基于多支持向量机综合的电力系统暂态稳定评估
摘要：目前，利用数据挖掘方法进行电力系统暂态稳定评估的研究，对结果中不稳定样本被误判为稳定样本的情况重视不足，不符合电网运行对安全性的要求。针对该问题，文中提出了安全域概念下基于多支持向量机综合的电力系统暂态稳定评估方法。该方法首先利用网格法对支持向量机进行参数寻优，然后选取分类准确率高的若干组支持向量机参数，在这些参数下训练支持向量机，最后对训练得到的支持向量机进行综合，实现电力系统暂态稳定评估。对仿真系统的分析表明，文中提出的方法能够充分利用不同参数的支持向量机提供的有用信息，大量减少“误判稳定”样本的个数，可以对应用数据挖掘理论进行电力系统暂态稳定评估的实际应用提供有益的参考。计及输电元件热惯性效应的安全约束最优潮流
摘要：在计及校正的安全约束最优潮流模型中，通常假设校正控制在设定时间内完成，由于未直接体现允许校正控制时间的热惯性本质，难以保证设定时间的有效性，可能导致校正控制失败而引发连锁故障。对此，该文结合输电元件热平衡方程建立故障后（保护正确动作切除故障后）输电元件载流突变引发热惯性过程的数学描述，并在此基础上引入故障后输电元件在设定时间内的温升约束，构建计及输电元件热惯性效应的安全约束最优潮流模型。结合动态热定值技术，该模型能够在实现正常运行点与校正控制措施联动决策的同时保证校正控制时间设定值的有效性，对避免连锁故障，保障电网安全运行具有重要意义，最后通过算例分析验证了所提出模型的有效性。高密度分布式光伏接入下电压越限问题的分析与对策
摘要：该文以实际高密度分布式屋顶光伏园区配电系统为研究对象，通过实测得到不同天气状况下的太阳辐照度变化曲线。利用OpenDSS软件比较分析不同渗透率分布式光伏接入对该配电系统电压的影响，尤其是对电压幅值的影响，得到在满足电压限制条件下最大光伏接入容量。在此基础上，提出解决高渗透率分布式光伏发电接入所引起电压越限的措施和方案，即利用光伏逆变器实现的自动电压与功率因数控制方式改善电压越限情况。仿真分析结果表明，该控制方式能够较好地解决高渗透率光伏接入下的电压越限问题。扩张状态观测器在双馈风机虚拟惯量控制转速恢复中的应用
摘要：双馈风机虚拟惯量控制通过在系统频率变化时利用附加功率控制释放一定的旋转动能或吸收一定的电能，从而为系统提供等效惯量。但风机在采用虚拟惯量控制后其转速会偏离最优转速，需要施加转速恢复控制。现有的基于比例（P）或比例积分（PI）控制器的转速恢复方法存在参数难以调节、恢复速度慢、容易引起频率的二次跌落等问题，因此需要有合适的控制策略使其恢复最优转速。该文提出了基于扩张状态观测器的双馈风机转速恢复策略，通过扩张观测器较为准确地动态估计风电机组捕获和输出的机械功率，进而通过设计加速功率曲线在避免二次频率跌落的前提下，提升转速恢复速度。动模实验验证了该方法的有效性。一种基于功率闭环的动态多峰值最大功率点跟踪算法研究与测试
摘要：关于多峰值最大功率点跟踪（maximum power point tracking, MPPT）算法的研究例如粒子群MPPT算法和全局扫描法以及其改进算法，往往只关注其静态搜索能力和辐照度突变情况下的扫描过程。但外界环境改变造成的特性曲线持续变化过程中的动态性能研究有些欠缺。为了提升多峰值MPPT算法的动态性能，文中提出一种基于功率闭环法的改进动态多峰值MPPT算法。该算法结合三点法和粒子群算法，快速搜索出全局最大功率点，动态响应能力好，具有较好的实际应用价值。通过实验室和实际电站测试验证了该算法的正确性和有效性。基于S变换的HVDC输电线路纵联保护方法
