2010年 第27卷 第2期
2010, 27(2): 1-5.
摘要:
文章推导了单机无穷大系统机端带负荷时系统的6个系数K1~K6、同步转矩系数和阻尼转矩系数。以云南某水电机组为例分析负荷模型对PSS电磁功率信号(-ΔPe)大小、相位和PSS参数整定的影响并通过3机9节点系统的小扰动稳定分析加以验证。通过分析表明, 负荷模型对PSS时间常数和放大倍数的整定都有一定程度的影响, 负荷与PSS相互作用在不同的情况下对系统稳定性的影响不同, 因此, 在分析负荷模型对电力系统稳定性的影响时, 应考虑PSS的作用, 同样, 在进行PSS参数整定时, 不可忽略机端负荷的影响。
文章推导了单机无穷大系统机端带负荷时系统的6个系数K1~K6、同步转矩系数和阻尼转矩系数。以云南某水电机组为例分析负荷模型对PSS电磁功率信号(-ΔPe)大小、相位和PSS参数整定的影响并通过3机9节点系统的小扰动稳定分析加以验证。通过分析表明, 负荷模型对PSS时间常数和放大倍数的整定都有一定程度的影响, 负荷与PSS相互作用在不同的情况下对系统稳定性的影响不同, 因此, 在分析负荷模型对电力系统稳定性的影响时, 应考虑PSS的作用, 同样, 在进行PSS参数整定时, 不可忽略机端负荷的影响。
2010, 27(2): 19-22.
摘要:
研究外积分式罗氏线圈测量冲击电流时, 阻尼电阻及元件的非理想特性对其测量精度的影响。首先用MATLAB搭建仿真电路, 采用双指数函数模拟8/20μs、1/20μs雷电流波形, 观察改变阻尼电阻的参数对罗氏线圈测量结果的影响, 然后分析了电阻、电感、电容的非理想性对罗氏线圈测量结果的影响, 分析了对密绕线圈和对稀绕线圈的影响。从实验结果可以看出, 阻尼电阻和元件的非理想特性对波形的真实度和波头的响应度都有很大的影响。因此, 在制作高精度线圈时, 应根据时间条件选择阻尼电阻, 考虑元件的寄生电感电容值, 并注意线圈绕线和线圈所选材料。
研究外积分式罗氏线圈测量冲击电流时, 阻尼电阻及元件的非理想特性对其测量精度的影响。首先用MATLAB搭建仿真电路, 采用双指数函数模拟8/20μs、1/20μs雷电流波形, 观察改变阻尼电阻的参数对罗氏线圈测量结果的影响, 然后分析了电阻、电感、电容的非理想性对罗氏线圈测量结果的影响, 分析了对密绕线圈和对稀绕线圈的影响。从实验结果可以看出, 阻尼电阻和元件的非理想特性对波形的真实度和波头的响应度都有很大的影响。因此, 在制作高精度线圈时, 应根据时间条件选择阻尼电阻, 考虑元件的寄生电感电容值, 并注意线圈绕线和线圈所选材料。
2010, 27(2): 23-27.
摘要:
为了防范220kV变电站运行操作过程中的过电压现象, 通过对投切空载变压器、分合空载母线两种典型操作的分析, 从原理上阐述了空载变压器操作过电压和母线系统谐振过电压的产生原因, 提出了可以通过减小空载电流、减小变压器绕组电感、增大变压器寄生电容来减少操作过电压, 通过倒闸操作的优化和技术设备的改进来减少谐振过电压, 并对现场实例应用进行分析, 提出了具体的防范措施。实践证明, 220kV变电站运行操作过程中的过电压所产生的危害是完全可以防范的。
为了防范220kV变电站运行操作过程中的过电压现象, 通过对投切空载变压器、分合空载母线两种典型操作的分析, 从原理上阐述了空载变压器操作过电压和母线系统谐振过电压的产生原因, 提出了可以通过减小空载电流、减小变压器绕组电感、增大变压器寄生电容来减少操作过电压, 通过倒闸操作的优化和技术设备的改进来减少谐振过电压, 并对现场实例应用进行分析, 提出了具体的防范措施。实践证明, 220kV变电站运行操作过程中的过电压所产生的危害是完全可以防范的。
2010, 27(2): 28-30.
