中国电机工程学报杂志

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中国电机工程学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Proceedings of the CSEE

  • 11-2107/TM 国内刊号
  • 0258-8013 国际刊号
  • 3.5 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
中国电机工程学报是中国电机工程学会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1964年创刊,目前已被北大期刊(中国人文社会科学期刊)、CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版)等知名数据库收录,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊之一。中国电机工程学报在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:智能电网、大电网规划与运行、可再生能源并网技术、发电、电力电子与电力传动、电机与电器、高压放电与等离子体应用

中国电机工程学报 2018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
能源转型中我国新一代电力系统的技术特征1893-1904

摘要:我国能源生产和消费面临转型,构建新一代电力系统是实现这一重大转变的关键步骤。新一代电力系统是其发展历程的第三代,大幅提高非化石能源电力占比,形成非化石能源为主的电源结构是其重要标志,在智能电网发展的基础上构建更加智能化和多能互补的能源互联网是其发展方向。根据当前及未来电力系统发展面临的主要问题和关键因素分析,提出了新一代电力系统的主要技术特征:适应高比例可再生能源接入、具有高比例电力电子装备、支撑多能互补综合能源网,以及与信息通信技术进一步深度融合。高效低成本太阳能风能发电技术、高效低成本长寿命储能技术、高可靠性低损耗电力电子技术、高强度低成本绝缘技术和超导输电技术,以及新一代人工智能技术等几类技术整体突破将对新一代电力系统的未来发展具有决定性影响。上述技术特征内涵和核心技术问题的分析,有助于进一步探讨新一代电力系统研究和发展的方向。

基于相轨迹分析的实用动态安全域构建方法1905-1912

摘要:随着广域量测系统的广泛应用,出现了基于相轨迹分析的暂态稳定性判别方法,由此提出了一种基于相轨迹的实用动态安全域(practical dynamic security region,PDSR)快速构建技术。以单机无穷大系统为例展示了相轨迹灵敏度比传统功角灵敏度具有更好的线性拟合效果,并将其推广应用于多机系统。基于相轨迹的判稳分界函数,通过分析注入空间参数改变时发电机功角与角速度的变化情况,识别影响系统稳定性的主导失稳机组。进而,根据判稳分界函数和注入空间参数改变量之间的灵敏度关系,围绕主导失稳临界点构建实用动态安全域。文中提出方法的有效性在新英格兰10机39节点系统中得到了验证,分析表明该方法利用功角和角速度组成的相轨迹数据,在计算的快速性、适用性等方面具有良好的应用前景。

可控负荷参与低频减载的动态集群优化控制策略1913-1921

摘要:智能电网环境下,可控负荷参与低频减载(under frequency load shedding,UFLS)协助电力系统辅助调频,成为了新型低频减载研究的重点。新型低频减载策略对于负荷调节的时效性以及准确性要求较高,但负荷的通信状态和用户被控意愿等问题会对调频减载结果造成影响。该文综合考虑上述问题,对负荷通信延迟、丢包进行建模,同时考虑用户被控次数,提出了一种新型集群控制策略。该文首先分析了简化的发电机–负荷模型下的通信状态对调频减载结果的影响,而后基于此提出了考虑通信状态与控制均衡的负荷群参与低频减载的优化控制方案。最后以IEEE3机9节点系统模型为例,对优化控制策略的效果进行验证。仿真结果说明了控制策略对负荷群的控制具有低延时、高准确性的特点,能够保证控制动作的及时性,从而抑制系统频率下降深度,减少频率调节误差,大大降低了系统失稳的风险。

基于Benders分解法的电热综合能源系统低碳经济调度1922-1934

摘要:电、热系统协调运行能够提高电力系统的灵活性,缓解我国“三北”地区供暖期间的弃风问题。提出一种综合能源系统低碳经济调度模型,并建立极限消纳风电的储热放热速率与电锅炉电功率的综合协调模型。针对电、热系统信息的隐私性问题,采用Benders分解算法对模型进行求解。算例仿真分析5种情景下系统储热和电锅炉对风电消纳的促进作用,比较电锅炉加装在热网始端、中间及末端对热网热损失的影响,最后,通过对比不同储热放热速率与电锅炉电功率协调供热的系统弃风情况,验证所提极限消纳风电的储热与电锅炉综合协调模型的正确性。

