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18期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志智能电网

基于电力电子变换的电能路由器研究现状与发展

摘要:随着可再生能源发电装置、储能设备及各种类型的电能负载的接入,传统的电力系统设备无法满足供电形式多样性和能量多向流动以及功率流的主动调控等要求,无法适应未来电力市场化的需要。基于电力电子变换技术构成的电能路由器,不但可为不同的新能源发电装置和不同类型负载提供灵活多样化的接口电气形式,还可实现能量的多向流动能力和对功率流的主动控制。与信息技术的融合使电能路由器拥有通讯和智能决策能力,可根据网络运行状态以及用户和控制中心的指令,实现对电力网络能量流的主动管理。文中首先将电能路由器和信息路由器对比,提出电能路由器的功能要求,并根据现有的电网结构,将电能路由器分类,分别阐释各类电能路由器的特点。然后介绍目前国内外在电能路由器领域的最新进展。进而从功率变换、信息技术两个角度分析电能路由器的技术要求,并给出实现电能路由器未来需要做的工作。最后,对电能路由器的发展进行了总结和展望。
4559-4570

狭义能源互联网优化控制框架及实现

摘要:为了更好地研究能源互联网的特性,文中在总结国内外关于能源互联网最新研究进展的基础上,将能源互联网的研究分为三类:全球能源互联网、广义能源互联网和狭义能源互联网,认为狭义能源互联网应包含电能和热能两个核心网络;在研究核心硬件设备(能源路由器、能源交换机和能源接口)的结构及其控制策略的基础上,提出基于这三种核心硬件设备的狭义能源互联网的三层结构,以此完成对当前能源互联网研究结构的优化;最后,完成一个校园狭义能源互联网搭设的试验,并实现相关的能源互联网软件系统,以此验证了能源互联网的部分特性。
4571-4580

基于大气动力模型的多风电场出力场景生成方法

摘要:具有时空相关性的多风电场未来出力的场景,在大规模风电接入下的日前、日内滚动经济调度问题中有着重要的应用。文章基于物理机理的解析模型提出一种生成多风电场未来时段出力场景的方法。该方法以大气运动方程和风速降尺度方程为基础,建立了描述风电场群高空大气与地表风运动关系的随机动态系统。结合地面实时量测风速信息,采用扩展卡尔曼滤波算法对系统状态进行估计,并对各风电场未来风速的联合概率分布进行预测。再利用蒙特卡洛仿真、风电功率曲线和场景约简技术生成具有时空相关性的各风电场未来时段的出力场景。算例中以美国密苏里州四个风电场为例进行仿真测试,并将该方法与高斯连接函数法进行对比和评价,验证了所提方法的有效性。
4581-4590

导前微分控制在风电水电协同运行中的应用

摘要:风电的随机性导致大规模风电的接纳成为当前电力系统面临的重要问题。考虑到风电和水电的互补性,提出用水电厂来平抑由于风速的波动性和间歇性导致的风电场输出功率波动,通过控制水轮机实现风水协同运行的控制,使水电厂和风电场向电力系统提供的有功功率按调度计划输出。针对水轮机的特点,提出导前微分控制方案。仿真结果表明,在PID控制基础上并联导前微分控制比常规PID控制方案具有更好的控制效果。风电与水电的协同运行可平抑风电输出功率的波动性,减少对电网的冲击,有利于电网的长期稳定运行。
4591-4597
中国电机工程学报杂志大电网规划与运行

基于电压稳定在线监测指标的预防控制方法

摘要:为实现在线预决策和实时匹配的电力系统预防控制策略,稳定水平分析的实时性与控制措施集的选取速度尤为关键。该文以非线性等值分析方法定义的阻抗模裕度指标为系统电压稳定裕度评估指标,建立了阻抗模裕度指标与各类控制参数的灵敏度关系。在此基础上,通过预选故障和参与控制集等策略,提出一种新的基于序列线性规划的预防控制方法。该方法避免了求解基于连续潮流法的潮流极限点和潮流雅克比矩阵零特征值的左特征向量,加快了电压稳定安全裕度和控制灵敏度的分析速度,提高了方法自适应系统运行状态变化的能力。为了克服阻抗模裕度指标在稳定域上的线性性差问题,采用了快速预测方法求出负荷裕度值,作为控制决策模型中的辅助安全约束条件,保证了预防控制效果的可靠性。最后,该文提出方法在中国南部某省级2273节点实际电网中进行了测试,验证其可行性和有效性。
4598-4606