摘要:
为提高电动机的差动保护特性、防止差动保护误动作, 以印尼公主港3×350MW燃煤电站为工程背景, 分析了大型中压电动机差动保护中电流互感器的参数选择及保护装置配置。根据差动保护原理, 通过比较电流互感器不同的准确限制系数、变比和差动保护装置至电动机的电缆距离的影响, 得知为准确反映极大的故障电流、减小二次回路负载、保证电动机安全正常运行, 电流互感器需选择小的额定二次电流, 并且二次回路电缆长度应较短。工程实际也验证了这一点。
为提高电动机的差动保护特性、防止差动保护误动作, 以印尼公主港3×350MW燃煤电站为工程背景, 分析了大型中压电动机差动保护中电流互感器的参数选择及保护装置配置。根据差动保护原理, 通过比较电流互感器不同的准确限制系数、变比和差动保护装置至电动机的电缆距离的影响, 得知为准确反映极大的故障电流、减小二次回路负载、保证电动机安全正常运行, 电流互感器需选择小的额定二次电流, 并且二次回路电缆长度应较短。工程实际也验证了这一点。
2010, 27(2): 31-34.
摘要:
首先介绍了电子互感器结构及其在数字化变电站中的应用, 其次分析了光电流互感器、光电压互感器、 电流互感器、GIS电压互感器、独立式电子互感器的原理, 并仿真了电流互感器、GIS电压互感器的幅频和相频响应曲线, 最后讨论了数字化变电站电能质量测试装置应具有的功能, 并提出了检定检测装置准确度的可行方法。
首先介绍了电子互感器结构及其在数字化变电站中的应用, 其次分析了光电流互感器、光电压互感器、 电流互感器、GIS电压互感器、独立式电子互感器的原理, 并仿真了电流互感器、GIS电压互感器的幅频和相频响应曲线, 最后讨论了数字化变电站电能质量测试装置应具有的功能, 并提出了检定检测装置准确度的可行方法。
2010, 27(2): 45-47.
摘要:
针对低通滤波器对谐波检测延时影响较大的问题, 提出了一种改进的单相电路谐波与无功电流检测方法, 用1个基波周期内的数字积分代替低通滤波器, 每个采样点处只需进行数次简单运算即可准确检测出谐波与无功电流, 检测延时固定为1个基波周期。针对电力系统谐波大多数为奇次谐波的特点, 对算法进一步改进, 将积分时间减少一半, 运算量不变而检测延时变为半个基波周期。该方法计算量小、延时短、易于实现。仿真结果验证了方法的有效性。
针对低通滤波器对谐波检测延时影响较大的问题, 提出了一种改进的单相电路谐波与无功电流检测方法, 用1个基波周期内的数字积分代替低通滤波器, 每个采样点处只需进行数次简单运算即可准确检测出谐波与无功电流, 检测延时固定为1个基波周期。针对电力系统谐波大多数为奇次谐波的特点, 对算法进一步改进, 将积分时间减少一半, 运算量不变而检测延时变为半个基波周期。该方法计算量小、延时短、易于实现。仿真结果验证了方法的有效性。
2010, 27(2): 6-10.
摘要:
虽然线路上的单相故障一般不会对系统的稳定性产生影响, 但对其不恰当的处理却可能会导致系统的失稳。根据当前单相重合闸的实际使用情况, 以发电机功率特性曲线为基础对黑启动孤网期间系统遭受单相接地故障后重合闸动作对系统稳定性影响进行了理论及仿真分析, 指出单相重合闸的正确动作在某些情况下可能会导致与预期相反的结果而导致系统失稳, 对于防止此类失稳提出了相应的预防措施, 为合理配置黑启动期间孤网的重合闸方案提供一些理论依据, 最后通过对实际系统的仿真证实了结论的正确及有效性。
虽然线路上的单相故障一般不会对系统的稳定性产生影响, 但对其不恰当的处理却可能会导致系统的失稳。根据当前单相重合闸的实际使用情况, 以发电机功率特性曲线为基础对黑启动孤网期间系统遭受单相接地故障后重合闸动作对系统稳定性影响进行了理论及仿真分析, 指出单相重合闸的正确动作在某些情况下可能会导致与预期相反的结果而导致系统失稳, 对于防止此类失稳提出了相应的预防措施, 为合理配置黑启动期间孤网的重合闸方案提供一些理论依据, 最后通过对实际系统的仿真证实了结论的正确及有效性。
2010, 27(2): 11-14.
