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中国电机工程学报 2016年第23期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志智能电网

考虑负荷与新能源时序特性的随机生产模拟6305-6314

摘要：风能、太阳能具有很强的随机性、波动性和间歇性,如何反映其对电力系统经济性和可靠性的影响,对电力系统随机生产模拟的灵敏性和准确性提出了更高要求。针对传统随机生产模拟忽略负荷及新能源时序变化特性,不能考虑机组和系统动态运行约束,不便计算机组冷、热启停和动态费用等问题,该文提出一种随机生产模拟新方法。该方法严格保留负荷及新能源时序变化特性,综合考虑系统旋转备用和爬坡约束,以及机组最小开停机时间、启动失败和爬坡时间等因素,建立了能多角度反映系统可靠性、生产成本的技术经济指标。文中给出了方法的理论基础、算法实现和算例,验证了方法的合理性和有效性。

风电集群短期及超短期功率预测精度改进方法综述6315-6326

摘要：风电集群短期及超短期功率预测是提升电网健壮性的有力手段。该文总结国内外风电集群短期与超短期功率预测技术的现状,从集群和单个风电场两个方面,归纳风电功率预测技术的分类;从预测流程、数据来源、数据流向、物理层次4个方面论述风电集群功率预测系统的整体框架;提出具有泛化意义的风电功率预测的物理层次结构,并从数据层、映射层、特征层、模型层、反馈层5个不同的层面讨论风电功率预测技术的精度提升方法及其发展方向,对短期、超短期风电功率预测、集群功率预测的研究具有一定参考价值。

中国电机工程学报杂志行业信息

《中国电机工程学报》又获新突破6326-6326

摘要：2016年10月12日,科技部中国科学技术信息研究所在北京召开了中国科技论文统计结果会,了中国科技论文整体情况、中国卓越论文统计报告,以及《2016年版中国科技期刊引证报告（核心版）》等。在31种电气工程类核心期刊中,《中国电机工程学报》2015年期刊三项主要指标：学科综合评价总分、核心影响因子、核心总被引频次,均排名第一。

中国电机工程学报杂志智能电网

风电场有功功率多目标分层递阶预测控制策略6327-6336

摘要：为了协调有功功率调度控制精度、控制稳定性和风机机械损耗等多方面的问题,风电场有功控制策略需要具备多目标闭环协调优化的能力。该文首先根据提升风电场对系统有功调度指令的追踪精度、降低调度的波动次数和优化风机的发电状态等多个控制目标,将风电场内有功调度分为场站优化分配层、分群控制层和单机有功功率管理层3个层次,并在分群控制层中根据风机负荷状态和未来有功功率变化趋势进行风机分群。在场站优化分配层建立基于在线序贯极限学习机、最小二乘支持向量机的超短期有功功率组合预测模型,结合功率预测值和系统有功调度值对各机群有功负荷值进行优化分配,并下发至分群控制层。各机群根据场站层下发的调度指标和群内风机发电状态进行进一步滚动优化,从而提高控制的针对性,降低风机调度指令的波动范围和次数。在此基础上,单机有功功率管理层实现风机有功功率的实时优化控制和校正。此外,系统根据风电场实时有功功率数据反馈,对功率组合预测模型系统进行误差反馈校正,从而整体提高有功功率预测精度。经过与目前常用风电场场内有功功率分配算法对比,提出的有功控制策略可在提升有功控制精度的同时,降低风机调度次数,提高风电场有功调控的鲁棒性。

基于PSO参数优化的LS-SVM风速预测方法研究6337-6342

摘要：讨论了嵌入维数d和时间延迟？作为空间重构参数对LS-SVM预测模型精度的影响,提出了基于PSO参数优化的LS-SVM预测方法。将d、τ以及模型参数（正则化参数γ、核函数宽度σ）作为优化对象,利用PSO方法对4个参数共同优化选取,建立LS-SVM风速预测模型。对2组风速数据进行了实验研究,结果显示该方法预测误差约为5.79%和7.33%。而对比方法 （单纯优化γ、σ）的误差为8.22%和11.10%。这一结果表明,同时对d、τ、γ、σ进行优化选取是有必要的,相对于单纯优化γ、σ的模型,该方法可以大大提高预测模型精度。

