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《电力自动化设备》2017 年第 37 卷第 4 期目次

电力自动化设备 2020-11-20 13:10:49


《电力自动化设备》2017 年第 37 卷第 4 期将于 2017 年 4 月10 日出版,本期共包含分析与研究、设计与研制 2 个主题栏目,及能源战略规划专栏、微电网专题、清洁能源 3 个特别专栏 。
能源互联网结构形态及技术支撑体系研究
王 璟,王利利,林济铿,孙义豪,王佰淮,叶剑华
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.001
摘要:能源互联网作为可再生能源大规模高效利用的重要基础设施,成为当前能源领域的热点研究课题。在分析对比国内外关于能源互联网内涵及结构形态的基础上,提出完整一次能源系统、电力系统、交通网络及信息网络组成的新的能源互联网内涵及相应的新型结构形态,并对新型结构形态的各部分之间的关系进行详细阐述;对所提的新型能源互联网结构形态设计相应的技术支撑体系。

微电网经济运行中的典型时序场景分析方法
丁 明,解蛟龙,潘 浩,楚明娟
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.002
摘要:微电网经济运行涉及对大量场景和方案的分析评价,区域内风电/光伏出力和负荷变化的时序性、周期性和不确定性给微电网运行带来影响。提出一种典型场景分析方法,对计算周期内的大量风电/光伏出力和负荷原始数据进行同步聚类划分,形成能够反映计算周期内历史数据特征的典型场景集;建立包含多种分布式电源和储能单元的微电网系统经济运行优化模型;针对某微电网区域,比较典型时序场景、全周期时序场景、周期内缩减场景3类场景数据的经济运行优化结果,验证所提方法的有效性。

     基于动态一致性的分布式微源并联控制方法
颜湘武,王月茹,王星海,曲 伟
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.003
摘要:受线路阻抗、本地负荷等因素影响,传统下垂控制方法难以实现并联微源输出功率的合理分配。针对微电网孤岛运行模式下的无功功率分配问题,提出一种基于动态一致性的分布式控制方法,利用低带宽通信方式实现相邻微源间信息的交换,各微源利用其本地信息与相邻微源的信息通过动态一致性协议对微电网中无功功率的均值进行估计,再利用积分器的作用自适应调节无功-电压下垂特性曲线的电压偏置,保证并联微源输出的无功功率按照容量比分配。对微电网孤岛模式下不同的运行工况进行仿真与对比分析,验证了所提控制策略的正确性和有效性。

计及网络拓扑下微电网有功调节对电压控制的适应性分析
张 忠,王建学,刘世民
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.004
摘要:由于微电网电气联系紧密,且低压线路阻抗比较大,其电压水平不仅与无功功率相关,也与有功功率密切相关。为此,建立了节点电压与有功功率的关系模型,推导了有功-电压灵敏度矩阵。针对微电网中电源逆变器一次电压控制的调节能力有限等问题,提出了一种微电网二次电压模糊控制策略。通过节点有功-电压灵敏度建模,考虑了网络拓扑的影响;基于模糊控制理论,建立了通过调节有功功率进行微电网实时电压控制模型,丰富了微电网电压控制的手段。算例分析表明:当微电网中线路电阻与电抗之比较大时,各节点电压受有功功率变化的影响较大。应对实时功率波动引起的电压偏离,除传统的无功控制策略之外,通过调节分布式电源的有功功率,也可以有效地将各节点电压控制在允许范围内,从而提高微电网的电压质量。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略
孟 明,陈世超,卢玉舟,赵树军,李振伟
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.005
摘要:针对以光伏发电为主的直流微电网,描述了其基本结构和组成,设定了系统各单元运行的约束条件,为协调控制策略的实施奠定了基础;依据系统净负荷和蓄电池充放电功率阈值划分了功率层区,提出了基于功率分层的协调控制策略,进一步分析了该协调控制策略下各单元的模式判别流程及变换器控制方法。仿真结果表明,该控制策略可以适应直流微电网不同的运行状态,维持直流母线电压的稳定,延长蓄电池的使用寿命,保证可再生能源的充分利用,提高系统的灵活性和稳定性。