摘要：传统的直流输电线路行波保护易受故障电阻的影响，作为后备保护的纵联差动保护动作速度慢，而且需两端数据同步，对此提出一种基于S变换的高压直流线路纵联保护新方法。理论分析表明，当故障发生在保护安装处的正方向时，保护检测到的电压和电流突变量的极性相反，而反方向故障时，二者的极性相同。根据此特征，提出利用S变换相角差的方法来识别两者的极性，进而判断故障的方向。此外，对于双极输电系统的单极接地故障类型，可根据两极电压突变量的S变换零频暂态能量和的比值差异实现故障选极。仿真结果表明，所提方法在各种故障情况下都能够有效地识别区内外故障、故障极以及雷击干扰，灵敏度高，可靠性强。局部放电大数据的并行PRPD分析与模式识别
摘要：随着在线监测的推广应用，输变电设备监测中心己在国内许多电网相继建立，在极端条件下很多电力设备的局部放电（partial discharge，PD）越限数据会蜂拥而至，其快速处理最具挑战性。针对传统局部放电相位分析（phase resolved partial discharge, PRPD）方法处理大数据时的效率低下问题，该文提出了基于MapReduce编程模型的并行化PRPD分析算法（P-PRPD），实现了海量PD信号的并行基本参数提取、统计特征计算与放电类型识别。在实验室中构造了4种放电模型并采集了大量PD信号，对所提算法在拥有6台计算节点的Hadoop平台上进行了详细的性能评估和实验分析。实验和分析结果表明，该算法在处理海量PD信号时较传统方法具有显著的效率提升，模式识别总准确率达到90％，满足工程应用需求。含电压源换流器的交直流混合电网潮流统一表达与可行解求取
摘要：通常计算含电压源换流器（voltage source cognverter,VSC）的并联型直流电网与交流电网共同组成的交直流混合电力系统的潮流，按照VSC换流站的控制方式列写对应的电网潮流方程，将有多种表达形式，不便于控制方式切换时潮流的统一求解。该文建立任意控制方式下VSC换流站交、直流两侧变量关系的3个统一表达式，控制方式切换仅改变表达式中的某些系数值，使得混合电网的统一潮涌表达模型不变，仅其对应的雅克比元素值改变。提出了基于牛拉法的潮流求解算法，发生电源、负荷方式变化后，首先通过调度计划切换换流站控制方式自动获得可行解。若切换后仍无可行解，则采用约束潮流方法修正指令值，最终自动求取可行解。在交直流混合电网进行诸如N-1安全校验潮流计算、连续潮流计算需要控制方式切换时，该文表达和方法将大大提升计算效率。以含7端VSC直流电网的交直流混合电网为算例，验证了表达与求解的高效性和有效性。复杂电能质量关联扰动模式的可拓挖掘方法
摘要：在复杂电网环境下，监测系统检测到的多个电能质量扰动事件可能在因果时空等方面具有关联性。为全面深入解释扰动事件和扰动过程的内在关系，获得更全面的电能质量诊断信息，提出复杂电能质量扰动模式的概念，建立了挖掘电网中可能存在的复杂电能质量扰动模式的方法。根据扰动形成机理，给出4种基本事件关联类型；将可拓学理论引入扰动模式挖掘领域，建立电能质量扰动可拓学模型，构建事件发展相关网、扰动传导蕴含系、因果关系链及时空分层演绎图等4种复杂电能质量扰动模式挖掘方法，给出具体的挖掘步骤和挖掘算例。算例结果表明，提出的可拓学建模方法能够形式化描述电能质量问题及其复杂的逻辑关系，挖掘方法简便直观，可操作性强。有源配电网故障场景下的电压暂降仿真与评估方法研究
摘要：针对含有分布式电源的配电网进行电压暂降仿真与评估问题，提出基于点估计法的电压暂降仿真与评估方法。首先建立故障信息模型，包括对故障线路率、故障点、故障类型、故障持续时间、故障阻抗等，以及分布式电源输出功率的随机模型，然后基于点估计法将随机概率密度问题转换为多个确定性问题。通过计算随机变量的期望、标准差、三阶中心矩，利用Cornish-Fisher级数来表示每个节点电压暂降的概率密度函数，以及计算电压暂降指标SARFI，发现网络的薄弱环节。通过对含两个不同类型分布式电源的IEEE13-bus和IEEE33-bus系统的测试，并与Monte Carlo法进行对比，证明了算法的有效性。通过对不同类型风机模型的应用，证实了该文提出算法的可行性和高效性。质子交换膜燃料电池单体电压均衡性研究综述
