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 2015年第07期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志大电网规划与运行

考虑电流幅值量测的变电站零阻抗网络拓扑可观测性分析

摘要:网络可观测性分析是电力系统状态估计的重要组成部分。针对变电站零阻抗网络的特点,提出一种面向零阻抗网络的拓扑可观测性方法,并考虑由于引入电流幅值量测而导致的多解问题。根据基尔霍夫电流定律,给出确定开关支路具有唯一潮流解的实用化判定规则。同时对可观测性分析方法的步骤进行详细设计,并通过算例展示其实现过程,验证该方法在完成可观测性分析的同时对量测部署问题具有指导意义。
1549-1556

一种基于电力系统在线平台的广域阻尼协调控制方法

摘要:实现广域阻尼控制与就地阻尼控制间的协调控制可以更为有效地抑制大型互联电网的低频振荡,具有重要理论意义和工程应用价值。为实现二者的协调控制,该文提出一种基于电力系统仿真平台的广域阻尼协调控制方法。首先,针对大电网广域协调阻尼控制问题,从多变量系统频域角度建立广域协调阻尼控制研究结构,进而借助于小增益理论研究广域控制与就地控制的影响关系,以及多广域控制间的影响关系;然后,提出广域控制器间的柔性协调因子指标,该指标能够量化广域控制与就地控制协调运行能力以及多广域控制间的协调运行能力,并提出基于电力系统实时仿真平台的柔性协调因子指标实时计算方法,以利于文章协调控制方法在实际电网中的应用。在上述研究基础上提出基于柔性协调因子的广域协调阻尼控制流程,借助电力系统实时仿真平台,实时计算系统中广域控制与就地控制间的协调运行情况,及多台广域控制间的协调运行情况,并根据电网的运行方式变化实时形成控制策略,从而实现系统的广域协调阻尼控制。通过实际电网实例验证了提出方法的有效性及在实际电网中应用的可行性。
1557-1566

复杂网络社区结构及其在电网分析中的应用研究综述

摘要:社区结构是许多真实复杂网络所普遍具有的一个结构特征,它的存在有着广泛而重要的实际意义。近年来,社区结构研究在生物学、社会学和计算机科学等多个领域取得了丰硕成果,已有学者将部分研究成果应用于电网分析当中,且取得了一些的积极结论。该文在概述社区结构研究在社区发现、社区演化及社区结构与网络动力学行为关系研究进展的基础上,重点分析了社区结构研究在电网结构辨识,电网分区及电网动力学行为分析及其控制中的应用;最后,结合现代电网发展需要与研究总结,展望了社区结构研究在未来电网分析中的研究方向与潜在应用价值。
1567-1577

基于改进蚁群算法的客运专线电力负荷建模与参数辨识

摘要:电力牵引负荷建模是铁路电气化领域的一项基础工作,也极具有挑战性。根据电气化铁路牵引负荷的概率分布特征,提出利用供电范围内受流的电力机车数量、单车有功功率及空载损耗等决定性因素联合描述牵引负荷的基本思路,并给出通用函数式。然后,基于上述建模理论并针对客运专线的运行特点,提出采用2个服从正态分布的随机变量表征受流列车数量及单车有功功率,从而构建牵引负荷概率模型的具体方法。同时介绍了采用改进的连续域蚁群算法实现客运专线牵引负荷模型的参数辨识的具体步骤,包括目标函数和相关算子的设计等。实例求解和仿真结果表明所提负荷模型具有较高的准确性和良好的易用性。
1578-1585

含风电的电力系统月度机组组合和检修计划联合优化调度

摘要:恰当考虑风电出力的随机性和相关性,进行含风电的电力系统月度机组组合和检修计划联合调度,对于提高风电的接纳能力和系统中期运行的可靠性和经济性都具有重要的意义。根据风速历史数据统计得到风电出力的月度概率分布,构建基于机会约束规划的月度机组组合和检修计划联合调度随机模型,并给出随机模型的确定化转换方法。为实现机组发电调度和检修计划的联合优化,模型中引入了检修费用及检修相关约束,并针对机组组合和检修计划之间的耦合关系,设置相关时段索引变量,建立相互之间的关联矩阵。利用混合整数线性规划法对模型进行求解。通过118节点系统的仿真计算,验证所提模型的合理性和方法的有效性。
1586-1595
中国电机工程学报杂志可再生能源并网技术