    基于故障树蒙特卡洛模拟法的孤岛微电网薄弱环节识别
陆 丹,袁 越
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.006
摘要:为增强微电网风险评估工作的针对性,采用故障树蒙特卡洛模拟法对孤岛微电网的薄弱环节进行识别。以网内不同用户供电中断为顶事件建立各用户的故障树模型,通过蒙特卡洛模拟法随机抽样建立孤岛微电网的两状态模型。从元件重要度和网络风险重要度2个方面,建立微电网薄弱环节重要度指标体系。对某典型低压孤岛微电网的薄弱环节进行识别,评估孤岛微电网的可靠运行能力,算例结果验证了所提方法的合理性。结果表明,柴油机和逆变器是该算例微电网的薄弱环节,降低其故障率有利于降低微电网的风险水平。

微网蓄电池储能系统滤波及并网控制策略
曾祥军,李凤婷,路 亮,王一波
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.007
摘要:针对微网中蓄电池储能系统充放电时谐波含量较高情况,在DC/DC与DC/AC变流器之间加入LC滤波器滤除低次谐波,在DC/AC变流器与电网之间加入LCL滤波器抑制高次谐波;并在传统PQ控制基础上以逆变器侧电感电流和网侧电感电流加权值作为内环电流控制信号,降低了解耦分量的纹波含量,减小了储能系统的电压源特性和LCL滤波器阻抗特性对滤波效果和电压波形的影响,提高了控制精度和响应速度;通过隔离变压器调节逆变器输出电压,保证并网电压的稳定。构建仿真模型仿真验证了双层滤波结构和改进控制策略可有效提高蓄电池储能系统的电能质量。

兼顾风电接纳与风电商利益的风电装机容量分层优化
江岳文,陈梅森
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.008
摘要:合理的装机容量是减少弃风、优化电力系统运行、减少风电商损失的有效方法。风电场装机容量的确定主要受电网对风电接纳能力、风电场风资源状况和风电商运营方式的影响。提出采用多目标分层优化决策方法求解风电场合理的装机容量。第一层以电力系统环境经济调度为目标,充分发挥风电的节能减排效应,计算分析不同典型日负荷下的风电接纳能力,获得多条风电接纳水平曲线;第二层以第一层电网最佳风电接纳水平为基础,根据风电场随机模拟风速时序曲线,以风电场弃风电量与欠风电量期望最小为目标,兼顾风电场商的期望利益,建立随机机会约束规划模型评估风电场最佳装机容量。仿真算例验证了所提优化模型的有效性与合理性。

改进混合半云模型在不规则风速概率分布拟合中的应用
陈绍南,陈碧云,韦 化,叶 蕾
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.009
摘要:针对基于概率密度峰值法的混合半云模型存在的模型精度易受扰动风速影响的问题,提出了一种基于范数理论的混合半云模型峰值求解方法。首先,由风速历史数据获得风速概率密度统计离散点;然后,采用范数理论选取风速概率密度离散点的拟合多项式;最后,求取多项式的峰值点,并将其对应的风速值作为风速概率密度区域划分的边界,从而建立混合半云模型。结果表明:与基于概率密度峰值法的混合半云模型相比,所提方法可以有效地避免扰动风速对模型概率峰值选取的影响,模型拟合度保持在99 % 以上。所提方法提高了混合半云模型的鲁棒性和拟合精度,有效降低了“峰值偏离”对半云模型区域划分的影响。

基于改进点估计法的输电线路过负荷风险评估
雷加智,龚庆武
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.010
摘要:针对分布式电源输出功率的随机性问题,提出一种基于改进点估计法的输电线路过负荷风险评估的方法。在传统2 m及2 m + 1点估计法的基础上,根据各个输入量的影响因子来选择相应的权重,改善传统点估计法的计算精度,实现输电线路的过负荷风险评估。对含风光互补发电单元的IEEE 30节点系统中输电线路过负荷风险进行评估,分析结果表明所提方法具有计算成本低、预测精度比传统点估计法精度高的特点。

