特高压直流换流阀电磁场与电磁兼容研究进展
摘要：特高压直流换流阀的电磁场和电磁兼容性是其研制过程中的关键问题,国内外学者对此进行了系统研究。中国电力科学研究院成功研制出中国首个具有完全自主知识产权的800 kV/4 750 A特高压直流（ultra high voltage directcurrent,UHVDC）换流阀。针对电磁场和电磁兼容问题,利用三维电场边界元法实现换流阀寄生参数的提取,通过理论计算、数值仿真及试验测试等多种手段,对瞬态电磁干扰等问题提出了解决方案,为换流阀的研制和工程应用提供了必要的技术支撑。总结了上述领域的研究成果,对未来特高压直流换流阀电磁兼容领域的研究课题与解决方案提出了一些建议和设想。光伏发电系统的小信号建模与分析
摘要：目前已有少量文献建立了光伏发电系统的小信号模型,并进行了动态过程灵敏度分析,但其建立的小信号模型未进行系统的小干扰稳定性分析和控制器参数的设计。为此,建立了包含光伏电池、逆变器、控制器及电网的完整的光伏发电系统小信号数学模型,利用特征值分析了系统遭受小干扰后的稳定性。利用参与因子分析得到每个特征模态对状态变量的敏感度,从而揭示出每个特征模态的起因和性质。通过计算特征值轨迹,设计了控制器参数。建立了基于Matlab/Simulink的仿真模型,仿真结果表明,系统遭受光照变化扰动后是稳定的,所设计的控制器参数是合理的,仿真结果与小信号分析结果一致,说明所进行的光伏发电系统小信号建模与分析是正确的。《中国电机工程学报》综述征稿启事
摘要：综述论文是多篇研究成果的综合,所涵盖的内容信息量大,能较为系统地反映国内外某一学科或专题的研究概况及发展趋势,可以将该专题、该领域及其分支学科的最新进展、新发现、新趋势、新水平、新原理和新技术比较全面地介绍给读者,帮助读者了解最新研究的热点及新思路、新方法,对启发读者的研究思路具有导向作用。因而综述是科研、生产以及教学的重要参考数据。含风电场最优潮流的Wait-and-See模型与最优渐近场景分析
摘要：精确模拟风功率分布的场景,有效求解反映风电随机性的最优潮流模型,对大规模风电并网的经济调度、质量控制及安全运行均具有重要意义。引入风电随机变量,建立最优潮流的＂wait-and-see＂（WS-OPF）模型;采用优于其他指标的瓦瑟斯坦（Wasserstein）距离为衡量指标,形成与风功率概率分布最优近似的场景模型,生成渐近最优场景,获得潮流分布及机组最优出力等指导调度安全经济运行的重要信息。最后,以IEEE 30和IEEE 300系统为例,对比各种距离指标的模拟精度,验证Wasserstein距离的优良性;同时,与不考虑风电随机性的模型相比,WS-OPF模型能更好地模拟风功率随机特性,提供与实际发生的风功率相近的调度方案,从而合理地规避风电接入电网的风险,提高风电的消纳能力。住宅区式电动汽车充电站负荷集聚特性及其建模
摘要：电动汽车的大规模发展将会对配电网带来较大影响,开展电动汽车充电的负荷特性研究是保证电网安全运行的前提,是引导电动汽车进行有序充电的基础。在简化锂电池恒流–恒压2阶段充电模型的基础上,得到单个电动汽车的充电模型,以此为基本元素,从充电汽车电池的初始荷电状态（initial state-of-charge,SOC0）和车辆到达充电站时间的随机分布为出发点,提出2阶段泊松分布的电动汽车充电站集聚模型进行充电站集聚特性的模拟,并提出基于充电站的日充电负荷曲线的电动汽车充电站负荷集聚模型的建模方法,最后通过仿真算例验证了其有效性。基于量子粒子群优化算法的城市电动汽车充电站优化布局