一种基于储能技术的风电场虚拟惯量补偿策略

摘要:变速恒频风电机组转子动能被变频器与电网"隔离",使得其对电网贡献的惯量几乎为零。随着风电渗透率不断提高,电网的频率稳定性问题也随之加大。因此各国风电并网导则均明确要求风电场需具有参与系统频率调整的能力。由于风电场内部机组数量庞大,机组间运行工况不一致,风电场层面的控制仍具有很大难度。为此文中定义风电–储能系统的虚拟惯量,研究储能装置协助风电场进行惯量补偿的容量要求,并基于模糊逻辑控制提出一种利用储能装置补偿风电场惯量的控制策略。仿真研究表明:所提虚拟惯量补偿策略能够有效补偿风电场虚拟惯量、协调风电–储能系统和常规电网之间的能量交换,使风电场迅速响应系统的频率变化,从而有效地提高大规模风电场接入系统的频率稳定性。
1596-1605

考虑风速有界性的概率潮流点估计方法

摘要:基于点估计方法提出一种考虑风速有界性的概率潮流方法。风速具有有界性,而点估计方法本身可能产生超出边界的采样值,导致概率潮流无法准确计算或根本无法计算。在点估计方法中引入一般变换与幂变换相互配合的方法,保证按点估计采样的风速计算值满足边界要求,进而确保概率潮流计算能够在正确的物理意义下进行。以多个实际风电场的历史风速数据作为输入数据,对IEEE 14节点系统进行仿真分析,验证了该文方法的正确性和有效性。
1606-1612

双馈风电场抑制系统次同步振荡分析及控制策略

摘要:为挖掘大容量风电场参与系统次同步振荡的抑制能力,提出双馈风电场抑制系统次同步振荡的机理研究及其附加阻尼控制策略对比分析。首先,建立汽轮发电机轴系多质量块的数学模型,引入风场输出功率与汽轮发电机转速之间的传递函数,推导了双馈风电场有功功率和无功功率调节对系统阻尼系数的表达式,并分析提供正阻尼的范围。其次,基于汽轮发电机转速信号以及系统正阻尼条件,对比例积分微分相位补偿控制环节及其参数进行优化,分别研究基于双馈风电场有功功率或无功功率环的附加阻尼优化控制策略。最后,以含双馈风电场的IEEE第一标准测试系统为例,对基于有功功率和无功功率附加阻尼优化控制策略的次同步振荡效果进行比较。理论分析和时域仿真结果表明,推导的基于风电场有功功率和无功功率的阻尼系数表达式可有效分析双馈风电场对系统次同步振荡的作用机理,且基于风电场的有功功率或无功功率附加阻尼优化控制策略都能在全次同步频段内提供有效正阻尼。
1613-1620
中国电机工程学报杂志输变电技术

三种MMC-HVDC直流故障处理方法下电力系统暂态稳定性分析

摘要:首先介绍在远距离大容量输电场合,3种基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)拓扑及其处理直流故障的方法:基于半桥子模块(half bridge sub-module,HBSM)的HMMC-HVDC跳换流站交流侧断路器,基于箝位双子模块(clamp double sub-module,CDSM)的CMMCHVDC通过换流器控制实现直流侧故障自清除,以及基于电网换相换流器(line commutated converter,LCC)和MMC的混合拓扑在MMC直流出口处加装大功率二极管(LCC-D-MMC-HVDC)。然后,在由MMC-HVDC和交流线路构成的交直流并列简化系统中,基于等面积法则,对上述3种直流故障处理方法的暂态过程进行理论分析,并提出评价指标。最后通过仿真验证了分析结果。
1621-1627