直驱风电并网系统中锁相环引起次同步振荡的开环模式谐振机理分析1935-1950

摘要:该文主要围绕锁相环研究了直驱风机和同步机间动态交互作用对电力系统次同步振荡的影响。基于所构建的闭环系统模型,其中含锁相环动态部分作为其开环反馈子系统,系统其余部分作为对象子系统,分析了子系统间次同步交互作用对系统稳定性的影响,并从开环模式谐振角度揭示直驱风机接入引发系统次同步振荡机理。当开环锁相环模式和对象子系统中同步机开环轴系模式在复平面位置接近时,发生开环模式谐振使直驱风机和同步机间存在强交互作用,导致对应的闭环模式可能向阻尼较弱方向移动,若交互作用较强则可能使其中一耦合模式进入复平面右半平面进而引发系统次同步振荡。为评估开环模式谐振导致系统阻尼降低的水平,提出一种预测谐振点闭环模式相对其开环模式偏移位置的方法。最后通过两个仿真算例验证了该文分析结论和所提方法的有效性。

一种计及等效损伤载荷约束的风机黏性控制策略1951-1961

摘要:恶劣风况下,风电场将因风机过风速保护相继动作而发生功率陡降甚至风电机组大规模脱网,严重影响电网的安全稳定运行。针对此问题,构建了风电机组的安全运行载荷约束条件,提出一种计及等效损伤载荷约束的黏性控制策略。所提策略能够在不改变风机原有机械控制系统的基础上,根据运行风况实时调节风机功率,追踪风机等效损伤载荷约束,使载荷维持在相应风况下的安全边界内,在充分利用风机的载荷承受能力的前提下最大化维持风电场功率输出,以实现降低恶劣风况下风电场功率陡降风险的目标。通过算例仿真与策略对比,验证了所提策略的有效性和优越性。

中国电机工程学报杂志智能配用电技术
计及可控负荷的独立微网分布式电源容量优化1962-1970

摘要:针对独立微网中分布式电源容量优化问题,建立了计及可控负荷的优化模型,其优化目标为电源年投资替换成本、运行维护费用和可控负荷的调度成本最小,约束条件包括机组出力约束、储能电池运行约束和可控负荷运行约束。根据可中断负荷和可平移负荷的现实调度要求,建立了相应的线性化模型。通过调用CPLEX求解器的混合整数线性规划法对所建立的混合整数模型进行求解,算例仿真验证了所建立的模型是正确有效的。多场景下最优方案的对比分析表明在电源规划阶段合理考虑可控负荷的影响,将不仅有利于降低系统运营总成本,而且有利于降低系统的弃风光率。

含DG的主动配电网供电路径优化的研究1971-1979

摘要:含分布式电源(distributed generation,DG)的主动配电网供电路径优化可以提高配电网运行的经济性和可靠性,并达到平衡负荷的目的。不确定性的DG出力、负荷的描述及求解是研究的难点。文中引入区间数以描述DG出力和随机负荷的不确定性,建立了以区间数表示的网络损耗为目标的主动配网供电路径优化模型;在Ybus高斯迭代潮流方程的基础上结合区间分析建立了区间潮流计算模型,对区间的加减法引入仿射运算有效地克服了区间运算过于保守的问题;最后,结合邻域搜索以及克隆选择算法提出了求解上述模型的优化方法,以实现考虑多种不确定因素下配电网供电路径的优化。算例分析验证文中所提方法快速性和有效性。

多储能独立直流微电网自适应分级协调控制1980-1989

摘要:针对孤立直流微电网多储能单元之间荷电状态均衡问题,提出一种自适应分级协调控制策略。通过功率分配级控制,使得各储能单元之间功率按照各自荷电状态(state of charge,SOC)进行分配,并根据本地储能单元的功率变化确定储能系统的主导储能单元。进而通过功率平衡级控制,即采用模糊控制算法调节下垂控制的虚拟电阻,使得各个储能单元在与主导储能单元功率达到平衡的同时SOC也达到均衡,从而避免部分储能设备因过度放电或深度充电退出工作,并且储能单元之间的协调控制无需通信。最后利用RTDS进行实验分析,验证所提控制策略不仅能使多储能之间快速达到荷电平衡状态,并且有效的减小母线电压偏差。