计及发电机动态的多端口网络等值及中长期电压稳定监视

摘要:在中长期电压稳定过程中,发电机可能会由于无功短缺导致过励磁限制器(over-excitation limiter,OXL)启动,使得将发电机保持为PV节点的这一传统做法面临一定问题。该文对常规多端口网络等值方法进行了改进,将可描述OXL 作用下的发电机模型应用到多端口网络中,给出了发电机OXL启动的在线判定方法,使得改进后的多端口等值网络能够有效计及发电机OXL的动态变化。进一步,基于计及发电机动态的多端口等值网络,推导出可辨识负荷功率最大值点的电压稳定性指标。仿真结果表明,该文方法对即将发生的中长期电压崩溃能起到有效的预警作用。
4607-4615

无功优化不可行问题的薄弱节点辨识方法

摘要:提出一种无功优化不可行问题的薄弱环节辨识方法。根据不可行问题的物理特征提出了薄弱的无功补偿节点和薄弱的负荷节点两个基本概念。针对薄弱的无功补偿节点、薄弱的负荷节点、或者两种薄弱节点共存的3种状况,提出了薄弱节点类型的辨识方案和薄弱节点的辨识方法。对前者,该文采用无功优化的同伦内点法。对后者,该文首先根据薄弱节点类型建立了3种优化辨识模型。其中,目标函数包括薄弱节点的个数最少、虚拟无功增量最少或者电压越限量最少,约束条件除传统无功优化模型约束外,增加了无功补偿点的虚拟无功增量约束以及节点电压幅值的松弛约束。模型的求解采用结合初始种群定制策略的免疫遗传算法,并通过63节点厂站模拟系统的仿真分析,验证了所提方法的有效性。
4616-4624

基于频域子空间辨识和集结理论的广域阻尼控制安装地点与控制信号选取

摘要:广域阻尼控制是抑制大电网低频振荡的重要手段,决定广域阻尼控制效果的关键是控制地点和广域控制信号的选择。为实现大型互联电网广域控制地点和控制信号的有效、合理选择,提出一种基于频域子空间辨识和集结理论的大电网广域控制安装地点与控制信号选取新方法。首先,将系统的可控可观性进行量化,以实现不同类型输入输出变量的可观性和可控性的量化分析;然后,使用集结理论得到便于测量的控制器可观可控综合指标,用降阶集结模型代替原系统进行广域控制安装地点与控制信号选取,基于集结模型的方法能够方便进行实测,更利于在大型电力系统中应用;最后,提出基于频域子空间辨识的大电网广域控制安装地点与控制信号选取方法,该方法应用频域子空间辨识理论完成量化指标的测量与计算,整个过程便于工程实现。通过实际电网的实例验证了该文方法的有效性及在实际电网中应用的可行性。实例分析表明,所提方法更加有利于工程实现,可应用于实际大型互联电网的广域控制器设计中。
4625-4634

梯级水电站群中长期优化调度的正交离散微分动态规划方法

摘要:我国特大流域梯级水电站群正在形成,这些梯级水电站群普遍具有装机规模大、级数众多的特点。随着巨型梯级水电站的集中投产,其优化调度计算规模不断增加,维数灾问题日益凸显。在分析离散微分动态规划(discrete differential dynamic programming,DDDP)算法的基础上,提出了正交试验设计和 DDDP 相结合的正交离散微分动态规划方法(orthogonal discrete differential dynamic programming,ODDDP)。该方法以DDDP为基础,采用正交试验设计选取具有“均衡分散,整齐可比”性质的部分状态组合,以减少方法所需存储量与计算量,进而提高计算的规模和效率。乌江干流梯级水电站群仿真调度结果表明, ODDDP在大幅缩短计算耗时的同时可获得与DDDP相近的优化结果,系统求解效率和计算规模显著提高。
4635-4644
中国电机工程学报杂志智能配用电

