中国电机工程学报杂志社
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中国电机工程学报杂志

《中国电机工程学报》杂志在全国影响力巨大,创刊于1964年,公开发行的半月刊杂志。创刊以来,办刊质量和水平不断提高,主要栏目设置有:学术论文、新技术、新成果、新经验、专家论坛、专家建议、标准讨论、科学通报、国外科技动态、会议报告等。
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 国际刊号:0258-8013
  • 国内刊号:11-2107/TM
  • 出版地方:北京
  • 邮发代号:82-327
  • 创刊时间:1964
  • 发行周期:半月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:3.5
  • 综合影响因子:3.206
相关期刊
服务介绍

中国电机工程学报 2013年第16期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志大规模间歇式电源并网与大容量储能系统

大规模新能源电力安全高效利用基础问题

摘要:规模化新能源电力的安全高效利用是智能电网建设的核心内容与基本目标。分析了规模化开发利用新能源对电力系统的影响,提出了新能源电力系统的概念与基本特征;分析了当前新能源电力系统面临的重大现实与瓶颈问题;进一步给出了基于电源响应、电网响应和负荷响应的整体解决方案;并在此基础上提炼了中国新能源电力系统亟待解决的3个基础问题,即新能源电力系统时空多尺度动力学特性及建模理论、新能源电力系统多元互补机制及协同调控理论方法、新能源电力设备与系统故障演化机制及安全防御策略。
1-8

基于风电功率概率预测和运行风险约束的含风电场电力系统动态经济调度

摘要:随着风电并网容量持续增加,风电出力不确定性对电力系统安全运行影响也不断加大,传统的确定性经济调度方法难以满足电力系统安全运行需求。在风电功率概率预测的基础上,应用机会约束规划理论建立了考虑系统运行风险约束的含风电场电力系统动态经济调度模型,将风电场出力视为具有不确定概率的随机变量,直观地给出系统运行的薄弱环节和潜在风险,为调度人员权衡燃料成本和运行风险提供理论参考。提出应用序列运算理论与遗传算法相结合的混合智能算法对模型进行求解,提高了模型的求解速度。含风电场的IEEE 30节点系统算例验证了提出调度模型的正确性以及求解算法的有效性。
9-15

基于点估计和Gram-Charlier展开的含风电电力系统概率潮流实用算法

摘要:概率潮流(probabilistic load flow,PLF)计算是评估风电并网影响的基础。风电功率具有随机性和波动性,其分布特征难以用常见的概率密度函数进行拟合,而且潮流计算的输出变量与输入变量之间是非线性关系。针对上述特点,提出一种基于点估计(point estimate method,PEM)和Gram-Charlier展开的概率潮流实用算法(PG算法),无需知道输入随机变量的概率密度函数,仅根据其样本数据,在有n个输入随机变量的情况下仅需计算2n+1次潮流便可估计出输出随机变量的期望、方差、累积分布等统计信息。对IEEE 16机系统的仿真结果表明:该方法精度高,计算量小。此外,本文提出的PG算法还可用于分析其他考虑不确定因素但其概率密度函数未知的电力系统问题。
16-22

考虑网络安全约束的实时风电消纳能力评估

摘要:风电的不确定性对电力系统的安全稳定运行构成挑战。电力网络具备引导风电在更大空间上进行消纳的潜力,其影响在系统实时运行中更为凸显。考虑节点电压与线路潮流约束,兼顾系统及节点消纳能力,分析了不同节点消纳能力的耦合关系;以辅助实时调度为出发点,提出了考虑网络安全约束的实时调度中风电消纳能力的评估方法。该方法将网络安全约束转化为节点出力约束,以当前运行点为起点,针对实时调度的具体时段,既评估了全系统消纳风电的能力,又着重分析了不同节点的消纳能力。以IEEE 39节点系统为例,分析验证了该方法的有效性。
23-29

