据，基于基尔霍夫电流定律（Kirchoff’s current law，KCL）建立了面向开关的非线性三相零阻抗状态估计模型，实现了模拟量坏数据和拓扑错误的解耦辨识以及对三相不平衡度的实时监控，具有高冗余、估计结果可靠、计算速度快和易于实现等特点。算例分析验证了方法的有效性。

电力系统自适应基波提取与频率跟踪算法81-89

摘要：传统的电网频率跟踪算法一般依赖于调整所选电网模型的响应速度或精度来增强电力系统异常情况下的稳定性，为减小电网谐波或噪声对频率测量的影响，提出了一种自适应基波提取与频率跟踪算法。该算法通过对电网状态的预估，获得电网频率与电压幅值的估计值，用于实时更新无限冲击响应滤波器系数，实现电网的白适应基波提取，同时还给出了滤波器在系数切换时快速稳定的方法，在此基础上，引入鲁棒扩展卡尔曼滤波算法，实现对基波频率的精确跟踪。仿真和实测结果表明，该算法响应速度快，测量精度高，可有效抑制电网噪声对频率跟踪结果的影响，且算法复杂度较低，可以满足电力系统实时应用的要求。

计及主变过载和联络容量约束的配电系统供电能力计算方法97-103

摘要：针对基于主变互联和N-1准则的配电系统供电能力计算方法未能计及联络容量与主变短时过载的问题，提出解决方案并构建完善的配电系统供电能力计算方法。一方面通过建立联络约束矩阵来适应变电站间联络线容量较大的差异性；另一方面，定义虚拟联络矩阵来描述因主变短时过载而产生的负荷二次转带过程，在此基础上，建立负荷综合转移矩阵。最后将上述2项改进引入到基于主变互联和N-1准则的配电系统供电能力计算方法之中，形成考虑实际配电系统运行状况的配电系统供电能力计算方法。通过某实际配电网的供电能力分析，验证所提出方法的有效性。

中国电机工程学报杂志继电保护、通信及自动化

±800kV直流输电线路故障定位的单端电压自然频率方法104-111

摘要：输电线路故障行波频谱与故障距离之间存在数学关系，故利用故障行波频谱可以实现故障测距。直流输电线路两端平波电抗器和直流滤波器构成了直流输电系统实体物理边界，它对于行波高频部分呈近似开路特性，其反射系数接近于1，使得量测端时域波形呈周期性。对于行波低频部分，直流滤波器的频率特性使量测端的行波极性会发生翻转，致使时域波形的相角偏移，在频域上表现为自然频率的偏移。此外，故障电压行波于非对称短路点发生线模与零模行波相互交叉透射，致使故障电压自然频率“混叠”。鉴此，利用人工神经网络（artificial neural network，ANN）的非线性函数逼近拟合能力，选择故障电压自然频率的主频及其2倍频的幅值和频率作为样本属性，对神经网络进行训练、测试来确立直流输电线路故障定位的ANN模型。大量的PSCAD数字试验表明，基于自然频率和ANN的UHVDC线路故障测距方法可行、有效。

线路距离保护应对事故过负荷的策略112-117

摘要：目前输电线路距离保护完全依赖于整定计算来躲过过负荷，而世界上诸多大停电事故均与事故过负荷相关，负荷转移后距离保护动作会引起事故扩大，因此必须寻找新的对策来防止线路距离保护在事故后过负荷时误动。摒弃了惯用的距离保护阻抗平面，提出基于电压平面的判据，该判据以补偿电压作为动作量，通过选择一个极化量作为参考量，在电压平面上构造一个动作区域，当动作量落在动作区域内时动作。在电压平面上，负荷点会落在两端电源的连线上，与阻抗平面相比，保护更加易于确定是否动作。该判据从根本上区分了负荷与短路，有效地解决了负荷转移后距离保护动作的问题，其应用有利于提高电力系统的安全稳定性。仿真实验验证了该方法的有效性。

