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2014年  第31卷  第2期

风电技术
风电场建模研究综述
林俐, 赵会龙, 陈迎, 李丹
2014, 31(2): 1-10.
摘要:
概括分析了风电场等值建模的国内外研究现状。首先,总结了风电场风速功率特性建模的研究情况,进而从不同类型风电场静态建模、含风电电力系统的潮流计算两个方面对风电场静态等值建模研究现状作了概括;随后对风电场动态等值的集总参数建模和同调等值建模方法以及风电场内部集电系统的等值化简做了简单分析,另外从加权求和法、频域聚合法、时域聚合法3个方面对风电场机群参数的聚合方法作了总结归纳;最后,展望了风电场等值建模的需求以及研究趋势。
控制技术
风电场储能系统的模糊自适应控制策略
程世军, 张粒子, 李丰, 王晓晖
2014, 31(2): 11-14.
摘要:
为了平滑风电场的出力,风电场常常配置一定容量的储能装置。但由于储能容量的限制,储能系统的过度充放电会影响其使用寿命。本文首先提出了表征电池储能系统运行状况的两个性能指标,并将模糊自适应控制引入到风电场储能系统的控制中。利用提出的模糊自适应控制策略,实时调整储能系统的功率参考值,在实现平抑风电场功率波动,提高风电功率输出稳定性的同时,还能避免储能系统出现深度放电或过度充电的状况,有效地延长了储能系统的使用寿命。通过对有无模糊自适应控制两种情况进行仿真,其仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。
不平衡电网电压下永磁直驱风力发电系统网侧变流器控制策略
苏绍泽, 杨洪耕
2014, 31(2): 15-20.
摘要:
建立了电网电压不平衡环境下永磁直驱风力发电机电网侧变流器的数学模型,分析了直流侧电压2倍频分量产生机理,讨论了并网电抗器上的功率波动对网侧变流器双电流控制策略的影响。为抑制不平衡电网电压下直流侧电压2倍频分量,在计及并网电抗器上功率波动的基础上,提出了一种基于正负序电压分别定向的双电流控制策略,并引入了并网电抗器上功率波动修正量对控制算法中的参考电流进行修正。仿真结果表明所提控制策略不仅能有效地控制正负序电流、抑制直流侧电压的2倍频分量,还能减少并网电流的谐波含量。
电动汽车
含电动汽车充电站的配电网谐波潮流计算
许璐, 袁越, 王敏, 刘冠群
2014, 31(2): 21-26.
摘要:
考虑到实际系统中充电站并网点的运行电压一般不是额定电压水平,且在相同功率下,电压值的变化会引起电流值变化。为使充电站并网谐波潮流计算更精确,本文提出一种适用于充电站的谐波潮流计算模型,该模型为考虑了充电站并网侧电压和自身阻抗影响的充电站等效电流源模型,并根据电动汽车充电站的工作原理,提出了一种含电动汽车充电站模型的谐波潮流计算方法。算例采用IEEE-33节点配电网系统,对两种类型谐波源在多种注入方式下进行谐波潮流计算,对比结果表明,计算中修正谐波电流后,含充电站负荷的节点及相邻节点的电压畸变率增大,充电站并网不仅影响本节点还影响相邻节点的电能质量。
基于直接功率控制的电流型PWM电动汽车充电装置
刘人玮, 尹忠东, 曹松伟, 姜喆
2014, 31(2): 27-30.
摘要:
针对电动汽车充电装置和电池充电特性要求,提出了基于电流型PWM整流器的改进直接功率控制策略。在分析传统的基于直接功率系统六区间的电流矢量控制基础上,提出采用以十二区间划分的控制方法与直流侧增加续流二极管方法,改进最优电流矢量的选择以达到快速响应和降低平均开关频率,进而减少电流谐波含量,并推导了该方法得到的开关表;最后用EMTDC/PSCAD仿真软件对改进后的直接功率控制方法进行了可行性验证,证实其可以增加控制精度和快速响应速度,减少平均开关频率。
分析与计算
一种基于OpenMP和MPI的非序贯蒙塔卡罗暂态稳定评估的动态混合并行化方法
于慧莉, 李勤新, 宫春明
2014, 31(2): 31-36.
摘要:
为了提高暂态稳定性分析中非序贯蒙塔卡罗串行算法的计算效率,提出并实现了一种基于OpenMP和MPI的风险评估混合动态并行算法。利用动态规划规则将蒙塔卡罗抽样样本点以MPI方法分配给计算机集群上的多个PC进程,再在各进程内采用多线程的并行计算模式对系统故障的分析处理的循环部分进行OpenMP并行分解。大量实验模型的测试和数据分析表明,在保证准确度的前提下,算法取得了理想的并行效率,普通集群最高达到了3.28倍的加速比,混合集群最高达到了5.06倍的加速比。
基于IGG准则的抗差最小二乘输电线路参数辨识
戴长春, 王正风, 张兆阳, 毕天姝, 薛安成
2014, 31(2): 37-41.