考虑多风电场出力Copula相关关系的场景生成方法

摘要:合理刻画多风电场出力的随机变化规律,生成风电场未来出力场景,对电力系统应对风电随机变化问题具有重要意义。针对具有相关性的多个风电场出力场景难以生成的问题,提出一种基于连接(Copula)函数的场景生成方法,有效避免了构造多风电场出力联合概率分布这一难题,且所得的场景能较好地捕捉风电场间的相依规律,实现多风电场出力的场景模拟。为了分析场景的拟合精度及有效性,以美国德克萨斯州的实际风电场出力为样本进行了实证性研究,验证了所提方法的优越性。通过含多风电场的IEEE 30节点系统的最优潮流算例说明了合理刻画风电场出力场景对电力系统应对风电随机变化的重要作用。
30-36

直流微电网储能系统中带有母线电压跌落补偿功能的负荷功率动态分配方法

摘要:为了充分发挥直流微网中储能系统的作用,提出一种适用于直流分布式储能系统的基于储能单元剩余容量(stateof charge,SOC)的改进下垂控制方法。利用该方法可以实现负荷功率在不同储能单元之间的动态分配。该方法中设置传统下垂控制中的下垂系数和储能单元SOC的n次幂呈反比。通过改变SOC的幂指数n,可以实现对SOC及输出功率均衡速率的调整。由于该控制方法基于下垂控制实现,因此会带来直流母线电压跌落。该文引入二次控制方法,以提升母线电压至其额定取值。传统的二次控制针对固定系数的下垂控制进行母线电压跌落补偿,而在改进的下垂控制方法中,下垂系数根据SOC改变,以扰动的形式作用于二次控制系统。该文验证了二次控制对于改进下垂控制方法的适用性,建立了控制结构的整体模型,并根据该模型对控制系统的稳定性进行了验证。利用Matlab/Simulink进行了仿真验证,并搭建了基于dSPACE1103的2×2.2 kW样机平台,对所提出的控制结构进行了实验验证。
37-46

面向波动平滑、负荷跟踪和功率平衡的风电功率优化调控策略

摘要:立足不同的目标对风电功率进行适当调控,虽都有助于提高系统接纳风电的能力,但综合效果会因目标和策略的差异而有所不同。对此,提出以风电场集合为对象,以波动平滑、负荷跟踪和功率平衡为目的的3种优化调控策略,并进行比较分析。策略定义变化特性指标分别对风电场集合整体的功率波动性、负荷跟踪特性予以评估,对不符合要求的时段进行适度调控,并给出了消纳调控量的分配原则,以实现风电资源的充分利用;依据风电场间功率变化特性的差异程度,制定了在有关风电场间相对公平地分摊补偿调控成本的机制。算例表明,3种策略通过较少次数的调控或对系统调控资源的较少占用,可有效地平滑风电功率波动,提高风电跟踪负荷变化的能力或改善系统功率不平衡量,有助于提高并网风电场集合的运行效能。
47-55

基于SRSM和Nataf方法的含风电场群电力系统暂态稳定分析

摘要:为对风电场群接入电力系统进行暂态稳定分析,将随机响应面法(stochastic response surface method,SRSM)应用于计算系统的暂态稳定性。该方法将复杂非线性的电力系统视为黑箱,采用Nataf方法对风电场群建模,建立暂态稳定随机响应与相关性的风速输入之间的多项式关系,只需较少的仿真次数即可快速估计系统响应的概率统计信息,解决了如蒙特卡罗的传统随机性分析方法计算次数多、仿真时间长、占用内存大的问题。IEEE 10机39节点算例验证了Nataf与SRSM相结合的算法的有效性及可适用性。IEEE 50机145节点算例表明,具有相关性的风电场群风速对系统暂态输出有一定影响,因而影响系统的安全稳定运行。
56-62