摘要:
随着负荷特性记录装置所记录数据的增加, 使用基因优化算法进行负荷建模的工作量急剧增加。本文借鉴综合负荷建模的思想, 提出将不同时段实测数据辨识得到的负荷模型进行综合, 以充分利用之前的辨识结果, 解决负荷实测记录数据样本数增多引起的辨识过程过长问题, 并给出了详尽的TVA负荷模型综合公式。讨论了权重的选择原则, 考虑到新的数据能更真实地反映负荷的特性, 提出了按时段定性确定权重系数的方法。基于现场实测数据的建模实践表明, 所提方法简单、有效、省时, 能从很大程度上反映负荷的时变性。
随着负荷特性记录装置所记录数据的增加, 使用基因优化算法进行负荷建模的工作量急剧增加。本文借鉴综合负荷建模的思想, 提出将不同时段实测数据辨识得到的负荷模型进行综合, 以充分利用之前的辨识结果, 解决负荷实测记录数据样本数增多引起的辨识过程过长问题, 并给出了详尽的TVA负荷模型综合公式。讨论了权重的选择原则, 考虑到新的数据能更真实地反映负荷的特性, 提出了按时段定性确定权重系数的方法。基于现场实测数据的建模实践表明, 所提方法简单、有效、省时, 能从很大程度上反映负荷的时变性。
2010, 27(2): 15-18.
摘要:
基于嵌入式工控机的设计思想造成了传统的继电保护测试系统具有体积大、成本高等缺陷。根据“仿真运算与数据输出分开独立运行”的设计思想, 提出了“PC机+DSP模板”的继电保护测试系统设计方案。通过CCS2.0和VC++6.0工具, 开发了DSP模板的设备固件程序和USB2.0应用程序。以标准正弦波为例, 开发了测试界面程序。测试结果验证了系统的良好工作性能。
基于嵌入式工控机的设计思想造成了传统的继电保护测试系统具有体积大、成本高等缺陷。根据“仿真运算与数据输出分开独立运行”的设计思想, 提出了“PC机+DSP模板”的继电保护测试系统设计方案。通过CCS2.0和VC++6.0工具, 开发了DSP模板的设备固件程序和USB2.0应用程序。以标准正弦波为例, 开发了测试界面程序。测试结果验证了系统的良好工作性能。
2010, 27(2): 35-38.
摘要:
针对城市高负荷密度新区电网规划问题, 讨论采用20kV作为配电电压等级的可行性。首先讨论了20kV电压等级在国内外的应用情况, 然后分析了采用20kV电压等级的合理性、可行性, 指出其采用20kV电压等级的注意事项, 最后以实例验证了20kV做中压配电电压等级的优势。
针对城市高负荷密度新区电网规划问题, 讨论采用20kV作为配电电压等级的可行性。首先讨论了20kV电压等级在国内外的应用情况, 然后分析了采用20kV电压等级的合理性、可行性, 指出其采用20kV电压等级的注意事项, 最后以实例验证了20kV做中压配电电压等级的优势。
2010, 27(2): 48-52.