MMC-UPFC接地设计及其站内故障特性分析

摘要:统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)是一种能够独立、快速、精确、连续控制系统电压和潮流的第3代FACTS装置,基于模块化多电平(modular multi-level converter,MMC)的UPFC(简称MMC-UPFC),更加适合高压大容量的输电领域。根据MMC-UPFC的功能需求,参考MMC-HVDC接地方式,提出3种可行的MMC-UPFC接地方案,分别为联接变压器阀侧绕组星接接地、交流侧大电抗接地和交流侧接地接地变压器接地,并探讨3种接地方式下联接变压器的绕组形式和接地阻抗。然后结合仿真,在3种接地方式下分别对站内交流母线单相金属性接地和直流单极接地的故障特性分析,得出接地阻抗和阀内外部电气量的关系。结合故障性能和国内技术能力对3种接地方式进行比较,得出联接变压器阀侧绕组星接接地是MMC-UPFC较优的接地方案,并提出改进建议。
1628-1636

高压直流输电系统中模块化多电平换流器的重复预测控制

摘要:模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)是高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)系统中最具潜力的拓扑结构之一。针对MMC中存在的直流侧电容电压平衡及桥臂间的环流问题,提出了一种基于重复控制原理的模型预测控制策略,通过求解一个最优化问题,得到每个MMC单元中最佳的开关状态,来抑制循环电流,并实现MMC单元的电容电压平衡。最后,在Matlab/Simulink中对五电平背靠背MMC-HVDC的重复预测控制进行性能评估。仿真结果表明,基于重复预测控制策略的MMC-HVDC系统运行更理想,实现过程容易且简单。
1637-1643
中国电机工程学报杂志智能配用电技术

基于静止同步补偿器的主动配电网分区电压控制

摘要:主动配电网(active distribution network,ADN)中分布式电源(distributed generation,DG)的规模化接入与应用使得电压控制面临更加严峻的挑战。针对ADN提出一种基于电压控制设备响应速度的分层、分阶段电压协调控制框架,重点研究分区电压控制层中静止同步补偿器(distributed static synchronous compensator,DSTATCOM)和DG协调配合的两阶段分区电压控制策略(two-stage zonal-voltage control,TSZVC):在第1阶段,DSTATCOM采取考虑区内相邻线路潮流的电压控制策略,DG不参与电压控制;在第2阶段,DSTATCOM和DG进行平滑无功转移,确保DSTATCOM维持一定的无功容量可再次投入电压补偿。Simulink仿真表明,TSZVC综合优化了ADN中区域各公共连接点的电压水平,有效避免了传统配电网电压控制缺乏管理引起的调压设备和调压控制策略相互干扰影响的问题。
1644-1656

考虑间歇性电源与负荷不确定性情况下基于多场景技术的主动配电系统两步优化调度

摘要:针对主动配电系统(active distribution system,ADS)中间歇性电源和负荷的不确定性问题,基于多场景技术提出一种两步优化调度模型。首先分析了ADS中各单元的概率模型,其次采用拉丁超立方抽样及样本缩减技术得到各单元的样本,进而构建了研究场景。在此基础上兼顾供电公司利益、污染物排放等目标,引入可中断负荷等相关约束,提出一种包含日前调度和实时调度的主动配电系统两步优化调度模型,并分别利用基于动态交换和密度距离的混沌粒子群算法和二进制粒子群算法求解日前调度和实时调度模型,算例结果表明所提模型和算法的有效性和正确性。
1657-1665
中国电机工程学报杂志发电

负载型K2CO3/Al2O3吸收剂鼓泡床吸收CO2特性及数值模拟

摘要:利用负载型K2CO3/Al2O3吸收剂吸收燃煤电厂烟气中的CO2是一种较好的CO2减排方法。在小型鼓泡床试验台上对K2CO3/Al2O3吸收剂吸收CO2的特性进行了研究。结果表明,K2CO3/Al2O3吸收剂具有良好的CO2吸收性能,吸收剂转化率超过70%,在反应开始3min内CO2的脱除率达到了100%。基于K-L鼓泡床两相模型建立了负载型K2CO3/Al2O3吸收剂鼓泡床吸收CO2的数学模型,化学反应源项采用了颗粒缩核模型。CO2脱除率和K2CO3/Al2O3吸收剂转化率的模拟值与试验值较吻合,同时模型给出反应气体在气泡相和乳化相中的浓度分布,揭示了反应器某些细节特征。利用所建立的模型对试验系统进行了分析计算,结果表明,增加CO2浓度不利于提高CO2脱除率。增加流化数,气泡速度和直径均迅速增大,CO2脱除率迅速降低。增加床料量有利于提高CO2脱除率。模型的预测结果具备一定的合理性和准确性,为开展相应的试验研究和系统设计提供了基础数据。
1674-1680