计及大规模风电和柔性负荷的电力系统供需侧联合随机调度方法

摘要:随着风电规模日益扩大,其对电网的影响不容忽视。计及柔性负荷调峰,将柔性负荷成本作为有机牵制扩展到调度模型之中,提出了计及大规模风电和柔性负荷的电力系统供需侧联合随机调度方法。该方法构建了揭示电力系统运行风险的数学表达方式,综合度量了风电波动的可能性和严重性,计及柔性负荷的调峰特点,建立了计及大规模风电和柔性负荷的电力系统供需侧联合随机调度模型;利用帝国竞争算法对模型进行求解,算例仿真证明了所建模型的正确性,结果表明,所提出的调度方法可以有效协调电力系统的运行成本与风险,降低了系统的运行成本以及系统"弃风"的风险。
63-69

多级钒电池储能系统的功率优化分配及控制策略

摘要:为了更好利用储能系统平抑大容量风电场功率波动,提出采用多级全钒液流电池(vanadium redox flow battery,VRB)储能的功率优化分配控制策略。首先,在建立VRB等效电路基础上,采用交直流变换器级联多重双向直流变换器作为VRB储能系统接口,分别建立了以稳定直流母线电压为目标的DC/AC变换器矢量控制策略,以电池荷电状态为约束的VRB充放电切换的DC/DC变换器双闭环控制策略。其次,以每级电池组的荷电状态值作为吞吐功率的优选目标,以外部端电压作为电池安全充放电的约束条件,提出多级VRB组的功率优化分配策略。最后,以不同荷电状态(stateof charge,SOC)值下的2级VRB储能系统为例,对其在风速波动情况下的风电功率平抑效果以及各个储能单元充放电运行性能进行仿真,并与功率平均分配策略进行对比。结果表明,所提出的多级VRB储能系统功率优化分配和控制策略能很好的平滑风电功率波动,又能减少单台VRB组的充放电次数,并确保电池工作于安全运行区域。
70-77

高渗透率风电-储能孤立电网控制策略

摘要:在一些偏远或海岛地区,考虑到环境保护和燃料成本因素,需要利用可再生能源发电和储能系统形成孤立电网进行独立供电。针对高渗透率大规模风电接入的孤立电网,提出一种风电–储能系统孤立电网控制策略。该控制策略包含上层的广域功率平衡控制和下层的储能设备V/f控制,广域功率平衡控制根据超短期风电功率和负荷预测值以控制代价最小化为目标,确定下一控制周期内风电机组和负荷的最优投切量,并使电网功率波动位于储能设备功率和容量可调范围内;储能设备V/f控制实时检测电网电压和频率偏差生成有功和无功电流指令控制储能系统进行功率补偿。以广东汕头南澳岛为实例进行了具体说明,最后利用Matlab/Simulink软件对所提策略在孤立电网中控制的有效性进行了验证。
78-85
中国电机工程学报杂志行业信息

2013年中国电机工程学会年会征文启事

摘要:为了全面反映近年来我国在电力发展、新能源技术、电力行业生态文明建设等方面的科研成果,特别是清洁高效发电技术、发电和用户能源的高效利用、终端用户用电需求管理、智慧城市与配电系统应用方面的科研成果。中国电机工程学会年会拟定于2013年11月在四川省成都市召开主题为"电力发展与生态文明"的学术年会。
85-85
中国电机工程学报杂志电力系统运行与规划

多时间尺度的电池储能系统建模及分析应用

摘要:大容量电池储能技术的快速发展及应用为大规模风电的接入与消纳提供了新的解决思路与方法,但电池储能在电力系统应用中的建模问题一直没能得到较好的解决。建立基于戴维南等效电路的电池储能系统仿真模型,并在模型中计及电池荷电状态和充放电电流对模型参数的影响,同时提出基于实验数据拟合模型参数的方法。在此基础上,分析讨论该模型在电力系统不同应用场景中的主导因素,建立适用于多时间尺度的电池储能仿真模型,并通过实测电压电流曲线验证了模型的有效性。最后以平抑风电中长期波动性为例,通过计算机仿真采用戴维南等效电路简化模型的电池储能平抑风电输出波动的效果,并比较与采用常规恒功率模型时的优点及对储能容量规划的影响。
86-93

