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中国电机工程学报 2011年第S1期杂志 文档列表

智能配电变电站集成保护控制信息共享分析1-6

摘要：分布式新能源的大量馈入及用户供电质量的提高要求智能配电变电站提供更加灵活、快速、可靠的保护与控制功能。跨间隔信息的实时共享融合能有效提高变电站的保护测控性能,但需要解决过程总线站域保护控制信息交换的高度实时性和稳定可靠性。针对智能配电变电站站域保护控制通信的需求,基于OPNET软件仿真建模,并基于实际开发的集成保护试验平台测试了过程总线多间隔信息共享的通信特性,分析了延时原因,给出了满足实时性和可靠性要求的最大跨间隔信息共享数量,提出了跨间隔信息共享通信的改进措施。该研究结果对智能变电站站域保护控制系统的实现奠定了通信基础。

基于可信性理论的含风电场电力系统动态经济调度12-18

摘要：由于隶属度函数不具有自对偶性,传统模糊论进行置信水平下的调度决策时遇到困难。该文结合可信性理论和模糊机会约束规划,考虑风电预测误差的模糊性,研究了模糊置信水平下的动态经济调度问题。在模型建立上,推导了模糊风电预测误差的可信性分布函数模型,利用机会约束给出模糊置信水平下的调度可行域,由于采用可信性分布作为测度函数,保证了可行域能够覆盖置信水平下的模糊事件集合,确保不确定调度的优化解落在可信解空间。在解法上,将模糊机会约束条件转化为其清晰等价类,避免模糊模拟导致的模型求解效率降低,由于在目标函数中考虑了阀点效应,采用混沌粒子群算法求解。基于该文方法,给出10机含风电场系统的动态优化调度方案并进行了有关分析。

大型太阳能并网发电模型及应用19-22

摘要：大型太阳能光伏发电是解决电力供应的有效途径之一。由于光伏发电的不确定性,大规模光伏电源的接入将对电力系统的运行产生影响。目前,用于分析大型光伏系统对电网暂态稳定性影响的整体模型尚不成熟。在分析光伏系统各组成元件模型的基础上,给出了大型光伏并网发电系统的暂态模型;通过对光照变化、并网点电压变化2种情况下的响应进行仿真,验证了模型的有效性。分析了大型光伏电源并入某地区电网时对系统频率稳定、电压稳定和功角稳定的影响。所提出方法为含有光伏发电的电网提供了借鉴。

基于数据包络分析的梯级水电站发电效率优化模型30-37

摘要：梯级水电站群发电效率优化将极大地提高清洁生产和可再生能源的利用水平。针对梯级水电站群水系统关联特征和耦合特性,提出一套新的基于数据包络分析(data envelop-ment analysis,DEA)的梯级水电站群效率分析指标体系,并根据此指标体系建立适应的梯级水电站多目标优化调度模型;运用CCR模型、BCC模型以及超效率DEA模型对历史运行数据和优化调度数据进行效率的评价和分析,指出梯级水电站在不同的运行状态下效率的合理性;分析产生非效率的原因,验证指标体系的正确性;通过超效率值的分析验证优化调度模型的合理性,并指出优化调度可提高梯级水电站群的运行效率。最后提出基于DEA效率分析的梯级水电站群优化调度思路。

微网的成本效益分析38-44

摘要：以常规大型燃煤发电为参照,从全社会的角度出发,提出了微网的综合效益评估模型,并对各类典型分布式电源和微网算例系统进行了成本效益分析。计算结果表明,虽然微网的建设投资成本较高,但若综合考虑微网在提高可靠性、节能降耗、保护环境、延缓输配网投资等方面的效益,微网的投资可以是经济的。用户负荷的重要性程度和微网的建设地点对微网投资的合理性有着重要影响,对于提高重要用户供电可靠性,或者解决配电网扩容改造困难的中心城区和偏远地区的供电问题而言,微网具有较大的应用价值。

智能输电网分析管控系统开发与应用50-54

摘要：作为确保首都供电的大型区域电网,华北电网公司近年来取得了超常规跨越式发展。电网的快速发展对输变电设备的运行、管理提出了更高要求,目前输变电设备的运行维护和管理依然面临诸多挑战。华北电网公司运用物联网、虚拟地球、多元信息融合、通讯混合传输、信息安全接入、设备分析诊断、现场智能管控等技术,建成了智能输电网分析管控系统,达到设备状态可观测、生产过程可监控、运行风险可预警。目前,该系统已成为企业级、一体化、开放式的监控平台,在事故预演、日常运维、故障分析已经应急抢修工作中发挥了良好的支撑作用,取得了显著的经济效益和社会效益。