邻近均分轴线法及其在电–气互联系统帕累托优化运行中的应用1990-2000

摘要:在能源互联网背景下,提出一种计及经济、碳排放和有功网损目标的电–气互联系统帕累托优化运行模型。为解决此类多变量、强约束多目标优化问题的帕累托前沿求取难题,该文首次提出一种新颖的解析类帕累托优化算法——邻近均分轴线法。邻近均分轴线法通过均分轴线,求取邻近中心和筛选非劣解3个基本策略得到分布广泛且均匀的帕累托前沿。此外,该文还为决策者提供了一种用于选取折中解的马氏距离双基点法。对修改的IEEE39节点电网和比利时20节点气网耦合电–气互联系统的仿真分析,验证了该文算法对于此类多目标优化问题的适用性。

中国电机工程学报杂志继电保护、通信及自动化
和阻抗继电器的改进形式及其动作性能分析2001-2011

摘要:现有高压输电线路保护对于单相高阻接地故障灵敏度不足,长期以来一直是继电保护领域的一个遗留问题。该文根据线路双端测量阻抗之和在正常运行及单相故障场景下的差异性,针对原有和阻抗继电器不能动态适应线路电容电流变化的缺陷,提出一种改进和阻抗继电器,并设计能够保障其区内全线高阻接地速动能力的自适应浮动门槛。仿真结果证明所提出的原理实现简单、无需双端信息同步,能够快速响应区内任意故障点单相高阻故障,具备适应系统非全相运行能力,在绝大多数情况下,耐受过渡电阻能力均能达到300Ω。通过与现有主保护配合使用,可显著提升高压输电线路保护对各种系统运行工况下单相高阻接地故障的响应能力。

基于暂态电流波形相关性的新能源场站送出线路纵联保护2012-2019

摘要:新能源电源通过变流器并网,其短路电流受控制策略影响而呈现幅值受限、频率为非工频、相角受控等特性,导致传统工频量保护动作性能下降、甚至出现误拒动。提出了一种适用于新能源场站送出线路的主保护原理,以保证新能源电力系统安全可靠运行。分析了同步发电机和各类新能源电源故障暂态电流波形特征,获知送出线路区内、外故障时两侧暂态电流波形相关性存在明显差异,进而提出了基于波形相关性的纵联保护新原理,利用相关系数度量波形相关性并构造了动作判据。仿真结果表明所提保护能够可靠、灵敏地识别送出线路区内、外各种类型短路故障,数据窗长仅为10ms,耐受过渡电阻和噪声的能力强,采用常规采样频率即可,容易推广应用。录波数据验证了所提保护有效性。

基于I-LDAQ算法的电力线通信QoS约束组网方法2020-2031

摘要:电力线通信网络的复杂性严重制约了电力线通信的应用规模,为提高电力线载波通信的覆盖范围和服务质量,提出了一种基于迭代激励因子控制的Lévy飞行双蚁群服务质量参数感知路由算法(iterative incentive factor controlled-Lévy flight dual ant colony with quality of service awared routing algorithm,I-LDAQ)。为解决启发式算法易于陷入局部最优解的缺陷,提出迭代激励机制。迭代激励因子动态控制Lévy飞行双蚁群系统的参数,使算法收敛速度较快,全局搜索能力较强。通过设计相应的通信协议、组网方案和路由重构策略,将I-LDAQ算法应用于服务质量参数约束的电力线通信组网中。仿真结果表明,该组网方法能根据不同的电力线通信服务类型较快完成组网过程,满足不同电力线通信业务的服务质量需求,并选择相应的路由重构方式对网络路由进行动态维护,以提高其抗毁性。

中国电机工程学报杂志发电
生物质气化燃气耦合煤粉低氮燃烧的CFD数值模拟2032-2045

摘要:针对生物质气化耦合煤粉低氮燃烧发电技术,考虑该技术包括煤粉和生物质气化燃气两类燃料特点,开发基于ED湍流燃烧模型的CFD数值模拟框架,建立了新型焦炭燃烧与气化模型和气相组分燃烧模型,进一步讨论了煤焦燃烧气化模型中离散项与连续相之间的质量、组分、动量和热量的耦合方法。在此基础上,通过编写UDF将新模型添加到商业CFD计算软件Fluent平台上,并对模型进行了验证。然后将所开发的模型和数值方法应用于600MW超临界对冲火焰锅炉的生物质气化耦合煤粉低氮燃烧的数值模拟,计算结果表明,新的模型可以非常合理的计算旋流燃烧器区域及炉膛前后墙、侧墙上的温度及浓度分布。文中所开发的CFD数值模拟框架、焦炭燃烧气化模型和气相组分燃烧模型以及数值实现方法,可以用于生物质气化耦合煤粉低氮燃烧发电技术的设计与优化。