安全约束机组组合理论与应用的发展和展望

摘要:安全约束机组组合作为编制发电计划的核心环节,在国外电力市场中已经得到广泛的应用。随着中国电网全面推进精益化的调度管理和节能发电调度的实施,电网运行部门对安全经济运行的要求日益提高,安全约束机组组合的研究和应用也越来越受到重视。总结了安全约束机组组合的模式、数学模型和主要求解方法;在综述国内外最新研究动态和工业应用现状的基础上,展望了未来有待进一步研究的内容。希望本文的工作能够为推动中国发电计划领域的研究和应用提供重要参考。
94-103

基于外点罚函数法的实时低频切泵策略

摘要:为解决传统低频切泵策略简单将抽水蓄能机组当成负荷处理以及对电网频率不能实时跟踪控制带来的问题,将抽水蓄能切泵工况转换动态模型计入到电网频率动态过程中并对故障过程进行实时频率跟踪确定故障规模及频率的动态轨迹。通过最优频率轨迹思想建立切泵策略的目标函数并根据动作范围给出约束条件。引进外点罚函数法进行优化求解给出了抽水蓄能机组实时切泵策略。通过PSASP软件对某省电网进行仿真验证得出,所提实时切泵策略能有效且更好地达到控制效果。这为首次将抽水蓄能机组用于实时切泵策略提供了系统理论基础和现实的应用方案。
104-111

基于故障集分类的电力系统可靠性评估方法

摘要:针对现有电力系统可靠性评估方法计算效率低下的问题,提出了故障集分类的思想,以实现对系统状态的高效评估。该算法将系统故障状态分至排序故障集和抽样故障集择优处理,避免了抽样效率退化现象,同时对各重故障的抽样次数进行最优分配,有效地降低了抽样方差,加速收敛。应用该算法对IEEE-RTS79系统及修改后的高可靠性系统进行测试,结果表明,该方法与原始蒙特卡罗法和重要抽样方法相比,能够明显提高计算效率,对大型电力系统的可靠性评估具有实用价值。
112-121

基于数学形态学的微网电压补偿量检测方法

摘要:针对动态电压恢复器对电压跌落检测精度和实时性的要求,提出基于数学形态学的电压补偿量直接检测方法。电压跌落信号经dq0变换和形态滤波后,通过电压补偿量直接检测方法可直接得到电压跌落补偿量,且该方法可以弥补经形态学滤波运算和dq0反变换后得到的基波正序电压分量可能与标准电压存在的偏差,不需要将电压扰动分量一一检测出来,并且不必检测电压相位,方法简单,计算量小。同时针对形态滤波问题,提出形态学滤波器结构元素宽度选择的一般公式。
122-128

应用非线性等值原理解析计算电压稳定临界点

摘要:连续潮流法是电力系统静态稳定分析的重要方法。当负荷增加到接近电压稳定临界点时,常规潮流方程计算难以收敛。选择合适的步长与鞍结分岔点快速计算是提高连续潮流计算效率的重要研究内容。研究了电力系统非线性等值泰勒级数参变量的选择方法:负荷静态阻抗模、电流模与电压模3个参数能够唯一确定电力系统的运行状态,都适合于作为描述系统运行状态的参变量。选择负荷阻抗模作为参变量,应用复合函数求导的链式法则,将电力系统功率参变量置换成分散的负荷等值阻抗模参变量,建立了节点电压与负荷电流的泰勒级数非线性等值模型。应用电力系统非线性等值模型,能够较大范围直接计算负荷极限功率与电压稳定临界电压,加快了电压稳域边界的计算速度。提出负荷电流与电压相互补偿原理以及终值边界条件,提高了泰勒级数对非线性等值模型的拟合精度。仿真结果表明:电力系统非线性等值泰勒级数在电压稳定鞍结分岔点是收敛的,非线性等值方法也能够精确地预测连续潮流计算的步长。
129-136