摘要：针对如何确定电动汽车充电站位置及规模的问题,建立考虑地理信息、建设成本和运行成本的综合优化目标函数。此目标函数以土地成本、配电变压器的投资等建设成本及包含供电损耗的运行费用为基础,以交通流量为约束条件,比较科学、全面地反映电动汽车充电站选址、定容问题的实质。电动汽车充电站选址定容问题是非凸、非线性、组合优化问题。在确定目标函数的基础上,提出用量子粒子群优化算法对此问题进行求解。此算法采用了量子理论中的叠加态特性和概率表达特性,潜在地增加了种群的多样性和全局寻优能力及寻优效率。运用此算法和构建的优化模型,对某区域的电动汽车充电站进行规划,通过对比分析,表明该方法可行、有效。考虑全寿命周期成本的输电网多目标规划
摘要：为克服目前全寿命周期成本（life cycle cost,LCC）技术的应用局限于设备运行或维护阶段的不足,针对输电网整体建立一个3维LCC层级模型,包括时间维度、元件维度和费用维度。费用维度进一步分解为设备级、系统级、外部环境成本。研究了以可靠性为中心的维护手段的应用对维护成本的影响,利用电量不足期望值计算故障成本。在此基础上,对风电等4种不确定因素进行建模,建立以LCC成本最小和切负荷量最小为多目标的输电网机会约束规划模型。采用正态边界交点算法联合改进小生境遗传算法,对模型有效求解。最后,分别对18节点系统和77节点系统进行算例分析。研究结果给出了帕累托解集及推荐的最优规划方案;此外,LCC费用分解图表明了各费用的比重和影响,有利于指导未来资产管理。地区电网覆冰闪络跳闸脆弱性曲线及其应用
摘要：极端冰灾天气下输电网群发性冰闪跳闸（ice flashovertrips,IFT）故障是激发电网脆弱性、导致大面积停电的关键因素。针对目前电力系统缺乏重冰区IFT相关标准、无法量度电网IFT危害程度等问题,提出了地区电网IFT脆弱性曲线,用于揭示电网IFT的内在规律。根据不同覆冰阶段电网具有不同的冰闪特征,建立电网IFT典型模式,并进行了风险等级界定。考虑到气象因素的模糊特征,采用模糊理论进行预测冰况的风险识别。基于线路短期动态可靠性模型,分析了不同风险等级下电网的风险测度,并指出电网IFT存在风险等级跳跃问题,将会严重危害电网的运行安全。研究表明IFT曲线能够反映电网绝缘系统的覆冰脆弱特性,不同地区、不同设计标准下电网IFT脆弱性曲线的临界拐点将会不同,但曲线的总体发展趋势不变。该曲线从整体上界定了地区电网IFT严重程度与发展趋势,紧急情况下能够快速、有效地为系统运行人员提供电网IFT风险信息。计及运行风险的多目标发电优化调度
摘要：针对电网运行中面临的不确定因素以及传统确定性安全准则的缺点,将风险理论引入到发电优化调度中。从支路过载和节点电压越限的角度定义运行风险指标,采用效用函数度量故障后果以反映不同故障间的相对严重程度。构建基于风险的多目标经济调度（risk-based multi-objectiveeconomic dispatch,RBMOED）模型,该模型以同时降低系统运行风险和机组燃料成本为目标函数,并满足基态下的安全约束条件。为求解RBMOED模型,首先应用改进多目标差分进化算法获取运行风险和经济性之间的权衡关系,进而根据电网运行的协调性准则辅助调度人员进行决策。对IEEE RTS-79测试系统进行计算分析,结果表明,所提发电调度方法能给出全面的关于系统风险水平的量化信息,并且可辨识出电网中的薄弱环节。新型整流变压器及其滤波系统的运行参数特性分析