线路不对称接地故障电流控制的新方法60-66

摘要：分析不对称接地状态下调节串联电压和串联电感控制线路电流等于正常电流的可能性,并提出一种新型的故障电流控制器,它由并联变压器、串联变压器、可调电感和有载调节开关构成,该控制器等效于电压源与电感的串联,提出基于该控制器的故障电流的控制策略和控制方法,通过协调控制可调电感及与并联变压器原边绕组相连的开关位置,等效地控制了等效电压源的电压和串联电感,从而控制了故障线路电流,使其等于正常运行电流,并且不会引起系统过电压。实验和仿真证明了所提出的控制装置、控制策略和控制方法的正确性。

基于同步解调的间谐波闪变测量方法67-72

摘要：在分析间谐波与闪变之间量化关系的基础上,讨论了有效值波动和峰值波动测量的不同之处,指出频率和相位都是影响间谐波闪变效应计算的重要因素。分析IEC闪变仪无法测量间谐波闪变原因的同时提出了同步解调提取波动信号的方法,该方法能有效实现对间谐波闪变测量的扩展。考虑到工程应用中很难得到同步信号,在同步解调的基础上还讨论了用自身信号进行自同步解调以分离波动分量的方法。仿真实验结果表明,2种方法能有效测量间谐波引起的有效值波动和峰值波动效应,其中自同步解调法不受频率偏移的影响,实用性更好。

用于在线系统的安控策略优化搜索方法73-76

摘要：在线系统的实际应用改变了传统电力系统"离线预决策,在线匹配"的紧急控制方案潜在的控制措施过量或措施失配问题。安控策略的优化搜索是在线系统稳控计算的重要内容。提出一种基于EEAC量化分析理论和二分法搜索技术的安控策略搜索方法,其核心是基于EEAC理论并行计算计及控制空间中候选措施后,系统当前工况下的安全稳定裕度,并据此计算各措施的性能代价比。采用二分法技术搜索针对该工况的最优控制策略。基于该方法的安控策略搜索已在多个电网在线系统中得到实际应用,实例表明,该方法可极大缩短安控策略搜索耗时,提高在线系统运行效率。

电气化铁道牵引变电所对电力系统影响及治理的仿真研究77-82

摘要：电气化铁道的电力牵引机车是单相负荷,具有冲击性、不对称和非线性的特点。随着高速重载铁道建设的快速发展,低阻抗、高过载能力的V/V牵引变压器得到广泛使用,对电力系统及其它电力用户的影响也越来越大,引发的电能质量投诉和供电障碍时有发生,已经引起电力部门、铁道部门的高度重视。通过对V/V接线牵引变电所和电力机车对电力系统的影响和治理进行仿真研究,探讨电气化铁路电能质量分析和治理的仿真方法,以确保供电质量。

不受潮流转移影响的距离后备保护动作特性自适应调节研究83-87

摘要：线路切除带来的潮流转移和后备保护不合理的动作可能引发连锁跳闸事件,甚至导致大停电事故。为此,分析了传统线路距离后备保护的局限性,研究了基于潮流转移识别的线路后备距离保护新方案。针对距离III段由于潮流转移引起误动的问题,提出了自适应调节保护动作特性的方法。PSASP的仿真计算结果表明,线路后备保护在识别潮流转移后,通过自适应调节保护的动作特性,既可避免由于潮流转移引起的误动作,也可在线路发生故障时不失去线路后备保护的功能。

煤粉颗粒速度和粒径在线测量的轨迹成像法108-113

摘要：实验研究了用于燃煤电厂管道气力输送煤粉颗粒粒径和速度在线测量的粒子轨迹图像法,考察了主要记录参数对测量结果的影响:成像系统空间分辨率和电荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)曝光时间。前者由CCD芯片分辨率和成像放大倍率确定,与颗粒粒径测量相关;后者则与颗粒速度测量相关。通过一系列实验测试表明:为获得较为准确的颗粒粒径和速度分布结果,应选择合适的成像系统成像倍率,使得颗粒占像素比N大于6,同时选择合适的CCD相机曝光时间,使颗粒轨迹图像的长宽比R介于3～8之间。该文研究结果可为所提出的基于粒子轨迹图像的测量系统记录参数的确定提供依据,为其在燃煤电厂煤粉参数在线测量的成功应用打下基础。

褐煤中不同水分析出的能耗研究114-118

摘要：在氮气气氛下利用TG-DSC联用方法对干燥基、空干基和收到基褐煤煤样以及纯水(常态水)进行分析,得到单位质量水分析出所需的能耗曲线。研究结果表明,常态水析出所需能量基本保持不变,约为2 341 kJ/kg。空干基和收到基能量曲线中的不同阶段表征褐煤中不同水分的析出过程。根据水分在煤中的存在机制,可得煤中外在水、内在水、孔隙水和分子水析出所需的平均能耗分别为2 341,2 380,3 254,3 109和3 834 kJ/kg,同常态水的平均能耗比约为1:1.02:1.39:1.33:1.64。外在水、孔隙水、分子水中相似水分子析出所需的能耗差之比约为1:2.53:9.73。