新型无均衡管理光伏锂电储能发电模组及其MPPT控制策略
彭 飞,刘志祥,任敬国,陈玉峰,刘 耀
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.011
摘要:为解决既有基于锂电无均衡管理(NBCM)的光伏锂电储能发电模组存在的光伏电池面板与锂电池之间需要严格的电压匹配及其带来的能效损失问题,改善光伏电池面板串级阴影效应以及功率变换器高频开关耦合产生的对地漏电流效应,提出一种改进的NBCM光伏锂电储能发电模组拓扑结构,其控制单元由前级光伏电池自适应电压均衡单元和后级SEPIC馈电升降压(SFBB)变换单元构成。在此基础上,提出一种基于极值搜索控制(ESC)和Lyapunov开关耦合控制的2-LyapESC最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,以提高NBCM光伏锂电储能发电模组内串联光伏电池模块的MPPT输出能效,优化模组能量管理。仿真结果验证了该拓扑及MPPT控制策略的有效性。

基于蒙特卡洛模拟的电池储能系统容量优化配置
张新松,袁 越,茅靖峰,顾菊平,曹 阳,华 亮,郭晓丽
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.012
摘要:电池储能系统(BESS)可使风电场具备一定的发电计划跟踪能力,有必要研究风电场中的BESS容量优化问题。根据BESS技术特性与风功率波动特性制定发电计划,BESS分两部分运行,分别处于充、放电状态,交替平抑风功率与发电计划间的正、负偏差。一旦任一部分BESS到达满充或满放状态,则同时切换两部分BESS的工作状态。采用蒙特卡洛模拟技术对风-储混合电站一年内的运行状况进行模拟,并计算发电计划跟踪概率与BESS运行利润。在确保风-储混合电站按期望置信度跟踪发电计划的基础上,依据利润最大化的原则对BESS容量进行优化。基于某风电场历史数据的仿真实验证明了所提模型及算法的有效性。

用于网架重构决策的节点重要度动态评价方法
顾雪平,李少岩,李 凯
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.013
摘要:针对网架重构过程中,待恢复节点的拓扑重要性随网络逐步恢复而发生变化的特点,提出一种节点拓扑重要性的动态评价指标——动态节点重要度。在重构决策中,基于当前系统恢复状态,通过将已恢复节点合并成一个等效电源点,构造包含及不包含等效电源点的2个待恢复网络,综合考虑待评价节点的收缩对2个网络的影响,计算出待评价节点的动态节点重要度指标。在此基础上,将所定义的动态节点重要度指标用于网架重构中机组恢复的路径优化问题。新英格兰10机39节点系统算例验证了所提动态节点重要度评价指标及路径优化方法的有效性。

考虑直流电压交互影响的交直流混联系统无功规划
杨 堤,程浩忠,马则良,姚良忠,朱忠烈
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.014
摘要:多馈入直流将对交直流混联系统的安全稳定运行产生重大影响。提出适用于交直流混联系统中直流输电间的系统和平均电压交互影响因子的定量计算方法;提出一种考虑直流输电间电压交互影响的交直流混联系统无功规划方法,上层规划以降低直流系统间电压交互影响为目标,下层规划以降低网损和无功投资成本最小为目标。IEEE 39 节点扩展系统的无功规划仿真和分析表明,所提方法对交直流混联系统的电压稳定性具有良好的改善作用。