发电机组旋转备用宽度的概念、性质及应用（二）：在具有正负旋转备用约束机组组合中的应用6343-6350

摘要：该文是两篇系列论文中的第2篇,论述在第1篇中提出的机组旋转备用宽度概念在具有正、负旋转备用约束机组组合问题求解中的应用。正、负旋转备用约束是系统接入大规模出力高不确定性电源后,机组组合问题中常见的重要系统约束,该文提出此类问题可行解的解析充分必要条件。该条件由与机组启停状态有关的5个线性不等式组成,不等式中包含了机组旋转备用宽度在内的若干参数。这组充分必要条件可作为有效不等式使用,数值测试发现,将该组不等式加入原始机组组合模型后,求解机组组合问题的商业优化软件包的计算效率可明显提高,同时发现该可行性条件提供了一种判定机组组合解鲁棒性的高效途径,可直接用于基于多场景的机组组合随机规划模型中。

含虚拟发电厂的电力系统优化运行与竞价策略研究6351-6362

摘要：应用虚拟发电厂整合分布式发电及需求响应资源,鼓励其积极参与电力系统优化运行及交易。虚拟发电厂对内优化调度分布式发电及需求响应资源,对外作为整体参与电力系统竞价及运行。采用多技术对含虚拟发电厂的电力系统竞价及内部资源优化调度进行了建模,各综合考虑其他可能报价及内部资源运行约束,以自身利益最大为目标确定报价系数。调度中心综合各报价以社会效益最大化为目标进行出清并下发出清量,在获得出清价及出清量后对内部资源运行进行调整。所提出的模型减轻了调度中心的负担,使其无需直接面对大量分布式能源,同时增加了分布式发电参与电力交易的机会。

中国电机工程学报杂志大电网规划与运行

基于PageRank改进算法的电网脆弱线路快速辨识（一）：理论基础6363-6370

摘要：作为两篇系列文章的第一篇,该文结合网络拓扑和电网运行状态,提出了一种适用于快速辨识电网脆弱线路的Page Rank改进算法并阐明其原理。首先,介绍Page Rank基本算法,并讨论了将其直接应用于辨识电网脆弱线路的局限性。其次,为了克服以上局限性,提出相关性网络和衍生网络的概念,然后在此基础上建立分析线路脆弱度Page Rank改进模型。最后,基于此模型给出线路脆弱度计算的解析表达式,并提出快速辨识脆弱线路的方法。

利用模型诊断降维的电网故障诊断完全解析方法6371-6378

摘要：现有基于解析模型的电网故障诊断方法为了提高诊断的准确性,考虑了保护和断路器的动作及其告警信息存在的不确定性,增加诊断的难度,并且存在多解或误诊的可能。针对此问题,首先提出一种电网故障诊断的改进完全解析模型,根据各类保护和断路器不确定事情发生的概率,赋予保护和断路器不同权值,使模型更加合理。通过模型诊断的方法获取候选诊断,由此得到的故障假说可作为解析模型的已知变量,降低模型中待求变量的维度,同时,为了提高模型求解方法的通用性,通过分析保护和断路器的动作状态与告警信息之间的因果关系,提出一种基于关联规则的模型求解方法。最后,通过含有多重不确定事情的电网故障算例验证所提方法的有效性。

电力设备机会维修决策模型6379-6388

摘要：状态检修背景下,针对具有2类故障（突发性故障和劣化故障）的电力设备,深入研究故障间相互关联引起的风险对设备检修决策的影响,将设备突发性故障情景的处理有机融入其中,提出设备机会维修决策的数学模型。该模型从不同类型故障的失效规律出发,建立马尔科夫过程描述设备的状态转移过程。进一步,在机会维修策略引导下,推导了设备风险和系统运行风险的解析表达。最后,以设备风险和系统运行风险二者之和最小为目标,构建设备机会维修决策模型,并基于成熟的遗传算法予以求解。算例分析表明,该模型能够充分反映机会维修对设备性能以及系统运行性能的影响,为优化设备检修策略提供必要的理论基础。