600MW墙式对冲锅炉低氮燃烧技术改造的数值模拟

摘要:采用三维全尺寸稳态数值模拟方法对某电厂600MW超临界墙式对冲锅炉低氮燃烧技术改造进行了分析研究。为了使全炉模拟中入口边界设定更接近于实际的运行工况,先进行单只燃烧器的数值计算,并通过用户自定义函数程序实现燃烧器出口真实的风粉空间分布形态边界条件与炉膛入口边界条件的无差对接,以提高炉内数值计算的精准度。与以往的模型相比,将计算控制区域扩展到包括水平烟道和尾部竖井在内的整个流动传热区域。结果表明:基准工况下,氧浓度在每层主燃烧器的中心横截面达到峰值,炉内烟气流经每层主燃烧器后NO浓度均急剧增加;改造工况下,由于环形回流区与中心回流区的共同作用,每层主燃烧器中心横截面的氧浓度处于一个波动周期内的较低水平,而还原性的CO恰位于峰值附近,因此流经每级主燃烧器区域的烟气NO浓度呈现逐渐降低趋势。此外,研究表明合理的低氮燃烧技术改造方案不会对炉内各受热面的换热产生不良影响。
1689-1696

基于扩张状态观测器的汽轮机功频电液串级控制

摘要:现代电网对火电机组参与调峰调频提出了日益严格的要求。在"炉跟机"协调方案下,汽轮机调节系统的快速性使其能很好地满足电网负荷调度的要求,但同时可能会造成进汽调门反复调节。文中通过探究传统控制方案的缺陷,提出一种基于扩张状态观测器(extended state observer,ESO)的新型汽轮机功频电液串级控制策略,将原串级PI方案修正为串级比例控制,以ESO实时估计各种扰动并作为新的一级加以主动补偿。频域分析表明本方案能够有效克服传统设计中快速性和稳定性的矛盾。动态仿真结果表明,该方案能够以较小控制代价满足电网调峰调频的要求,控制量波动范围显著减小,且具有更强的抗扰能力和鲁棒性。
1697-1703

风力发电机组多领域耦合模型及动态响应分析

摘要:并网风力发电机组承受风波动及电网扰动外部激励,同时传动链轴系结构的扭振特性及控制器的动态响应向机组增加了内部激励。在内外部激励作用下,机组各部件相互影响,形成耦合。这种多耦合作用影响着机组动态负载。该文以FAST及Matlab/Simulink为平台,建立了复杂的多耦合模型并研究了含有多自由度传动链的机组在湍流风及电网扰动下的动态负载特性。通过瞬态分析及频率分析揭示了机组间更多细节的相互耦合影响,表明耦合模型对控制研究、动态特性研究的必要性。根据机组的动态响应,传动链有低通滤波作用;根据刚度值对转矩的影响,可以通过改变刚度避免共振并减小机组瞬态载荷。
1704-1712
中国电机工程学报杂志电力电子与电力传动

抑制模块化多电平变流器谐振的子模块电容参数设计方法

摘要:子模块作为模块化多电平变流器的重要组成部分,其电容参数的准确设计对于变流器安全稳定运行起到了极为关键的作用。该文根据模块化多电平变流器稳态工作条件下系统内部电气变量的约束关系,详细推导了桥臂电流与系统传输能量、系统运行状态之间的关系,通过桥臂电流进一步得出了流过子模块电容的电流表达式。考虑子模块电容最高工作电压限制及避免系统谐振,给出了电容容值、最高运行电压这两个重要参数的设计原则与计算方法。基于MATLAB/Simulink的仿真结果证明了所提设计方法的合理性与可行性。
1713-1722