多机系统发电机时滞反馈励磁与STATCOM的非线性鲁棒协调控制
刘 青,张立娜
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.015
摘要:广域反馈信号的时滞性使得包含广域信号的电力系统变成时滞动力系统。利用Pade近似逼近时滞环节,将时滞影响隐含在系统动态方程的系数中,静止同步补偿器(STATCOM)的动态特性用一阶微分方程形式的可控无功电流源表示,推导了含多台STATCOM的多机系统的电磁功率表达式。基于伪广义Hamilton系统理论,将包含STATCOM和时滞反馈励磁的多机系统表示成伪广义耗散Hamilton系统形式。利用L2干扰抑制控制方法得到考虑广域信号时滞性及转移电导的发电机励磁和STATCOM的协调控制策略。4机2区域系统的仿真结果表明,与传统的分散控制器相比,所提考虑时滞影响的非线性鲁棒协调控制器能够有效地抑制系统振荡,且具有一定的时滞不敏感性。

广州配电网故障停电事故的自组织临界特征
钟 庆,张 哲,许 中,崔晓飞,刘 峰,王 钢,汪隆君
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.016
摘要:利用配电网可靠性的统计数据研究配电网停电事故的自组织临界(SOC)特性能为提高配电网运行水平、改善供电可靠性提供理论依据。因此,在广州市10 kV配电网可靠性统计数据的基础上,选取了故障停电事故的停电时户数和停电持续时间为分析对象;然后,利用最小二乘法,在双对数坐标系下,对分析对象的标度和频度的关系进行线性拟合,通过F检验,校核标度、频度的线性相关关系,初步验证了10 kV配电网故障停电事故的SOC特性;最后,给出了SOC特性对配电网运行的指导意义。

基于风险控制的PSCOPF改进模型及交替迭代算法
汪超群,韦 化,吴思缘
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.017
摘要:计算效率低和计算结果过于保守是困扰传统预防性安全约束最优潮流(PSCOPF)应用的2个关键难题。针对这些问题,提出一种新的具有可控风险度的改进模型及交替迭代算法。根据电力系统实际运行控制存在偏差的特点,在发电机有功和无功源电压等变量的基础上引入偏差量;以偏差量的平方和最小作为综合风险指标,构造电压互补约束,将原始大规模PSCOPF问题分解为故障数较少的PSCOPF和约束潮流2个子问题。子问题之间采用交替迭代的方式计算,获得不可控故障集和可控故障集,进而得到整个问题的解。IEEE 118、300节点标准系统和某703节点、241个预想故障实际系统的测试结果表明,所提模型及算法在不降低系统安全性的前提下具有良好的经济性和较高的计算效率;与传统模型的集中式计算方法相比,其占用内存可减少80 %,串行和并行加速效果分别在5倍和10倍以上。

基于时域谱线特征量的变压器油纸绝缘诊断
贺德华,蔡金锭,蔡 嘉
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.018
摘要:针对应用介电响应理论评估油纸绝缘老化状态存在的不足,提出一种新的变压器油纸绝缘诊断方法。对变压器的回复电压微分谱线进行解谱,分析时域微分子谱线的数量和弛豫时间常数比Kτ与绝缘老化状态间的关系,从而实现变压器油纸绝缘状态诊断。对多台变压器的测试数据进行统计和分析,得出结论:回复电压时域微分谱线的子谱线数随绝缘状态发生改变,油纸绝缘老化越严重,分解的子谱线数量越多;Kτ 能准确判断绝缘油相对于绝缘纸的老化状态。

V /  v牵引供电所混合型电能质量控制系统负序优化补偿策略
马 茜,谭 磊,罗 培
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.019
摘要:为了解决V/v牵引供电系统负序和无功等问题,结合有源和无源的优势,研究了一种由铁路功率调节器和静止无功补偿器构成的低成本混合型电能质量控制系统。为了在不同负载工况下能够在线实时精确计算最优补偿容量,首先对混合补偿结构的原理进行分析,引入了二次侧两臂有功电流大小比KI、有功补偿系数λ、负序无功补偿角度φ,进行了负序优化补偿的公式推导及理论分析。在一定的负序电压不平衡度下分析了λφ之间的关系式,推导出有功与无功补偿之间的关系,并提出一种补偿方案进行容量优化。该方法不需要事先离线计算,可根据两臂负载情况在线实时精确计算最优补偿容量。实例计算和仿真分析表明了所提方法的正确性和经济性。