考虑电动汽车能量管理的微网储能容量优化

摘要:基于电动汽车(electric vehicles,EVs)移动负载和储能特性,提出含EV的微网储能容量工程化配置方法和EV运行管理模式,并将风险价值(value at risk,VaR)理论引入微网储能容量风险评估。联网时利用电价引导机制,制定EV无序充电、有序充电和有序充放电三种区域化能量管理模式;最小化一日内微网综合成本,求解微网最优储能容量,并分析交互功率波动惩罚系数、波动率对储能容量选择的影响。运用 VaR 理论,分析不同能量管理模式下孤岛时的微网运行时间风险,验证储能容量优化的有效性。仿真结果表明,与EV无序充电模式相比,EV有序充电和有序充放电模式可以有效减少微网储能容量配置,降低微网综合成本,减小交互功率波动;与无 EV 参与孤岛的工况相比,激励EV放电可显著延长孤岛运行时间,降低自治风险。
4663-4673

考虑电动汽车充电策略的配网重构二阶锥规划模型

摘要:大规模电动汽车充电负荷无序接入配电网将影响配电网经济运行,该文从配网重构和电动汽车充电策略两方面采取措施。建立基于混合整数二阶锥规划的交流潮流配电网重构模型,为了生成辐射网络,提出基于潮流方程的网络连通性条件,将其与辐射结构的必要条件结合,得到辐射结构配电网的充要约束条件。基于美国家庭交通问卷调查数据提取出电动汽车无序充电负荷,针对充电负荷对原负荷曲线的影响,提出“延时”与“错峰”两种充电策略,并将其转化成约束条件,在配电网重构模型中同时优化延时时长。对IEEE 33节点配电网系统进行仿真,分析了充电汽车对配网重构的影响。
4674-4681
中国电机工程学报杂志发电

间接空冷塔部分冷却扇段关闭热力特性的数值研究

摘要:以某600MW机组大型间接空冷塔为对象,分别建立了塔内循环水流量分配模型与空冷塔数值计算模型,针对冷却扇段全部投运、侧面扇段关闭和迎风扇段关闭这3种模式下,侧风对空冷塔热力性能的影响进行了数值模拟。结果表明,在小风速下,关闭侧面或迎风扇段后,其他扇段散热量较扇段全部投运时增加,而扇段内循环水温降有所下降。在大风速下,受塔内外复杂流场及扇段间相互作用的影响,扇段热力性能的变化不尽相同。综合空冷塔冷却效率和防冻需求,为机组经济安全运行提供了参考。
4682-4689

污泥/煤混烧灰的结渣特性及矿物质转变规律

摘要:利用沉降炉实验系统对沈阳市北部污水处理厂污水污泥和铁法烟煤配制成污泥掺混比例为20%的混合燃料,在815-1200℃下开展炉内结渣特性实验,观察炉内石英挂件的结渣情况,利用扫描电子显微镜(SEM)和 X-射线衍射仪(XRD)分析混烧灰的表面微观形态及灰渣中矿物质组成。结果表明,泥/煤掺烧比例为20%,炉内温度达到1100℃时,会引起轻微结渣,达到1200℃时,会引起严重结渣。低温灰中的矿物以石英、长石类矿物和磷酸盐矿物为主,灰中长石类矿物和磷酸盐矿物在1000-1200℃发生转变形成熔融相,转移至玻璃相无定形物中,促进了颗粒间的烧结。
4697-4702