摘要:
针对强化气侧换热是提高换热器效能的关键, 设计建立了研究涡流发生器强化换热性能和压降特性的实验测试系统。通过对涡流发生器强化换热机理及压降特性的分析, 建立了研究不同结构和尺寸的涡流发生器的实验装置, 并详细介绍了实验方案和程序。实验采取的是气水逆流换热装置, 空气、热水入口温度在基本保持不变的情况下, 测量换热板壁面温度、气水进出口温度、水流量、风速和气侧压降, 研究不同工况下涡流发生器的强化换热性能和压降特性。可选取不同形状的涡流发生器进行对比性实验和优化实验, 以更好地评价涡流发生器的性能, 为涡流发生器的模型优化和改进提供实验基础。
针对强化气侧换热是提高换热器效能的关键, 设计建立了研究涡流发生器强化换热性能和压降特性的实验测试系统。通过对涡流发生器强化换热机理及压降特性的分析, 建立了研究不同结构和尺寸的涡流发生器的实验装置, 并详细介绍了实验方案和程序。实验采取的是气水逆流换热装置, 空气、热水入口温度在基本保持不变的情况下, 测量换热板壁面温度、气水进出口温度、水流量、风速和气侧压降, 研究不同工况下涡流发生器的强化换热性能和压降特性。可选取不同形状的涡流发生器进行对比性实验和优化实验, 以更好地评价涡流发生器的性能, 为涡流发生器的模型优化和改进提供实验基础。
2010, 27(2): 62-65.
摘要:
建立了单机无穷大系统的励磁控制数学模型, 设计了一种自适应Terminal滑模励磁控制器。通过在滑模面加入非线性函数, 使得误差能够快速收敛, 从而取得良好的控制效果。同时考虑了系统中存在未知上界的不确定扰动, 在设计中加入了自适应环节, 实时估计扰动上界, 从而使控制器具有较强的鲁棒性。根据李亚普洛夫理论证明了所设计控制系统的稳定性。仿真结果表明, 无论是小扰动还是大扰动下均能有效提高系统稳定性, 维持机端电压, 效果优于自适应逆推滑模励磁控制。
建立了单机无穷大系统的励磁控制数学模型, 设计了一种自适应Terminal滑模励磁控制器。通过在滑模面加入非线性函数, 使得误差能够快速收敛, 从而取得良好的控制效果。同时考虑了系统中存在未知上界的不确定扰动, 在设计中加入了自适应环节, 实时估计扰动上界, 从而使控制器具有较强的鲁棒性。根据李亚普洛夫理论证明了所设计控制系统的稳定性。仿真结果表明, 无论是小扰动还是大扰动下均能有效提高系统稳定性, 维持机端电压, 效果优于自适应逆推滑模励磁控制。
2010, 27(2): 82-86.
摘要:
在考虑电力系统动态功率频率特性的基础上, 采用整步功率系数, 来求得发电机组用于分摊系统功率不平衡量的承担系数αnG, 然后将其与准稳态灵敏度方法相结合, 计算得到发电机功率转移因子GSDF。用此方法求得的GSDF因子不再依靠平衡节点, 这也意味着节点边际电价的阻塞分量与平衡节点的选择无关, 从而可以向市场参与者收取合理的阻塞费用。最后对IEEE30节点系统进行了仿真计算, 结果说明本方法是可行的。
在考虑电力系统动态功率频率特性的基础上, 采用整步功率系数, 来求得发电机组用于分摊系统功率不平衡量的承担系数αnG, 然后将其与准稳态灵敏度方法相结合, 计算得到发电机功率转移因子GSDF。用此方法求得的GSDF因子不再依靠平衡节点, 这也意味着节点边际电价的阻塞分量与平衡节点的选择无关, 从而可以向市场参与者收取合理的阻塞费用。最后对IEEE30节点系统进行了仿真计算, 结果说明本方法是可行的。
2010, 27(2): 87-90.
摘要:
在电力市场环境下, 随着省电力公司与发电厂商共同竞价的双边竞争区域电力市场的形成, 研究了供需双方的报价策略和市场稳定策略点问题。以南方区域电力市场规则为例, 分析了省电力公司与发电厂商报价策略的不同。应用演化博弈理论中的多群体复制动态博弈模型, 对省电力公司与发电厂商竞价策略的演化过程进行模拟并研究其演化稳定策略。实际算例表明, “发电厂商报低价售电”与“省电力公司报高价购电”为市场演化稳定策略, 与南方电网电力市场的实际模拟运行情况相符, 可为市场监管和供需双方确定报价策略提供技术参考。
在电力市场环境下, 随着省电力公司与发电厂商共同竞价的双边竞争区域电力市场的形成, 研究了供需双方的报价策略和市场稳定策略点问题。以南方区域电力市场规则为例, 分析了省电力公司与发电厂商报价策略的不同。应用演化博弈理论中的多群体复制动态博弈模型, 对省电力公司与发电厂商竞价策略的演化过程进行模拟并研究其演化稳定策略。实际算例表明, “发电厂商报低价售电”与“省电力公司报高价购电”为市场演化稳定策略, 与南方电网电力市场的实际模拟运行情况相符, 可为市场监管和供需双方确定报价策略提供技术参考。
2010, 27(2): 53-57.