摘要：新型整流变压器及其滤波系统由网侧、阀侧绕组,独立滤波绕组及与之相连的滤波器组构成,其特殊的滤波支路能够在滤波和无功补偿的同时改善变压器的运行特性。首先推导以谐波抑制因子为表达方式的谐波电流抑制模型以考察谐波传递情况;然后构建网侧绕组电流和负载电流之间的数学关系,藉此研究无功补偿特性,并分析相关的运行参数;之后建立阀侧电压与网侧电压的数学关系,以研究滤波器对阀侧电压的影响。理论分析表明,新型整流变压器及其滤波系统可以有效抑制谐波,降低网侧电流和视在功率,提高网侧功率因数并增加负载电压。实际应用在工业直流供电系统中的新型整流变压器的现场实测结果,验证了理论分析的正确性。该文更全面地揭示了新型整流变压器能改善整流系统的运行特性,所推导的数学模型将为新型整流变压器在降噪节能等方面的进一步研究提供理论依据。基于LS-SVM的变压器最优维护周期研究
摘要：优化变压器维护周期可提高变电站可靠性,降低变电站运行维护成本。基于最小二乘支持向量机（least squaressupport vector machines,LS-SVM）算法,结合成本–效益分析法对变压器维护周期优化进行研究。首先利用统计数据构建变压器缺陷树,并将缺陷数据、停电时间及缺陷权重专家数据等综合起来作为基础,在采用两层动态自适应优化法确定LS-SVM参数后,利用LS-SVM算法对变更维护计划后的缺陷数进行预测,将维护变更的成本（效益比较结果）作为量化约束条件,确定变压器的最优维护周期。采用该算法对某供电公司变压器进行评估,对变压器年度维护计划进行修正并实用,取得了较好的效果。基于等效基波及奇次谐波谐振器组的单相动态电压恢复器控制
摘要：为提高单相动态电压恢复器（dynamic voltage restorer,DVR）的补偿性能,提出一种基于等效基波及奇次谐波谐振器组的数字控制方法。采用可等效为一组谐振器的延时模块,能够有效抑制电网基波和谐波扰动。给出一种包含两个控制参数和一组零相移陷波滤波器的结构及其设计方法,使系统在保证稳定性的同时,获得较大的谐振增益。其中,延时环节衰减系数可增加谐振器组鲁棒性;控制器比例增益可解决零相移陷波器中使用延时带来的问题;零相移陷波器组既能对消LC谐振峰,也能解决等效谐振器组高增益在高频处的稳定性问题。同时,引入电源电压和负载电流双前馈来保证响应速度,增加了对扰动的抑制能力。所提控制策略结构简单,谐波补偿能力强,动态响应快,易于实现。在2kW单相DVR实验装置上的实验结果验证了该控制方法的正确性。极坐标下含零注入约束的电力系统状态估计的修正牛顿法与快速解耦估计
摘要：如何保证零注入节点的注入功率在状态估计结果中严格为0是电力系统状态估计研究中的重要问题。在直角坐标下,由于零注入约束为线性约束,可使用修正牛顿法来有效地解决这一问题。因此,借鉴直角坐标下修正牛顿法的思路,提出了极坐标下的修正牛顿法和修正快速解耦估计。这些方法的计算流程与传统的极坐标下的牛顿法和快速解耦估计非常相似,计算速度与大权重法相当,同时能够保证零注入约束严格满足。仿真结果验证了所得结论。计及发电机励磁电流约束和电枢电流约束的连续潮流
摘要：在传统连续潮流算法中,发电机无功限制采用定上、下限值来处理,随着有功负荷增加,无功限值通常不变,得到的电压稳定裕度偏大。根据同步发电机的无功出力特性,提出同时计及发电机励磁电流约束和电枢电流约束的连续潮流模型和方法。当相应参数越限时,将发电机节点转换为励磁恒定模型或者电枢电流恒定模型进行计算。所提PV、PEq、PIa节点类型双向转换逻辑可在潮流迭代内进行发电机限制模式的转换,模拟实际系统无功能力的变化。分岔点类型识别模块可以识别崩溃点类型及关键约束。通过新英格兰39节点算例的仿真,证明所提算法是有效的。适应大扰动的电力系统戴维南等值参数跟踪算法