中国电机工程学报杂志高电压技术

广州地区线路盘式防污型玻璃绝缘子的自然积污规律118-124

摘要：为研究线路盘式防污型玻璃绝缘子的自然积污规律，在广州地区建立试验点进行了为期2年的自然积污试验。根据上述试验数据，对上下表面等值附盐密度（equivalent salt deposit density，ESDD）和不可溶物密度（non soluble deposit density，NSDD）的季节性、相关性、积污不均匀性和灰盐比4个方面进行了研究，对各个方面的具体特征进行了描述及解释。研究认为，上述4个方面的各种特性主要是降雨对盐密和灰密冲刷效果的差异、降雨对上下表面冲刷效果差异以及上下表面旱季的积污差异等多种因素作用的钴单

植物绝缘油纸浸渍模型与试验研究125-131

摘要：植物绝缘油已成功应用于配电变压器中，但尚未在更高等级电力变压器中得到应用。由于植物绝缘油的粘度比传统矿物油的粘度更高，有必要研究植物绝缘油在厚纸板中的浸渍特性。在分析油纸绝缘浸渍机理的基础上，设计菜籽绝缘油油纸绝缘浸渍试验模型，讨论影响油纸绝缘浸渍过程的主要因素，通过试验得到菜籽绝缘油油纸绝缘浸渍长度随时间的关系曲线，并与矿物油纸绝缘浸渍长度与时间的实测曲线和理论计算曲线进行对比分析。研究结果表明，通过提高浸渍温度，植物绝缘油油纸绝缘的浸渍效果可以达到矿物绝缘油的标准。

基于节点电荷电位有限元法的油纸绝缘结构极性反转电场分析132-138

摘要：基于电荷一电位有限元法分析换流变压器的油纸绝缘结构极性反转电场，该方法可以直接得到节点电位和节点电荷。对各个时刻节点电荷进行处理，提出得到电荷密度的方法。通过提取一类边界上的节点面电荷密度，可以准确地计算出第一类边界上的法向电场强度，从而可以更好地指导绝缘强度设计。通过一个有解析解的双层有损同轴绝缘结构模型，验证了方法的有效性。最后，分析了一个换流变压器阀侧绕组典型绝缘结构的极性反转电场变化过程。

低气压下流注放电特性的研究139-149

摘要：流注的产生和传播是空气间隙击穿中一个重要的物理过程，研究低气压下流注的产生和传播过程有助于理解空气间隙的击穿放电，对高海拔地区输电线路及输变电设备的设计和运行有着重要的意义。在可调节气压湿度的有机玻璃罐中，利用“三电极”结构，应用光电倍增管测量了不同气压湿度下，流注传播概率和平均传播速度随平板间电场强度的变化。通过数据拟合得到了流注稳态传播电场和相对空气密度以及湿度之间的经验公式。建立流体模型，对流注传播的动力学特性进行了仿真计算，得到的流注稳态传播电场及平均传播速度和实验测量得到的结果吻合得很好。结果表明：流注的传播场强随湿度、气压的增大而增大；在相同的电场强度下，流注平均传播速度随湿度、气压的增大而减小。利用仿真计算模型计算得到流注传播过程中的各个参数，分析了流注传播动力学特性随气压湿度变化的机制。

垂直多层土壤的格林函数150-156

摘要：为解决垂直多层土壤格林函数理论推导复杂和数值求解方法繁琐的问题，提出了符号方程理论推导方法和自适应高精度复镜像数值求解的方案。符号方程法借助镜像变换和分离变量法实现了机械化推导，可以求得格林函数通用的封闭表达式。自适应高精度复镜像法先使用二次采样方法对格林函数的封闭表达式进行智能采样，然后运用矩阵束法直接对离散化的格林函数系数进行复镜像拟合，能够显著提高计算的效率和精度，弥补了传统Prony法和广义函数束法在数值稳定性和精度方面的不足。经由算例对比，该方法准确有效，可以应用于垂直或水平多层土壤接地问题的计算。