面向数据中心的高品质供电研究
刘 树,张高言,石 山,屠黎明,王元超,萧 珺,毛承雄
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.020
摘要:数据中心现有供电方案一般需经过AC/DC和DC/AC 2次变换,同时不间断电源一般需通过逆变器为负载供电,其供电可靠性和供电质量有待进一步提高,为此提出一种面向数据中心的高品质供电方案。首先给出方案的拓扑结构,在此基础上分析了方案的工作原理及数学模型,并提出一种基于电压补偿、双电源功率均衡和紧急供电的协调控制策略,在MATLAB/Simulink中对面向数据中心高品质供电方案进行了仿真验证。研究结果表明,所提方案能够很好地补偿电网电压的暂升、暂降和谐波干扰等,实现双电源功率协调分配,保障双电源停电时的不间断供电。

高压直流输电线路极间耦合影响及故障选极方案
褚 旭,王 亮,王华伟,宋国兵
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.021
摘要:为了解决高压直流输电线路极间耦合引起的问题,提出了一种利用单极电气量的故障选极方案。耦合特性分析发现线路极间耦合程度与电气量的频率有关,且频率越高则耦合作用越显著。故障电气量频谱特性理论分析及仿真结果表明健全极电气量中低频信号含量远低于故障极。基于健全极与故障极低频信号差异,提出了仅利用单极电气量的故障极选择方法,并给出了故障选极判据。仿真结果及现场录波数据均验证了所提选极方法的可行性及有效性。

一种面向智能配电网的分布式并行电压优化方法
孙智卿,刘永梅,刘科研
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.022
摘要:针对智能配电网中分布式电源(DG)接入及电网仿真实时响应的需求,提出一种分布式并行环境下求解智能配电网中各DG最优输出功率的方法,实现了快速高效的配电网电压优化。该方法首先基于凝聚层次聚类法(HAC),解决了智能配电网自动分区的问题,在此基础上,采用分布式序列二次规划(DSQP-DG)算法,通过内外层迭代交替并行求解出DG最优出力。以接入DG的IEEE 33节点系统算例对该方法进行测试验证可知,较之辅助问题原理(APP)方法,该方法具备更好的寻优能力和快速性,能够有效解决智能配电网分布式并行电压优化问题。

110 kV输电线路铁塔塔基沉降应力仿真分析与试验
黄新波,陈子良,赵 隆,朱永灿,徐冠华,司伟杰
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.023
摘要:针对输电线路铁塔塔基沉降问题,利用ANSYS建立110 kV三塔两档-塔线体系有限元分析模型,研究各种沉降组合工况下铁塔关键杆件所承受的最大等效应力随沉降度的变化规律,并基于输电线路铁塔塔基沉降实验平台,采用光纤光栅解调仪测量关键杆件所受应力对仿真结果进行测试验证。结果表明:随着沉降值增大,关键杆件承受的最大等效应力近似呈线性增加;各种沉降组合工况下,发生单个或3个塔基沉降时的关键杆件所受应力最先超过应力屈服临界值;在外荷载相同时,塔基横向沉降位移限值为50 mm,纵向沉降、单个或3个沉降位移限值分别为15 mm、10 mm。

低压电器短路分断对自身通信的干扰机理研究
黄世泽,郭其一,李一祥,陈 杨
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.024
摘要:建立控制与保护开关电器(CPS)触头系统和电弧运动的数学模型,对短路电流进行仿真计算,结果与试验结果较吻合。在Maxwell仿真环境下建立了主回路导体和电缆线模型,仿真短路电流下通信电路周边的瞬态空间电磁场分布,进一步得到通信电缆产生的感应电压和感应电流。根据仿真和计算结果,给出了低压电器的设计建议。

