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中国电机工程学报 2017年第07期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志智能电网

电力电子化进程下的交直流无缝混合灵活配电系统研究1877-1888

摘要：该文从当前配电网所面临的众多挑战出发,结合当前与未来配电系统中电力电子化进程的发展现状和趋势,提出了以新型全可控柔性化配电装备为核心的网格状层次化架构的交直流无缝混合灵活配电系统及其组网模型,并在原有研究基础上详细设计了新型配电装备的系统结构,并对其核心模块多种主电路拓扑和控制策略进行了研究。最后搭建了多机级联运行的交直流无缝混合灵活配电系统计算机仿真模型,经对各种暂、稳状态的仿真分析,论证其可行性、有效性和优越性。

考虑分布式电源运行特性的有源配电网智能软开关SOP规划方法1889-1896

摘要：智能软开关（soft open point,SOP）作为一种新型的配电装置,其应用将极大地提高配电系统运行的经济性、灵活性和可控性,从而解决由于大量间歇性分布式电源接入给配电网带来的问题。但考虑到投资和运行成本,SOP的选址与定容成为一个亟待解决的问题。该文提出了一种考虑分布式电源运行特性的有源配电网SOP规划方法。首先,考虑风光等分布式电源的运行特性,根据历史数据得到其概率密度分布函数,从而采用基于Wasserstein距离的最优场景生成技术进行典型场景构建。其次,建立了SOP选址定容问题的双层规划模型,上层规划以年综合费用最小为目标,下层规划则以每个场景的运行费用最小为目标,并采用基于模拟退火和锥规划的混合优化算法进行求解。最后,在IEEE 33节点算例上,对所提出的双层规划模型和混合优化算法进行了分析和验证。

含VSC-HVDC交直流系统多尺度暂态建模与仿真研究1897-1908

摘要：为满足对交直流系统电磁–机电暂态特性准确、快速和灵活仿真的需要,提出基于移频分析等方法的含柔性高压直流（voltage source converter-based high voltage directcurrent,VSC-HVDC）输电交直流电力系统多尺度暂态模型。移频分析法采用希尔伯特变换,通过移除或保留交流信号基频载波实现慢–快变化暂态的模拟。该文建立了VSC移频相量模型,推导出VSC移频域与其控制系统dq域的转换关系,选择性插入？模型获得直流输电线多尺度暂态模型,进而构建了全系统多尺度暂态模型。该模型通过设置仿真参数（如时间步长）能够满足不同时间、不同电网位置电磁或机电暂态仿真的需求。仿真结果表明,所提模型不仅准确描述了VSC-HVDC多尺度暂态过程,节省了计算时间,而且增强了交直流系统电磁–机电暂态混合仿真的灵活性。

交直流混合主动配电网的分层分布式优化调度1909-1917

摘要：交直流混合主动配电网是未来智能配电网的一种重要形式,其关键技术之一是以优化调度策略为核心的能量管理技术。该文提出了一种交直流混合主动配电网的分层分布式多源协调优化调度体系。在局部调度层,针对利用可再生能源的分布式电源,结合储能单元进行联合出力优化,其结果上报给区域调度层;在区域调度层,充分尊重并利用配电网各交、直流区域的自主运行特性,利用分布式优化方法,在满足交直流混合配电网整体运行约束的条件下,获得最优调度方案。最后,该文通过算例验证了所提出的交直流混合主动配电网分层分布式优化调度策略的有效性。

基于超前滞后环节虚拟惯性的VSG控制策略1918-1926

摘要：针对现有基于一阶环节虚拟惯性的虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）并网PQ控制系统,其VSG功率控制稳态和动态特性的调节存在矛盾,即若减小VSG功率超调,则会导致功率响应减慢和稳态误差增大,为此提出基于超前滞后环节虚拟惯性的VSG控制策略,该控制策略在原有一阶惯性环节基础上,增加一个超前环节,形成超前滞后惯性环节。通过调节超前环节系数,可改变有功闭环传递函数的零极点位置,在确保功率稳态控制性能的同时,加快了VSG的功率响应速度,增大了系统阻尼,从而有效减小了VSG动态过程中其储能单元的功率冲击。通过仿真和实验验证所提方案的有效性。