摘要:
针对实测数据中会存在粗差而传统最小二乘不具备抗差能力,本文将IGG(Institute of Geodesy & Geophysics, Chinese Academy of Sciences)抗差方法应用到输电线路参数辨识中,提出了基于IGG准则的抗差最小二乘的输电线路参数辨识方法。具体的,本文在介绍基于双端PMU(Phasor Measurement Units)数据的线路线性数学模型和相应的最小二乘辨识的基础上,通过对目标函数的改造,引入基于IGG法的抗差准则,即对有效的观测信息保权,对可利用观测信息降权,对有害观测信息拒绝,从而使得改造后的最小二乘方法具备了较强的抗差能力。基于PSCAD仿真数据的测试验证了本文方法的有效性、抗噪能力及抗差能力;基于实测PMU数据的运行参数辨识结果表明了本文方法的实用性。
优化与控制
计及无功优化的分布式电源选址与定容
周春泉, 史静, 姜相明, 杨保, 蒋丹, 丁晓群
2014, 31(2): 42-45.
摘要:
为提高电网的电压水平和降低线路损耗,在分布式电源选址与定容的基础上,加入了无功优化。根据分布式电源出力情况,将计及无功优化的分布式电源选址与定容问题分解成分布式电源并网和切除两种模式,即DG满出力时配电网网损、电压偏移及静态电压稳定裕度综合目标最优和DG零出力时电压合格为约束条件下的配电网网损最小,通过加权法将多目标转换成单目标。运用免疫算法对含分布式电源的33节点的配电系统进行算例分析,证明了计及无功优化的分布式电源选址定容的优越性。通过无功优化和分布式电源选址定容的优化分析,得出了当同时考虑两者时,优化效果最佳。
基于多负荷模糊最优模型的配电网无功优化
周竞, 丁晓群, 蒋丹, 刘苏云, 史静
2014, 31(2): 46-50.
摘要:
近年不少地区配电网的负荷变动较大,仅考虑单一负荷状态下的无功规划方案有可能导致一些负荷模式的补偿效果极差。本文提出了兼顾多种负荷模式的配电网多负荷模糊最优模型,并使用改进遍历算法优化。实际计算表明,与常规优化方法相比,此方法可兼顾多种负荷模式下网络损耗与电能质量,能提高整体优化效果。
基于负荷曲线量化的抽水蓄能电站运行优化
赵亮, 李燕青
2014, 31(2): 51-54.
摘要:
在抽水蓄能电站运行优化过程中,从抽水蓄能电站参与负荷分配使火电机组运行环境改善的角度出发,提出了对火电机组承担的负荷曲线波动程度进行量化的思想和方法。以负荷曲线量化值最小为目标函数,在计及各种约束条件下运用动态规划法对抽水蓄能电站运行进行优化。并以广东省电网为例,对惠州抽水蓄能电站进行了运行优化,结果显示优化后火电机组承担的负荷曲线波动程度降低,提高了火电机组的发电负荷率,并对供电煤耗进行了校验。结论表明,对火电机组承担的负荷曲线波动程度进行定量计算的方法对抽水蓄能电站的优化运行调度有一定的指导意义。
光伏发电双模式运行无缝切换控制策略研究
晋鹏娟, 赵兴勇, 梁元元
2014, 31(2): 55-59.
摘要:
太阳能光伏发电系统有独立运行和并网运行两种工作模式,实现这两种工作模式的无缝切换,是双模式运行分布式电源发电并网技术的关键问题之一。在分析光伏发电系统特点的基础上,提出一种运行控制策略。该策略为对光伏电源的逆变器进行多环反馈控制,同时在并网过程中加入电压加权控制,离网过程中加入电流加权控制,抑制切换过程中并网电流和负载电压的冲击,波动在电力系统允许的范围之内。采用PSCAD/EMTDC软件对双模式运行光伏发电系统进行仿真分析,仿真结果表明,实现了双模式运行的无缝切换,验证了所提控制策略的有效性和可行性。
微电网中基于复合虚拟阻抗的同步电压源控制策略研究
刘真, 鲍薇
2014, 31(2): 60-65.
摘要:
传统的基于下垂特性曲线的同步电压源控制没有考虑分布式电源之间线路阻抗的影响,直接应用于微电网中分布式电源的控制,会影响系统的稳定性和功率均分。本文提出了一种基于复合虚拟阻抗的改进同步电压源控制,引入复合虚拟阻抗削弱线路阻抗模型中阻性成分带来的功率耦合,引入公共负荷点电压反馈,通过改进电压/无功下垂控制解决线路阻抗标么值不等带来的无功功率均分问题。采用改进的同步电压源控制能够实现系统功率的准确均分,并且改善系统的供电质量。仿真结果验证了本文控制算法的有效性。
电力经济
煤电能源供应链风险控制研究综述
谭忠富, 张会娟, 刘文彦, 王舒祥, 张金良
2014, 31(2): 66-74.