凝汽器循环水二次滤网整流特性的数值模拟137-143

摘要：凝汽器循环水二次滤网不仅对凝汽器循环水的清洁度产生较大的影响,同时也影响到凝汽器循环水入口流场的均匀性。利用FLUENT 6.3数值模拟软件,采用Realizable k-?双方程紊流模型和有限体积算法,分别对加装井字网孔型二次滤网、冲孔型二次滤网前后凝汽器入口水室进口处流场分布情况进行了数值分析和比较。结果表明:与常规的冲孔型二次滤网相比,在通流倍率相同的条件下,井字型二次滤网阻力较小。同时,井字型二次滤网后循环水流场的均匀性也好于常规的冲孔型二次滤网。该文研究对于选择凝汽器循环水二次滤网型式,减少循环水泵功耗,促进凝汽器真空的提高,具有一定的指导意义。

农业废弃物的热解特性分析及动力学模拟(英文)155-161

摘要：采用热重分析技术对中国典型农业生物质废弃物(玉米秆、稻草和棉秆)的热解行为及其动力学规律进行了研究,定量分析了升温速率对生物质热解特性的影响规律,建立了生物质热解的反应动力学模型。结果表明,农业生物质的热解表现出相似的规律,热分解主要集中在200～400?℃。在升温速率为10?℃/min时,玉米秆、稻草和棉秆分别在347.6、315.4和345.2?℃取得最大反应速率8.00、7.35和7.68%/min,当温度达到900?℃时,焦炭产率分别为24.5%、30.8%和20.7%。在低升温速率下,挥发分析出阶段的起始温度与升温速率的对数呈线性关系,最大热解速率随着升温速率的增大呈线性增大趋势。三组分模型可以很好地模拟木质纤维类生物质在不同升温速率下的热解行为。纤维素分解对生物质热解的贡献最大,半纤维素次之,而木质素最小。

铁基载氧体化学链制氢特性实验研究168-174

摘要：化学链制氢(chemical looping hydrogen generation,CLHG)是一种可以内在实现CO2分离的新型制氢技术。它由燃料、水蒸气和空气反应器组成。该文选取CO为燃料,研究气体燃料的制氢性能及影响因素。并选用Fe2O3作载氧体,Al2O3和TiO2作载体,采用机械混合法,制备了Fe2O3(90%)+Al2O3(10%)、Fe2O3(60%)+Al2O3(40%),Fe2O3(60%)+TiO2(40%)3种载氧体。在900℃下,进行了还原、水蒸气氧化和空气氧化十次循环实验。实验发现,3种载氧体在循环中活性保持稳定,没有出现失活和烧结现象;增加载氧体中惰性载体的质量分数可以提高载氧体的活性;由于TiO2与Fe2O3结合生成惰性的FeTiO3,导致基于TiO2的载氧体活性低于同等质量分数下基于Al2O3的载氧体;惰性载体自身的吸湿性和水蒸气制氢氛围会导致颗粒的团聚。温度升高有利于还原反应,增加了载氧体的还原深度并提高了水蒸气氧化时氢气的产量;同时高温抑制了还原过程中的析碳。还原时气体燃料在单级燃料反应器内由于热力学平衡无法实现完全转化,可考虑设计新型的燃料反应器。

水平管降膜蒸发器综合传热系数研究175-180

摘要：介绍了油田废水的特性及主要成分的参数值。基于在水平管降膜蒸发器传热性能研究现状的基础上,以及热法高倍数蒸发浓缩油田废水的具体任务与要求,建立水平管降膜蒸发器传热系数与污垢热阻的模型,通过有关方程建立污垢热阻与蒸发浓缩时浓度变化的关联式。依据各部分的关联式,经过详细推导,得到水平管降膜蒸发器综合传热系数关联式。根据物理模型和关联式,讨论浓缩倍数和流量变化对水平管降膜蒸发器综合传热系数的影响。结果表明:在蒸发浓缩油田废水时,浓缩倍数的提高降低了水平管降膜蒸发器的综合传热系数。油田废水处理量的增加,在一定程度上强化了水平管降膜蒸发器的传热效率。模拟计算得到水平管降膜蒸发器的综合传热系数在936～940?W/(m2?K)的范围内。

超声非接触式水煤浆粒度表征的研究181-186

摘要：为研究在线监测水煤浆粒度分布,进行了基于超声衰减谱法的理论与实验研究。将ECAH模型叠加复散射效应描述超声波在高浓度浆料中的传播,得出声衰减计算方法,结合最优正则化算法进行粒度分布的反演计算。实验研究中使用一对中心频率为5MHz的宽频超声换能器进行了接触式和非接触式测量,发展了一种用于非接触式测量的超声信号处理方法:基于超声衰减系数的指数拟合谱。由该方法得到的非接触式测量结果与接触式测量结果基本吻合,将测量结果与光学显微镜测量结果进行比较,证实了非接触式超声衰减谱法粒度表征技术的可行性。