基于Markov-ELM的独立混合微网分布式电源多目标容量优化配置1927-1936

摘要：以微电网经济性、环保性和能源利用效率综合最优为目标,以系统可靠性为约束条件,构建混合微电网分布式电源（distributed generation,DG）优化配置模型。优化过程中需遍历全年数据进行时序分析,计算量大,运行效率低。针对该问题,采用模糊C-均值（fuzzy c-means clustering method,FCM）算法从风速、光照和负荷8760h的数据中提炼出典型的场景,用随机过程方法建立其对应的Markov模型。引入熵理论确定多目标函数各指标的权重系数,避免了人为定权重的主观性。采用种群移动、自适应变步长、基因变异以及按比例系数缩减搜索空间等方法来改进仿电磁学算法（electromagnetism-like mechanism,ELM）的寻优速度及全局搜索能力。最后将前述建立的Markov模型嵌入改进的ELM中进行优化求解。以广西涠洲岛为背景进行算例分析,验证模型和算法的有效性。结果表明,相较于采用年代数据计算的ELM,采用Markov-ELM的求解方法,在快速性和全局搜索能力等方面更具有优势。

基于连续时间马尔可夫退化过程的牵引供电设备可靠性预测方法研究1937-1945

摘要：牵引供电设备的可靠性预测能为设备运营维修决策提供依据,是当前牵引供电系统主动运维技术研究的关键。该文提出了一种基于连续时间马尔可夫退化过程的牵引供电设备可靠性预测方法。通过建立设备的连续时间马尔可夫模型,将设备退化过程按照IEEE标准划分为正常、注意、异常和故障四种状态,并结合设备故障记录样本得到其状态停留时间与状态转移速率,然后利用均匀加速技术求解可靠性参数,预测未来时刻处于各个状态的牵引供电设备数量。以实际牵引供电系统中27.5k V真空断路器为例,按所提方法进行了可靠性预测实证分析,结果表明该方法能够有效利用设备历史数据对大规模同类牵引供电设备的可靠性进行预测,且预测结果准确合理,可为牵引供电设备的维修策略制定提供决策支持。

中国电机工程学报杂志大电网规划与运行

基于新型人体舒适度的气象敏感负荷短期预测研究1946-1954

摘要：针对严重的雾霾天气对电网负荷预测造成的挑战,该文在现有的人体舒适度指数的基础上,提出了综合考虑雾霾、温度、湿度、风力等气象指标的新型人体舒适度概念,并运用层次分析法（analytic hierarchy process,AHP）—熵权法构建考虑时空分布特性的人体舒适度评价模型。在此基础上采用改进随机森林算法建立短期负荷预测模型,在处理连续变量时采用优化的离散化方法,基于人体舒适度指标选择预测相似日,并以人体舒适度指数作为模型输入进行电网的短期负荷预测。通过保定市和上海市的民用负荷和天气数据验证了文中所提模型和算法的正确性和有效性。

随机激励下系统频率动态安全性量化评估及半解析分析1955-1962

摘要：随着大规模可再生能源与电动汽车等的接入,电力系统中随机激励的类型逐渐增加、强度逐渐增强,系统频率的动态安全问题引起人们的关注。该文首先提出了域内概率（系统频率在安全允许范围内的概率）作为随机激励对系统频率动态安全性影响的量化评估指标。基于后向Kolmogorov方程,提出了可以快速求解域内概率的半解析法。最后通过仿真对比蒙特卡洛法与半解析法,验证了所提方法的有效性和快速性。该文从随机微分方程角度,揭示随机激励对系统频率动态安全性的影响机理,为随机激励下系统动态频率的分析提供新的方法。