高热流密度下Al-Si合金太阳能储能锅炉接收器的集热效率实验研究

摘要:为了获得集热效率数据来参考设计Al-Si合金太阳能储能锅炉,基于多碟式聚光器,设计加工了Al-Si合金太阳能储能锅炉的接收器及其集热效率实验系统,对接收器在高太阳能热流密度下的集热效率进行了实验研究,实测试接收器的静态平均有效集热效率和准稳态(非稳态)瞬时效率,实验结果表明:在太阳直射辐照度0~600 W/m2之间时,接收器平均有效集热效率为44.22%;并用最小二乘法回归整理出接收器的准稳态(非稳态)瞬时效率方程式。
4703-4708

转子动力吸振器在线抑制多跨转子过临界振动的实验研究

摘要:为解决多跨转子系统通过临界转速时振动过大的问题,搭建双跨和三跨转子实验台,设计了新型转子动力吸振器,在轴上安装转子动力吸振器,模拟转子试车过程。通过基于转速的开关控制,在线控制转子动力吸振器中电磁铁的吸合状态,使其固有频率在2个频率之间切换,其中1个频率高于转子工作转速对应的频率,另1个频率与转子临界转速对应频率一致。对双跨转子和三跨转子轴系进行了带有开关控制的转子动力吸振器振动控制研究。结果表明,转子动力吸振器不仅能够在线抑制双跨转子和三跨转子轴系通过临界转速时的剧烈振动,还能避免使用传统动力吸振器给转子轴系带来2个新的共振峰的弊端,使转子系统在全转速范围内都能保持较低振动水平。
4715-4724
中国电机工程学报杂志电力电子与电力传动

LCL、LLCL和LLCCL滤波器无源阻尼分析

摘要:在新能源分布式并网发电系统中,通常采用无源低通滤波器对脉宽调制逆变器产生的高频谐波进行有效衰减,而其滤波特性好坏直接决定着系统性能和成本体积。在分析现有L型、LCL型和LLCL型滤波器拓扑结构和滤波特性基础上,提出了一种新的LLCCL型并网接口滤波器。为抑制滤波器谐振尖峰以保证系统稳定运行,采用 Rd 阻尼法和Rd-Cd阻尼法对LCL型、LLCL型和LLCCL型滤波器进行无源阻尼,并对不同阻尼方法应用到不同滤波器拓扑时的谐振尖峰阻尼效果和高频谐波衰减效果进行了深入分析与对比研究。仿真和实验结果均验证了所提新型滤波器结构及无源阻尼技术的正确性和有效性。
4725-4735

考虑阻性有源滤波器等效输出阻抗的背景谐波抑制方案优化

摘要:在研究阻性有源滤波器(resistive active power filter, R-APF)背景谐波抑制时,发现实际谐波抑制效果弱于理论分析,其原因在于传统 R-APF 谐波抑制方案,没有考虑R-APF 等效输出阻抗对抑制系统背景谐波的影响。为此,提出两种谐波抑制优化方案:考虑 R-APF 等效输出阻抗的影响,重新整定 R-APF 的虚拟导纳;选择多重比例谐振控制器增强特定谐波频率处 R-APF 等效输出阻抗,减弱其对谐波抑制效果的影响。通过仿真和实验验证,所提方案都能更有效的抑制系统背景谐波。
4736-4743

不平衡电网下无锁相环三相并网逆变器控制策略

摘要:在并网发电系统中,快速准确的相位同步检测是有效控制的前提条件。该文分析了不平衡电压对常规锁相环下三相逆变器的影响。当电网电压存在不平衡时,电压的检测和锁相角计算过程中会产生误差,从而影响逆变器控制精度。因此,提出两种并网逆变器的无锁相环控制策略:直接功率和直接电流控制,并且建立数学模型验证其可行性。这两种控制策略分别在dq坐标系和αβ坐标系下进行电网电压的正序分量分离。将无锁相环控制与常规有锁相环控制在电压不平衡时进行对比,同时在两种无锁相环控制策略之间进行总结与对比。仿真和实验结果表明,与锁相环相比,无锁相环控制策略能够快速精确地从不平衡的电网电压中分离出正序分量,在动态响应上直接电流控制策略更胜一筹。
4744-4752