摘要:
煤炭生产、煤炭运输、发电、输电到用电的煤电能源供应链各个环节之间需要协调发展,煤炭价格、购售电价、电源布局、环境约束等多种风险源均可通过供应链进行风险传递与扩展,造成风险损失扩大。针对上述风险源,基于一般供应链的风险管理理论,从煤电能源供应链的价格传导风险控制、产能规模匹配与协调风险控制和节能减排环境下的风险控制3个方面对国内外相关研究进行了综述。结果表明针对煤电能源供应链中各单一环节风险控制的研究较多,但缺乏煤电能源供应链整体风险传递机制、扩展路径及协调控制的研究,因此,提出煤电能源供应链全面风险控制的研究思路,为煤电能源供应链的风险管理提供参考。
西电东送南通道送受电双方发电权交易研究
傅鸿浩, 蔡国田, 赵黛青
2014, 31(2): 75-79.
摘要:
为应对西电东送给受电方机组负荷带来的负面影响,从论证广东火电机组开展发电权交易的必要性和可能性出发,首次建立了跨省输电合同双方火电机组发电权交易模型,并以西电东送南通道的贵州和广东为例,验证模型,计算各方收益。结果表明,广东火电机组的负荷在约半年的时间内受外来电力影响较大,尤其是中等容量机组所受影响超过机组发电能力的5%,通过开展发电权交易加以利用是必要且可能的。发电权交易可在增加贵州省和输电网收益的同时,使广东火电机组受上述影响减少的负荷全部得到利用,损失的收益得到29.7%的补偿,且容量大的机组可获得补偿比例更高。
其它
基于B样条曲面参数方程的曲面边界元精细后处理方法研究
李亚莎, 徐瑞宇, 李晶晶
2014, 31(2): 80-83.
摘要:
B样条曲面四边形边界元方法,是用B样条曲面拟合实际边界面,比一阶单元更接近实际边界,相应的顶点节点上的函数值也比较精确。但由于模型采用高阶单元粗略剖分,该方法单元数量相对较少,剖分后的模型较粗糙,而且模型只能以平面线性单元的形式显示,与实际模型边界差别较大。本文提出了基于B样条曲面参数方程的曲面边界元精细后处理方法。在该方法中,利用B样条曲面的参数方程把曲面单元精细显示出来。单元上新建节点的函数值可由曲面单元顶点上的函数值和面积比值法定义的形状函数插值得到。最后形成经精细显示后的B样条曲面边界元方法。算例表明,经精细显示后边界面比未处理前更接近实际边界。
无过程层网络下基于GOOSE网的多判据保护技术
刘建华, 臧其威, 刘鹏, 张少冉
2014, 31(2): 84-88.
摘要:
国家电网公司建议35kV及以下等级电网建设智能变电站时采用两层一网结构,无过程层网络,基于过程层信息共享的应用无法实现。为实现智能变电站多判据继电保护技术,提出采用GOOSE网络实现信息共享的方式,通过GOOSE网络传输开关量和模拟量,实现故障信息共享,构造基于GOOSE网的多判据继电保护技术,对GOOSE报文进行了深入分析并提出可靠区分GOOSE报文中不同设备信息的方法。结合GOOSE网的传输机制,重点研究实现母线保护和单相接地保护的方案,并提出传统保护改造的实施方案,有效解决无过程层网络下实现多判据保护的难题,推动IEC61850标准在配电领域的应用。
复杂大电网下基于分层PCE的跨域分离通信路径建立机制
吴润泽, 吕文涛, 唐良瑞
2014, 31(2): 89-94.
摘要:
随着多域电力通信网络环境的出现,基于约束的跨域保护路径计算变得极其复杂,严重影响电力通信网业务可靠性。通过对路径计算单元(PCE)的研究分析,提出一种基于分层PCE的节点并行资源预留跨域分离路径建立方法(HPCE-PNC)。首先父PCE利用源节点、目的节点和各域边界节点组成的虚拓扑计算一组源节点到目的节点的不相交虚路径对。然后子PCE将经过本域的虚路径段映射为物理路径段,并将链路资源信息发给父PCE。最后父PCE计算出不相交的完整物理路径对集合并选择一个代价最小的不相交路径对分别作为工作路径和备份路径,并对该不相交路径对分配资源,将路径结果发送至各个节点进行并行资源配置。仿真结果显示,该方法具有较高的建路成功率和较短的建路时延。