基于电压水平约束的电网负荷安全域6389-6400

摘要：电压的稳定极限随运行状态变化,且远低于正常运行时的安全水平。因此,分析基于电压安全水平约束的节点负荷安全域,以便将各节点负荷和无功补偿限制在该域内,保持电网电压安全,将更具实际意义。基于戴维南等值模型的分析发现,的确存在这样的负荷安全域。故基于线路模型、参数和额定电压值,分析得到了线路两端的负荷安全域,即偏心圆弧与P、Q正轴围成的区域;通过变压器两侧线路负荷安全域的匹配,可得到电网各节点的负荷安全域;通过变比调节,可调整低压侧线路两端的负荷安全域;无功补偿则视为负荷调节,以适应高压侧线路末端的负荷安全域。算例分析验证了该负荷安全域思路的可行性。该研究对配电网运行与无功规划具有实际意义。

双端电磁环网的N-1静态安全分析6401-6408

摘要：电磁环网问题在现代电网中得到了很大缓解,因此需被重新审视。基于双端电磁环网的网络方程,用补偿法求解变动网络,形成了N-1静态安全分析模型,给出了N-1静态安全的判断依据。研究表明,双端电磁环网的N-1静态安全与转移比、通道占用比和充裕度3个因素密切相关。由于现代电网在这3个因素上容易满足N-1静态安全判据,因此双端电磁环网不一定是薄弱的电网结构。

考虑负荷自适应检测和修复的鲁棒极限学习机短期负荷预测方法6409-6417

摘要：针对现有负荷预测方法对于温度、湿度累积效应下的短期负荷预测精度低的不足,该文提出了一种基于时变Cook距离统计量的负荷异常值检测和基于非参数概率密度估计的负荷自适应修复的鲁棒极限学习机（extreme learning machine,ELM）短期负荷预测方法。首先将历史负荷数据按季节分组,根据每个季节实时负荷和对应的气象因素,利用递归最小二乘法获取历史负荷数据的自适应遗忘因子,构建基于遗忘因子的时变Cook距离统计量,检测负荷数据中的异常值（或强影响值）;采用非参数概率密度估计,构建实时负荷与气象因素的随机模型对异常负荷值（或强影响值）进行修复。考虑电力负荷数据异常值对预测精度的影响,采用了一种鲁棒ELM算法对负荷数据进行回归分析;最后,引入基因遗传算法对负荷预测模型参数进行优化,提升负荷预测算法预测准确率;通过实例仿真分析,验证了该方法提高预测精度的有效性。

中国电机工程学报杂志发电

顶底循环参数对燃气–蒸汽联合循环全工况性能影响分析6418-6431

摘要：基于现有燃气轮机机组,对于给定透平初温,重新划分顶循环与底循环的能量利用区间与比例,分析与三种常见底循环参数相匹配的燃气–蒸汽联合循环全工况性能。以PG9351FA燃气轮机为顶循环的联合循环机组作为基准机组,研究了3个案例机组的全工况性能（PG9351FA燃气轮机匹配底循环初参数为567.5℃;压气机设计压比提高为18匹配底循环初参数为538℃机组;压气机设计压比降低为12.73匹配底循环初参数为603℃机组）。研究结果表明：提高压气机设计压比,其全工况性能优于基准机组,并且具有良好的变工况性能,效率比基准机组提高幅度为0.03%~0.42%,然而其出功降低幅度为1.66%~2.72%;降低压气机设计压比,其全工况性能劣于基准机组,效率降低幅度为0.20%~0.39%,然而其出功增加,增加幅度为1.19%~3.27%。通过对顶循环与底循环的？分析发现联合循环整体性能的主要取决于顶循环,提高顶循环的热力学完善程度更有利于提高联合循环的全工况性能,对于底循环无需追求高参数;并且对于同一燃气透平入口温度,如果设计工况下联合效率较高则在全工况条件下效率也较高。因此,对于追出功的地区可以按照最佳比功来选择设计压比,然而对常参与调峰的机组可以选择压气机设计压比较高的机组。并且对于同一燃气透平入口温度,如果设计工况下联合循环效率较高则在全工况条件下效率也较高。因此,对于追求大出功的地区可以按照最佳比功来选择设计压比,然而对于经常参与调峰的机组可以选择压气机设计压比较高的机组。