摘要：针对现有的戴维南等值参数跟踪算法需要假设2个计算时步之间戴维南等值参数不变、不能适应等值系统内部发生扰动等问题,提出了一种可以适应系统内部出现大扰动的戴维南等值参数跟踪算法。该算法利用本地测量信息,主要解决了现有算法不能适应等值系统内部发生大扰动时戴维南等值参数计算问题,跟踪算法利用故障前的戴维南等值参数计算出故障时刻的等值电压源幅值,然后以故障前一时刻的等值电阻和故障时刻的等值电压源幅值作为初值,计算出故障时刻的其他戴维南等值参数,从而再求出故障后各个时刻的戴维南等值参数。该算法的优势在于仅利用负荷母线局部电气量就可以快速、准确、实时地求取戴维南等值参数,而且也适用于等值系统内部发生三相短路的情况,同时该算法具有计算结果误差小的优点。最后,通过IEEE 30和IEEE 39节点标准测试系统验证了本算法的准确性。换流站通用集成控制保护平台体系结构
摘要：针对各种直流输电工程控制保护系统的通用水平较差的问题,开发了一种新型的适用于多种直流输电工程的换流站通用集成控制保护平台,可用于常规高压直流输电（highvoltage direction current,HVDC）、电压源换流器型直流输电（voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC）以及混合直流输电等复杂输电形式的场合。提出了通用集成平台的整体功能需求和平台的设计原则,并从功能和设备2个角度出发,提出了该平台的2种体系结构方案,阐述了平台每部分的控制保护设备、控制保护系统的功能和范围以及各部分之间的隶属和通信关系。该体系框架可将不同种直流输电的控制保护功能有效集成,为通用控制保护平台的开发奠定了基础。电力调度数据网传输特性分析
摘要：电力调度数据网承载着大量关键信息的交互任务,其安全性与可靠性影响着电力系统的生产管理和调度运行。建立了电力调度数据网的数据传输模型,定义了数据包拥塞率并将其作为评估信息拥塞程度的指标。模型计及了调度数据网中信息流向的特点,考虑了垂直信息流和随机信息流2种典型的信息流模式。分析了具有星型结构和网状结构的调度数据网的传输特性,并通过模拟核心节点和关键线路遭受攻击的场景,进一步对比了2种结构的调度数据网在遭受攻击时的传输特性变化。仿真结果表明：电力调度数据网的传输特性与拓扑结构有着紧密的关系。正常情况下,星型网络比网状网络具有更优的传输性能,其缓解信息拥塞的能力更强;遭受攻击后,星型网络和网状网络的传输特性呈现不同程度的恶化,其中星型网络恶化得更为严重,表现出较强的脆弱性。用于电力系统信息综合传输的改进加权公平队列调度算法
摘要：为保证电力系统信息综合传输中各种信息业务的服务质量,提出一种改进的最坏情况下公平的加权公平队列（improved worst-case fair weighted fair queueing plus,IWF2Q）调度算法。该算法通过在WF2Q算法的虚拟开始时间和虚拟完成时间计算公式中引入＂虚拟延迟时间＂,解决了电力系统信息综合传输中由WF2Q算法导致的推迟传输高优先级信息业务分组的问题。以NS2为工具,建立了基于区分服务体系结构模型的IEEE 14母线系统信息综合传输网络仿真模型,运用网络仿真方法定量评估了以IWF2Q算法实现基于区分服务体系结构模型的电力系统信息综合传输时各类信息业务的实时性和公平性。仿真结果表明,IWF2Q算法降低了高优先级信息业务分组延时,同时兼顾综合传输的各类信息业务间的公平性,证明了IWF2Q算法的有效性和可行性。