摘要:
应用CFD软件求解三维湍流NS方程, 对不同温差下竖直矩形管道内气固两相流场进行三维数值模拟计算。通过数值模拟, 得到由于温度场的不同, 使气固两相流的速度场发生改变。通过得到颗粒物的体积浓度的分布, 分析在温度场中由于存在热泳力, 从而对颗粒物浓度分布产生影响, 并得到对不同粒径的颗粒物的浓度分布影响的规律。
应用CFD软件求解三维湍流NS方程, 对不同温差下竖直矩形管道内气固两相流场进行三维数值模拟计算。通过数值模拟, 得到由于温度场的不同, 使气固两相流的速度场发生改变。通过得到颗粒物的体积浓度的分布, 分析在温度场中由于存在热泳力, 从而对颗粒物浓度分布产生影响, 并得到对不同粒径的颗粒物的浓度分布影响的规律。
2010, 27(2): 58-61.
摘要:
电厂的循环水存在大量低温热能, 热泵具有将低温热能提升为高温热能的能力。对利用热泵回收电厂循环水余热的技术进行了可行性分析, 并与常规热电厂供热进行对比, 认为利用热泵回收电厂余热具有节能、环保的双重效应;然后以某电厂周边小区应用循环水热泵系统进行冬季供暖以及夏季制冷为实例, 进行了技术经济性分析, 虽然水源热泵系统的初投资较高, 但运行费用较低, 5年可收回投资成本。
电厂的循环水存在大量低温热能, 热泵具有将低温热能提升为高温热能的能力。对利用热泵回收电厂循环水余热的技术进行了可行性分析, 并与常规热电厂供热进行对比, 认为利用热泵回收电厂余热具有节能、环保的双重效应;然后以某电厂周边小区应用循环水热泵系统进行冬季供暖以及夏季制冷为实例, 进行了技术经济性分析, 虽然水源热泵系统的初投资较高, 但运行费用较低, 5年可收回投资成本。
2010, 27(2): 66-69.
摘要:
通过反复试验, 分析Sniffer截获的真实集散控制系统(DCS)在不同控制逻辑、不同工作状态下的数据包, 破解了Symphony系统的数据协议。然后在Visual C++ 6.0 环境下使用面向对象的思想, 结合该系统本身的通信特点, 采用Socket技术完成了Symphony集散控制系统虚拟服务器的设计。该服务器软件脱离了真实分散处理单元(DPU)、数据采集及数据运算的硬件设备, 完成了工程师站、操作员站、虚拟DPU和模型服务器之间的数据运算、信息传递等功能, 保证了系统运算的正确性和实时性。
通过反复试验, 分析Sniffer截获的真实集散控制系统(DCS)在不同控制逻辑、不同工作状态下的数据包, 破解了Symphony系统的数据协议。然后在Visual C++ 6.0 环境下使用面向对象的思想, 结合该系统本身的通信特点, 采用Socket技术完成了Symphony集散控制系统虚拟服务器的设计。该服务器软件脱离了真实分散处理单元(DPU)、数据采集及数据运算的硬件设备, 完成了工程师站、操作员站、虚拟DPU和模型服务器之间的数据运算、信息传递等功能, 保证了系统运算的正确性和实时性。
2010, 27(2): 70-73.