大功率极低频电源谐波传导分析
查 明,熊桥坡,罗志清,李 纵,赵小波,龙 根,刘 庆
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.025
摘要:极低频(ELF)电源在地下资源探测、地震预测和军事通信等领域发挥着重要作用。然而,极低频电源逆变侧产生的低频谐波分量难以被滤除,将在逆变侧输入端形成纹波电压,恶化极低频电源的输出谐波特性。低频谐波分量还将渗透直流滤波网络向整流侧和电网传导,造成整流输出端电感电流波动,并在网侧电流基波和特征次谐波附近产生低频相关的边带谐波。建立了极低频电源的数学模型,重点关注逆变侧输入端电容电压和整流侧输出端电感电流,对低频谐波传导进行了分析,并对理论分析进行了仿真验证。

基于改进DFT和时域准同步的间谐波检测算法
李 宁,左培丽,王新刚,唐 求,滕召胜,陈 桃
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.026
摘要:快速傅里叶变换(FFT)在非同步采样时存在频谱泄漏和栅栏效应,由此产生的谐波与间谐波之间的频谱干扰会严重影响间谐波参数测量的准确度。为减小谐波与间谐波之间的频谱干扰,提出一种基于改进离散傅里叶变换(DFT)和时域准同步的间谐波检测算法,采用改进DFT算法精确估计基波频率,利用三次样条插值重构准同步采样序列,用FFT算法对单个周期重构序列进行处理,得到基波和谐波的参数,并将基波和谐波成分从重构序列中减去,再次用FFT算法和最大谱峰搜索法对剩余序列进行处理,确定每一个间谐波成分的参数。仿真结果表明,该算法不仅能提高频率分辨率,还可以有效排除谐波和间谐波的频谱干扰,且间谐波检测的准确度高、稳定性好、运算量小。

多FACTS元件控制变量配对方法与协调投运策略
蒋晨阳,刘 青,梁 宵
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.027
摘要:多个灵活交流输电系统(FACTS)元件接入系统中各FACTS元件控制器间存在负的交互影响。针对已有的变量配对方法和交互影响分析方法存在的局限和不足,根据NI指数理论,提出适用于大规模、多变量的基于NI指数的多控制变量配对方法,运用该方法找到使得控制器间交互影响最小的控制变量最优配对组合。通过对最优配对组合进行分析,得到最优配对组合中与交互影响的严重程度关系最大的一组输入-输出变量。依据这一关系,制定出相应的多FACTS元件协调投入控制策略。以第二代串联型FACTS元件——静止同步串联补偿器(SSSC)为例,通过仿真系统的计算与分析,证明了所提出的多控制变量配对方法的可行性;并利用PSCAD搭建了含多个SSSC元件的系统进行仿真验证,证明了所制定的协调投运策略是可行、实用的。

基于OPNET的电网自动化系统建模与性能评价
席 禹,蔡泽祥,陈炯聪,潘天亮
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.028
摘要:从建模仿真和定量分析这2个角度出发,提出电网自动化系统建模和性能评价方法,为电网自动化系统设计、运行以及规划提供分析手段与优化思路。首先分析了基于OPNET的电网自动化系统建模内容及结构,并分别从电网自动化系统设备模型、协议模型和信息调度模型三方面对其进行详细阐述。进一步,在分析电网自动化系统运行状态和当前系统性能评价方法局限性的基础上,提出电网自动化系统性能综合指标评价方法,并基于某地区电网自动化系统进行仿真与算例分析。结果表明,基于OPNET的电网自动化系统模型能够有效模拟系统各类运行场景,提出的电网自动化系统性能评价方法能够有效辨识系统运行状态。

用于发电机保护的柔性全光纤电流互感器
阎嫦玲,王 耀,罗苏南,须 雷,赵 俊,丁 晔,李权伟
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.029
摘要:介绍了采用柔性全光纤电流互感器(FFOCT)的发电机保护总体方案和系统结构以及FFOCT结构和工作原理。详细介绍了FFOCT的关键技术难题并给出了对应的解决方案:采用旋转高双折射(Spun Hi-bi)光纤制作可现场缠绕在导体周围的传感光缆,并对采用Spun Hi-bi光纤的FFOCT的电流检测灵敏度和抵御外界干扰的能力进行了理论分析;采用四态方波调制和阶梯波反馈的全数字双闭环解调方案改善FFOCT动态范围、测量精度以及系统的长期稳定性。测试结果表明研制的FFOCT满足测量0.2级、保护5TPE的精度要求。最后简单介绍了用于观音岩水电站发电机保护的FFOCT的现场安装与应用情况。