摘要：质子交换膜燃料电池单体电压均衡性直接反映并影响整个电堆的性能和寿命，因此是燃料电池系统设计、制造及其运行控制的关键因素与重要技术指标。由于燃料电池电堆的单体电压均衡性受多种因素制约，该文从单体电压均衡性的评价方法、材料与结构、运行参数、负载、系统控制、寿命周期等6个方面，对现有燃料电池单体电压均衡性研究进行综述，并对其均衡性影响机理进行归纳总结。最后，对燃料电池电压均衡性研究的未来发展做了相应建议和展望，希望对我国车载燃料电池技术的发展与应用有所裨益。某1000MW燃煤机组超低排放电厂烟气污染物排放测试及其特性分析
摘要：针对某1000MW燃煤机组超低排放示范工程，开展污染物现场测试及排放特性分析研究。对关键常规污染物、非常规污染物的脱除效率进行实测，并分析得到其排放特征及排放绩效。测试结果表明，通过燃煤电站超低排放技术改造可显著降低大气污染物排放水平，各污染物控制单元对常规污染物实现高效控制，非常规污染物通过现有污染物控制单元实现高效协同脱除。以测试的1号机组为例，测试期间，总排放口处烟尘、SO2、NOx平均排放浓度分别为1．1、13．38、31．75mg／m3，Hg及其化合物、PM25、液滴及S03平均排放浓度分别为1．65μg／m3、0．29、6．95、2．92mg／m3。SO2、Nox排放绩效分别为0．0397、0．0942（kW·h），污染物排放远优于国际平均排放水平。100％负荷条件下，SCR、ESP、WFGD、WESP分别实现S01的脱除效率为-27．1％、21．8％、76．8％及73．9％，WFGD对Hg的协同脱除效率达到80％。一种新型氨法脱碳工艺的流程模拟与能耗分析
摘要：基于300MW燃煤电站，采用流程模拟软件AspenPlus，建立了传统的氨法大规模捕集CO2的模型，同时建立了一种新型的氨法脱碳模型。进一步对比分析了新型氨法脱碳工艺与传统的富液再生工艺的操作参数对脱碳效率、氨逃逸量、CO2出口流量以及再生能耗的影响。得出：新型的脱碳工艺在CO2的吸收与再生过程中较传统工艺有较大的优越性。在吸收过程中，新工艺在保证高的吸收反应速率的同时，也保证了高的NH3利用率；再生过程中，新工艺再生的CO2量高出传统工艺约30％，新工艺的再生能耗远低于传统工艺，当选用最优操作参数时新工艺的再生能耗仅为传统工艺的41．5％。因此新工艺更为经济。间歇供液在钒电池储能系统中应用的实验研究
摘要：实验以脉冲驱动泵对单个全钒氧化还原电池（vanadium redox battery, VRB）进行间歇供液。通过改变供液占空比，得到不同工况下的VRB恒流充放电曲线，分析这些充放电曲线可知：1）不同占空比供液时电流效率保持不变；2）占空比1／3供液时，系统相对泵损减少超过50％，电压效率和单电池能量效率分别只下降5．1个百分点和4．8个百分点。实验采用间歇供液方式使VRB系统泵损大大降低，同时保持了钒电池的基本性能。根据钒单电池实验结果，和相关资料中系统泵损约占VRB系统放电能量的9％，以此数据作为泵损标准，可推断出将间歇供液方式运用于钒电堆系统时，VRB系统预估输出效率。实验结果表明供液占空比2／3时，VRB系统输出效率最高，达到81．2％。PWM变换器在矢量旋转坐标系下比例谐振控制策略及其鲁棒性设计