气液两相流液滴群撞击法湿度测量实验研究6432-6440

摘要：以空气、水为工质忽略相变和散热损失模拟湿蒸汽流动,提出测定液滴群撞击力以测定气流湿度的方法并搭建了实验台,探索液滴群撞击力随湿度变化的规律,提出了基于实验数据的经验关系式,验证了该联系。结果表明：喷水量和气流速度对液滴撞击力影响显著,相同气流平均速度下,湿度增大液滴群撞击力非线性增大,论证了液滴群撞击法湿度测量的可行性,实验测量误差为6.45%;液滴粒径分布的改变对湿度测量的影响可以忽略,误差为0.74%。该法简易,对主气流干扰小,所能确定的最小湿度为0.0083%。

增设无再热汽轮机热电联产系统节能研究6441-6447

摘要：随着燃煤机组参数的提高,对纯凝机组进行传统抽凝供热改造会由于供需压力不匹配,造成较大的节流损失。针对此问题提出增设无再热汽轮机的热电联产系统,即部分蒸汽由高压缸做功后不进入锅炉再热器,直接进入增设的汽轮机膨胀做功后排汽供热。结合某600MW机组利用EBSILON（R）Professional对系统进行建模和供热改造计算,并进行综合经济效益节能分析。结果表明：当供热负荷为360MW时,采用传统抽汽供热和新型供热系统一次能源利用率较纯凝工况分别增加21.0%和25.55%,等价标准煤耗率分别降低4.97g/（k W·h）和13.25g/（k W·h）。新型供热系统展现出较优的节能效益。

基于轴向力矩分配系数的汽轮机管道接口允许载荷设计方法6448-6453

摘要：总结了目前行业使用的汽轮机管道接口允许力与力矩的设计方法,提出基于轴向力矩分配系数的设计方法,推导了轴向力矩分配系数的解析表达式,并给出基于有限元的轴向力矩分配系数确定方法。以某型600MW汽轮机高中压外缸为实例,计算了合缸、半空缸等状态下的轴向力矩分配系数,进而采用轴向力矩分配系数方法对汽缸稳定性进行了分析,并与传统简化模型算法和有限元方法的计算结果进行了对比。结果表明：以有限元计算结果为参考,文中方法计算的猫爪处支反力最大偏差为1.2%,而传统方法的最大偏差为37.0%,说明文中方法有效地提高了简化算法的计算精度。文中计算方法一次确定轴向力矩分配系数,可满足同类型机组管道接口不同载荷工况的稳定性计算需求,为汽轮机管道接口允许力和允许力矩设计提供了新思路。

钾修饰镁铝复合金属氧化物脱除二氧化碳实验研究6454-6459

摘要：镁铝复合金属氧化物作为中温（250～450℃）条件下吸收增强水气变换反应的吸收剂具有较好潜力。文中通过碳酸钾浸渍增加吸收剂表面碱性以提高镁铝复合金属氧化物CO_2吸收能力。热重分析研究了煅烧温度、碳酸钾修饰量、反应温度等对其CO_2吸收能力的影响规律,结合吸收剂表征结果,得出中温下吸收剂最佳煅烧温度为400℃左右,最佳碳酸钾修饰含量为25%。利用钾修饰镁铝复合金属氧化物恒温多循环吸收解吸实验及傅里叶变换红外光谱实验结果,推测镁铝复合金属氧化物吸收剂CO_2吸收机理。研究发现钾修饰镁铝复合金属氧化物对CO_2的吸收是部分可逆的,仅通过改变CO_2分压即可完成吸收剂的部分再生。