电网可靠性非序贯蒙特卡洛仿真的扩展交叉熵法1963-1973

摘要：通过估计失效事件的最优抽样概率密度函数,交叉熵法可有效降低失效事件的稀疏性,并显著提高电网可靠性蒙特卡罗仿真的收敛性。但目前交叉熵法局限于服从伯努利分布的随机变量,例如两状态线路失效模型,对于多状态离散随机变量（考虑降额的发电机）以及连续随机变量（风速、负荷等）尚待拓展。该文提出一种可以计及多状态离散型和连续型随机变量的扩展交叉熵法,给出了多状态离散型随机变量和连续型随机变量概率分布的交叉熵参数寻优方法,同时在此基础上融合预抽样阶段和最优抽样阶段的样本信息得到综合可靠性指标,进一步提升了电网可靠性评估扩展交叉熵法的计算效率。以IEEE-RTS79可靠性测试系统为例,考虑发电机降额状态和负荷随机波动,对含有风电场的电力系统进行可靠性评估,验证了该文方法的高效性。

一种基于通用信号延迟叠加算子的单相电网基波及谐波同步算法1974-1981

摘要：如何在单相畸变电网中快速准确的获取基波以及所需的特定次谐波信息,对并网型电力电子变换器的控制系统而言是十分重要的。针对这一问题,提出了一种基于通用信号延迟叠加算子（generalized delayed signal superposition operator,GDSS）的单相锁相环结构,用于恶劣电网下系统基波以及多重谐波信息的检测。这种锁相环结构包含了多个具有很强频率选择特性的GDSS算子,能够在半个基波周期内从输入信号中分离出所需要的基波以及多个谐波频率信息,并且其参数以及GDSS算子个数还能够根据实际控制系统需求灵活调整。在各种工况下的仿真及实验表明,所提的锁相方法能够在恶劣电网下快速准确的获取基波及多重谐波信息,并且面对电网常见扰动时具有很强的鲁棒性。

中国电机工程学报杂志可再生能源并网技术

考虑光伏电站时空相关性的光伏出力序列生成方法1982-1992

摘要：为了更好地研究光伏并网对电力系统的影响,该文提出一种考虑时空相关性的光伏出力序列生成算法。首先针对国内外多个光伏电站的实测出力曲线进行分析,结合太阳辐射规律性变化趋势、每日总体大气衰减情况、局部云层扰动等影响光伏出力的3个主要因素,将光伏出力分解为理想出力归一化曲线、幅值参数和随机分量3种成分。在此基础之上,提出利用典型日数据的理想出力提取方法和基于向量自回归模型（vector auto-regressive,VAR）的幅值参数序列生成方法。前者能够精确描述光伏出力的规律性变化趋势,后者不仅可有效保持单光伏电站的出力均值、方差、概率分布等重要统计特性,还能较好地表征多个光伏电站之间的空间相关性。随机分量经验证满足t location-scale分布,可通过蒙特卡罗抽样生成。最后,利用甘肃6个光伏电站及德国5个区域级光伏出力数据对所提方法的有效性进行仿真验证。

海上风电机群维修排程在线多目标决策模型1993-2000

摘要：结合海上风电机群特点,介绍风电机群维修决策系统框架和决策流程,分析风电机组维修作业流程和成本构成。以风电机群整体维修成本、作业工作量均衡性为目标函数,以维修中心物料和人力资源配置为约束条件,建立海上风电机群日间维修作业排程多目标决策模型。采用地理信息系统中的Kruskal空间分析算法寻找每组维修作业的往返路径最小生成树。应用带精英保留策略的离散粒子群算法求解模型,计算出全部待检修机组组合及其具体作业时段的非劣解集。仿真算例分析结果表明,模型可以降低维修总成本,验证了所提模型的可行性以及求解算法的有效性。