摘要：提出基于矢量旋转坐标系选取合理的电感电压矢量进行脉宽调制（pulse width modulation，PWM）变换器调制的方法，建立扇区位置计算和最优开关状态判定规则，从而取代传统空间矢量调制中派克变换及砌坐标系下非线性、强耦合特性，省去锁相环（digitalphase-locked loop，PLL）相角实时检测与前馈解耦等环节，并给出对此调制方式的实现方法。针对产生的电流误差矢量消除，提出优化的内环电流矢量旋转比例谐振控制器，利用零极点匹配与抵消法对控制器进行配置，探讨控制器各参数与系统鲁棒性的关联规律，借助零极点簇云图和频域响应特性提供系统稳定性判据，明确变换器控制系统参数整定和鲁棒性设计的一般方法，并采用脉冲响应周期延拓映射法离散化实现。通过仿真和实验验证所提出基于内环电流比例谐振控制器的矢量旋转坐标系调制方式的有效性及正确性，电流环基本实现零稳态误差快速跟踪，电能质量得到明显改善。高压IGBT串联均压控制电路阈值电压设计方法
摘要：绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor，[GBT）器件具有耐压高、开关速度快、易驱动等优点，在电力电子变换器中应用广泛。然而目前单个IGBT器件的电压等级与容量不能满足大容量变换器的需求。应用高压IGBT串联技术是提升电力电子变换器电压等级与容量的一种有效方法。高压IGBT串联技术的关键问题是保证瞬态过程中的电压均衡。门极均压控制电路可以有效抑制串联IGBT的瞬态电压不均衡。该文介绍了一种门极均压控制电路的工作原理，综合考虑开关瞬态过程中换流回路杂散参数与续流二极管正向恢复特性的影响，提出了该电路的关键参数阈值电压的设计方法，可应用于多电平、多管串联的电力电子变换器系统中，并通过实验对该设计方法的实用性进行了验证。模块化多电平变换器模型预测控制
摘要：模块化多电平变换器以其优越的性能在中高压大功率电能变换场合得到了广泛的研究和应用。推导了模块化多电平变换器（modular multilevel converter，MMC）的离散状态方程，针对MMC多输入多输出的非线性特性，提出一种基于有限控制集合的简化模型预测控制，可以有效减少模型预测控制所需的循环计算和预测值计算次数。所提模型预测控制由最优输出电平求解和电容电压平衡控制两部分组成。首先求取满足交流电流和环流控制要求的桥臂输出电压电平，并以此电平及其邻近的电平为有限控制集合，考虑上下桥臂电容电压之和与之差的控制，求得桥臂输出电平最优解；电容电压平衡控制则由电压预测值排序法实现，用电压增量表示附加的开关动作，修正电容电压预测值后再进行排序，实现电压平衡控制并降低平均开关频率。在PSCAD／EMTDC中搭建MMC时域仿真模型，仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。一种以降低逆变器开关损耗为目标并考虑中点电位平衡的适用于中点钳位式三电平逆变器的调制方法
摘要：介绍了中点钳位式（neutral point clamped, NPC）三电平逆变器载波脉冲宽度调制（carrier-based pulse width modulation, CBPWM）、空间矢量脉冲宽度调制（space vector PWM, SVPWM）、最小开关损耗脉冲宽度调制（switching lossminimize PWM, SLPWM）3种典型的调制策略。当中点电位偏移时，提出了一种非对称载波脉冲宽度调制（asymmetric carrier disposition PWM, ASPDPWM）策略，可以在中点电位偏移时输出正确的PWM序列，有效抑制逆变器输出的低频谐波含量。分析了基于载波移位脉冲宽度调制（carrier disposition PWM, PDPWM）策略的中点电位平衡方法。提出了一种SLMPWM和PDPWM混合调制策略，这两种调制策略的切换采用滞环控制方式。在实验室搭建了NPC三电平逆变器实验平台，通过阻感性负载和永磁同步电机负载验证了混合调制策略的有效性。实验结果验证了SLMPWM和PDPWM的混合调制策略能够有效降低开关损耗和控制中点电位。