摘要:
为实现电网所有设备的时间一致性, 提出一种基于GPS、北斗“双模”卫星共视比对系统的时间同步技术。首先介绍了共视比对系统的原理, 分析了系统采用的数据处理算法和工作模式。然后通过一点对多点的共视比对模式, 使国家电网所有一级基准时钟溯源于国家授时中心的标准时间, 并获得较高的时间同步精度。比对数据表明, GPS模式下的共视比对精度优于5ns, 北斗模式下共视比对精度优于15ns。
为实现电网所有设备的时间一致性, 提出一种基于GPS、北斗“双模”卫星共视比对系统的时间同步技术。首先介绍了共视比对系统的原理, 分析了系统采用的数据处理算法和工作模式。然后通过一点对多点的共视比对模式, 使国家电网所有一级基准时钟溯源于国家授时中心的标准时间, 并获得较高的时间同步精度。比对数据表明, GPS模式下的共视比对精度优于5ns, 北斗模式下共视比对精度优于15ns。
2010, 27(2): 74-77.
摘要:
为使火电机组运行方式更经济, 充分利用火电厂历史运行数据, 设计一种基于聚类分析的模式归并算法, 用于建立火电机组典型的运行模式集合。该算法以划分工况区间的数据为挖掘对象, 通过对典型热力参数的相似性比较与分析, 将满足条件的运行记录归并为一类运行模式。运行模式集合挖掘完毕后建立典型运行模式库。利用该归并算法对盘山电厂历史运行数据进行挖掘, 结果表明了算法的有效性。
为使火电机组运行方式更经济, 充分利用火电厂历史运行数据, 设计一种基于聚类分析的模式归并算法, 用于建立火电机组典型的运行模式集合。该算法以划分工况区间的数据为挖掘对象, 通过对典型热力参数的相似性比较与分析, 将满足条件的运行记录归并为一类运行模式。运行模式集合挖掘完毕后建立典型运行模式库。利用该归并算法对盘山电厂历史运行数据进行挖掘, 结果表明了算法的有效性。
2010, 27(2): 78-81.
摘要:
电力市场化改革要求市场公平、平等地对待各市场主体。电力调度公平性是市场公平对待各发电厂的重要部分。电力调度公平性可以通过电量计划完成率反映。反映电量计划完成率差异的主要指标为基尼系数与标准方差。基于2006~2008年度华北区域“三公”调度的数据, 通过基尼系数与标准方差对电量计划完成率进行了分析, 并取得电量计划完成率的基尼系数与标准方差数据, 进行了两者的公平性表征能力相关性及差异性对比分析。通过两者的相关性系数得出基尼系数与标准方差在反映调度公平性上结论一致, 数据归一化处理后图形显示标准方差对调度公平性数据对比分析时差异性反映能力更强, 而基尼系数对调度公平性数据反映更直观。
电力市场化改革要求市场公平、平等地对待各市场主体。电力调度公平性是市场公平对待各发电厂的重要部分。电力调度公平性可以通过电量计划完成率反映。反映电量计划完成率差异的主要指标为基尼系数与标准方差。基于2006~2008年度华北区域“三公”调度的数据, 通过基尼系数与标准方差对电量计划完成率进行了分析, 并取得电量计划完成率的基尼系数与标准方差数据, 进行了两者的公平性表征能力相关性及差异性对比分析。通过两者的相关性系数得出基尼系数与标准方差在反映调度公平性上结论一致, 数据归一化处理后图形显示标准方差对调度公平性数据对比分析时差异性反映能力更强, 而基尼系数对调度公平性数据反映更直观。
2010, 27(2): 91-94.
摘要:
以全寿命周期风资源评估思想对未来运营期风资源进行预测分析, 得出每年的预测风速, 根据此预测风速, 得到每年的预测发电量, 再进行项目的经济效益评价, 从而更加接近实际情况。然后对项目风资源进行敏感性分析, 以测风年份风速为基数, 以20%的幅度进行敏感性分析, 最终得出各个年份的经济效益。根据全寿命风资源理论进行分析得出的结论需要提高风电上网电价, 才能使项目盈利。
以全寿命周期风资源评估思想对未来运营期风资源进行预测分析, 得出每年的预测风速, 根据此预测风速, 得到每年的预测发电量, 再进行项目的经济效益评价, 从而更加接近实际情况。然后对项目风资源进行敏感性分析, 以测风年份风速为基数, 以20%的幅度进行敏感性分析, 最终得出各个年份的经济效益。根据全寿命风资源理论进行分析得出的结论需要提高风电上网电价, 才能使项目盈利。