一种改进的永磁同步电机模型预测控制
高逍男,陈希有
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.030
摘要:利用传统的模型预测控制算法确定下一时刻所要应用的开关状态时,需遍历变换器的全部开关状态,计算量较大,不利于在线应用。对此,提出了一种改进的永磁同步电机模型预测控制算法,通过求出期望的电压矢量角,确定电压矢量所在扇区,进而减少算法对开关状态的选择数量,使算法的计算量得到显著降低。实验结果说明,采用所提改进模型预测控制算法,系统具有较好的电流动态特性和较小的纹波电流。

基于网络分块算法的静态安全快速计算方法
王方雨,刘文颖,田 浩,梁 琛,郑晶晶
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.031
摘要:传统的静态安全分析需要对预想故障集中的预想故障进行多次网络重构和潮流计算,计算量和计算时间随电网规模的增大而快速增加,使得静态安全分析在实时分析和预警中不能满足全网分析的需求。提出一种基于网络分块算法的新型迭代方法,将全网合理划分为较为均匀的子网络,降低网络矩阵的维数,通过边界协调变量联系各子网络,有效提高计算速度。基于静态安全分析中故障潮流的特点提出适用于该算法的弱收敛性条件,该收敛条件使得每步迭代的计算量随迭代次数增加快速减少。仿真分析证明所提收敛条件容易达到,使得所提算法具有良好的收敛性。

基于协同控制理论的非线性直流附加控制器设计
邹延生,董 萍
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.032
摘要:为提高高压直流联络线所连交流系统的暂态稳定性,针对大规模交直流互联电网的非线性及其建模的不准确性,设计了一种新型的基于协同控制的直流附加控制器并将其用于多区域交直流混联系统中。首先根据各区域惯量中心设计合适的宏变量和流形,推导出基于协同控制直流附加控制器的解析表达式;然后以区域惯量中心角频率偏差和直流功率偏差最小为目标函数,采用遗传算法优化控制器参数;最后将所设计的控制器分别用于两区域交直流并联系统和多馈入系统,并采用PSCAD搭建详细模型进行时域仿真。仿真结果表明,与基于极点配置线性化方法和基于滑模控制非线性方法的直流附加控制器相比,提出的协同控制方法具有更好的控制效果,能够有效地抑制区间功率振荡。此外,该控制器的推导对系统模型的依赖性不强,且对不同负荷模型、不同运行方式和广域测量信号的延时具有较强的鲁棒性。

伪双极MMC-HVDC系统联接变阀侧中性点电阻参数设计
彭茂兰,唐金昆
DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.04.033
摘要:针对模块化多电平换流器高压直流输电MMC-HVDC(Modular Multilevel Converter based HVDC)直流单极接地故障暂态特性研究,提出了联接变阀侧中性点经电阻接地的伪双极MMC-HVDC系统发生直流单极接地故障时换流器电容放电的简化模型。将与故障极相连的三相桥臂电容放电回路等效为3个独立的RLC二阶零输入放电回路,从而简化了换流器电容放电与中性点故障电流的分析过程。基于简化模型分析得到的桥臂故障时刻导通子模块电容电压与中性点故障电流计算公式,研究了联接变阀侧中性点电阻参数设计与电容电压放电水平及控制保护系统闭锁换流器延时时间的配合关系,提出了中性点电阻的参数设计原则。最后,针对鲁西背靠背异步联网工程,在搭建的控制保护系统与RT-Lab形成的硬件闭环系统功能性试验平台上,验证了所提联接变阀侧中性点电阻参数设计原则的有效性。


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