利用DFIG无功能力的分散式风电并网有功最大控制策略研究2001-2008

摘要：分散式风电高渗透并网运行中节点过电压问题非常突出,影响到风电的高效消纳甚至并网安全。该文首先从风电出力的波动和配电网负荷的变化两个因素出发,分析风电分散接入配电网后过电压机理。然后,充分利用双馈型风电机组自身的无功能力,在满足风电场可连续运行的约束下,提出尽可能消纳风电功率的并网有功最大的本地控制策略。在电力仿真软件DIgSILEN进行了不同条件下算例的大量测试,结果表明风电并网有功最大控制策略可以实现风机安全并网,并且最大可能避免风电场弃风限电。该控制策略在某风电场分散式并入10k V地方电网的示范性工程上通过了现场试验与一年的运行检验。

中国电机工程学报杂志发电

基于数据挖掘的煤电机组能效特征指标及其基准值的研究2009-2015

摘要：煤电机组的优化运行对于节能降耗有重要的意义,如何合理地选择能效特征指标并确定其基准值是机组优化运行的关键。基于数据挖掘算法,对机组历史运行数据分析：利用灰色关联度分析法,选取对供电煤耗产生主要影响的能效特征指标;采用K均值算法对多特征参数进行聚类划分并确定其基准值;结合广义回归神经网络,预测供电煤耗在基准工况下的目标值;对离散基准值样本点进行样条插值,建立机组全工况下的动态基准值工况库。最后,选取某超超临界百万湿冷机组运行数据分析与验证,分析结果表明提出的能效指标基准值研究方法,可以为煤电机组的优化运行提供调整方向。

过量空气系数、热负荷及反应物混合模式对天然气锅炉柔和燃烧特性影响2016-2023

摘要：柔和燃烧（MILD）因其NOx排放低、节约能源和燃烧稳定的特点,有望成为新一代天然气锅炉燃烧技术。文中以成分97%为CH4的天然气为燃料,基于额定蒸发量为1t/h的天然气锅炉的实际运行工况,研究了过量空气系数φ从1.05-1.45,热负荷P从600-786k W不同工况下的预混和扩散方式柔和燃烧特性。试验结果表明,柔和燃烧条件下,过量空气系数增加,NO和CO排放降低。满负荷下,预混柔和燃烧NO排放仅为54mg/m^3@3.5%O2,远低于传统旋流扩散燃烧方式天然气锅炉的NO排放（111mg/m^3@3.5%O2）。

汞在活性焦脱硫工艺中的迁移规律2024-2030

摘要：搭建了固定床试验系统,对比分析了活性焦与商用脱汞活性炭的汞吸附性能,并在10000m^3/h（标态）的活性焦脱硫中试试验系统上对活性焦的脱汞性能进行验证,同时结合固定床吸附试验系统分析了活性焦解析工艺中汞的释放规律。研究表明：活性焦的饱和汞吸附容量仅为脱汞活性炭的1/123,活性焦脱硫工艺对汞的脱除效率接近100%,出口活性焦汞吸附量为活性焦饱和汞吸附量的1/24,在解析工艺中,汞的释放率达到76.6%-98.4%,可以实现循环利用。

复杂三维气动布局在高负荷压气机中应用的数值模拟2031-2039

摘要：为了充分发挥主被动控制技术融合的复杂气动布局在高负荷压气机中的应用潜力,通过数值模拟的方式,设计了多台采用不同气动布局方式的单级高负荷压气机进行对比研究。研究结果表明,在静叶中融合应用三维叶片造型技术时,端弯叶片前缘所呈现的反弯形态会导致静叶损失增加,但端部气流角更好的匹配保证了压气机失速裕度的提高。在端弯叶片设计基础之上叠加应用正弯造型可以抵消由于端弯而导致的前缘反弯形态,并有效降低总压损失,进一步提高失速裕度。通过调节进口预旋,动叶的逆压梯度降低,效率得到较大幅度的提升。此时静叶将承担更多的静压升,可以通过叠加应用附面层抽吸技术来保证静叶的正常工作。在正弯曲造型的静叶栅中叠加应用仅在吸力面角区抽吸的主动流动控制结构,在负攻角的来流条件下,分离流动控制效果相对不明显。