多目标超临界CO2循环设计与优化2046-2054

摘要:在分析再热、回热朗肯循环基本特性基础上,对压气机和回热器进行了理论分析,先后加入二次回热和分级压缩对循环进行优化。结果表明优化效果显著:优化后的循环在压气机出口压力为30MPa时,相对于再热–一次回热循环热效率和净输出功分别提高了17.69%、6.42%;较一次回热–再热–分级压缩循环热效率提高了22.28%,换热器中平均换热温差降低了70.78%,换热器中不可逆损失降低了69.82%,最高循环热效率达到了43.9%。最后选取压气机进、出口压力等5个参数作为决策变量,对循环热效率、循环净输出功、循环总不可逆损失进行多目标优化,并通过设定各目标贡献系数得到了相应最优循环参数。

汽轮机叶顶间隙泄漏流结构及高损失区分布研究2055-2062

摘要:对某带有高低齿汽封的汽轮机高压1.5级进行数值计算,分析了不同叶顶间隙下泄漏流在汽封和下游静叶流域内引起的高损失区分布规律,探究了泄漏损失的产生机理,并对级内黏性损失进行了区分和量化。结果表明:泄漏流在汽封腔内引起的黏性损失主要分布在齿下节流处和与汽封齿的撞击点处;下游静叶流域内泄漏涡并不直接引起损失,泄漏流与主流较大的速度差异是引起黏性耗散的主要原因。随着叶顶间隙增大,泄漏流具有更高的湍动能,与主流掺混引起更大的黏性耗散。上游静叶中黏性损失较小,静叶和动叶尾缘处的尾迹损失发生突增,下游静叶流域内的掺混损失约占级内黏性损失的1/3,且随叶顶间隙的增大而增大。

基于鲁棒模糊C-均值回归的TS建模方法及其在热工过程中的应用2063-2069

摘要:热工过程往往具有强耦合、大惯性和非线性等特点,且在运行过程中易受到诸种不确定性因素的干扰,导致常规建模方法难以获得令人满意的效果。针对非线性热工对象特性建模问题,文中改进了模糊C均值回归算法(FCR)的误差函数,提出一种鲁棒模糊C均值回归算法(RFCR),并将其用于热工对象的TS建模前件辨识过程中。一方面,相比于FCM聚类算法,RFCR作为一种超平面型聚类算法,更加符合TS建模局部线性化的特点,能够更加精确地辨识TS模型的前件参数;另一方面,RFCR算法能够克服离群点和噪音点的影响,增强了TS模糊辨识的鲁棒性,从而更加适宜于热工过程建模。仿真实例表明,应用文中新算法所建立的煤气炉及机炉协调系统的TS模型具有精确性高、鲁棒性强的特点,证明了算法的有效性和实用性。

一种基于自适应反演算法的火电单元机组协调控制策略2070-2081

摘要:为了克服火电单元机组的本质非线性和不确定性对控制系统品质的影响,解决它在大范围变工况时的协调控制问题,该文针对综合考虑锅炉-汽轮机-发电机动态特性的单元机组整体模型,计及系统参数的不确定性,基于自适应反演算法和协调无源性理论,设计了一种非线性协调控制策略。首先经过适当简化处理,将机组整体模型分解为两个低阶子系统;在子系统Ⅰ中,利用反演法得到主蒸汽阀门开度控制器,然后基于协调无源性理论设计励磁控制器;在子系统Ⅱ中,通过逐步递推设计燃料控制器。同时,基于李雅普诺夫稳定性方法,交错设计了模型不确定参数的自适应律,并通过在其中引入充分光滑投影算子,避免了系统不匹配参数可能发生的漂移问题。在实际工程应用中,为了获得良好的调节品质,总结了该控制器参数的设定规律。最后,针对某600MW单元机组非线性模型的仿真分析及在火电单元机组全范围仿真机上的变负荷实验均表明,文中提出的协调控制策略不仅保证了闭环系统的渐近稳定,而且具有较强的负荷指令跟踪性能、抗干扰能力和鲁棒性。