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电网技术
2009年 33卷 8期
刊出日期 2009-04-20
新能源与分布式发电
电力系统
国家重点基础研究项目
电力市场
自动化
 
论文
1 陈树勇 宋书芳 李兰欣 沈杰
智能电网技术综述

阐述了智能电网的内涵和特点，总结了智能电网技术的国内外研究现状以及发展智能电网对中国的重要意义，分析了我国发展智能电网的条件，指出了建设智能电网在网络拓扑、通信系统、计量体系、需求侧管理、智能调度、电力电子设备、分布式电源接入等领域需要解决的关键技术问题。
2009 Vol. 33 (8): 1-7 [摘要] ( 1244 ) [HTML 1KB] [PDF 391KB] ( 3904 )
国家重点基础研究项目
8 刘建 李兴源 吴冲 艾飞
HVDC系统换相失败的临界指标

在电阻性、电感性和电容性条件下，给出了直流系统逆变侧发生单相和三相接地故障时换相失败免疫因子(commutation failure immunity index，CFII)的分布情况。提出了用优化仿真模块快速确定某一故障时刻点换相失败临界阻抗的方法。根据计算得出的CFII分析了直流系统降压运行和降功率运行对换相失败的影响，探讨了交流系统强度与换相失败的关系以及多馈入系统中耦合阻抗与临界当地换相失败风险、临界同时换相失败风险的关系。
2009 Vol. 33 (8): 8-12 [摘要] ( 613 ) [HTML 1KB] [PDF 400KB] ( 453 )
13 张冰 刘连光 肖湘宁
采用电网直流等效模型评估地磁感应电流水平的影响因素分析

由地磁暴引起的电网地磁感应电流(geomagnetically induced current，GIC)的频率很低，但并不为0，所以采用电网直流等效模型进行GIC水平评估时必然会产生误差。文章分析了线路等效电感、变压器等效电感和高压并联电抗器等效电感对采用电网直流等效模型评估GIC水平所产生误差的影响程度，通过仿真计算分析了变压器绕组联结组别和变压器铁心结构对变压器等效电感的影响，最后针对我国电网的特点，提出了用于评估超、特高压电网电磁感应电流水平的电网等效模型。
2009 Vol. 33 (8): 13-17 [摘要] ( 812 ) [HTML 1KB] [PDF 371KB] ( 448 )
18 黄凯征 汪万伟 王旭
基于滑模控制的PWM整流器建模与仿真

为克服三相电压型脉宽调制(pulse width modulation，PWM)整流器启动性能差、负载扰动时直流电压波动大的缺点，针对采用常规PI控制的整流器对系统参数变化较为敏感的弊端，提出一种基于滑模变结构的电压环非线性控制方案。采用一种新颖的a-b坐标系下的开关表设计方法，不仅可以取得良好的滑模算法动态响应特性，而且有效降低了开关频率。在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型，对滑模控制和PI控制方案进行仿真比较，结果表明，应用滑模变结构控制三相PWM整流器，不仅设计和实现简单，而且具有较好的鲁棒性和动态性能。
2009 Vol. 33 (8): 18-23 [摘要] ( 749 ) [HTML 1KB] [PDF 573KB] ( 564 )
24 吴杰康 郭壮志 秦砺寒 宁琳
基于连续线性规划的梯级水电站优化调度

梯级水电站优化调度是一个多时段、多变量和多约束条件的大规模优化问题，其求解过程非常复杂。文章尝试采用连续线性规划的优化方法来解决梯级水电站长期优化调度问题。通过采用泰勒级数一阶描述形式，对优化调度目标函数和约束条件中的非线性约束进行线性化处理，建立了基于连续线性规划算法的优化调度数学模型，提出了用连续线性规划技术求解梯级水电站优化调度问题的算法，并采用迭代步长的动态比例缩减因子保证算法能快速准确地收敛到优化问题的最优解。利用Matlab7.0编制连续线性规划梯级水电站优化调度程序，一个两级梯级水电站群的仿真分析结果表明，该算法可用于求解梯级水电站优化调度问题，并可快速得到非线性问题的最优解。
2009 Vol. 33 (8): 24-29 [摘要] ( 771 ) [HTML 1KB] [PDF 351KB] ( 463 )
电力系统
30 张国华 张建华 彭谦 段满银
电网安全评价的指标体系与方法

提出了一套较完整的电网安全评价指标体系，包括电网的安全供电能力、静态电压安全性、拓扑结构脆弱性、暂态安全性、风险指标5大类。该指标体系能够科学、全面地反映电网的安全水平，为电网安全应急技术措施的制定提供量化依据。改进了传统安全评价指标和方法，提出了系统N-K故障后失元件个数、最大供电区域指标、基于效用理论的过负荷、低电压、电压崩溃、功角失稳风险指标。该指标系统能够方便地对电网安全进行计算和分析，为电网的规划改造和安全生产运行提供了实用的辅助工具。最后以某电网为例，说明了所提指标体系的合理性和软件的实用性。
2009 Vol. 33 (8): 30-34 [摘要] ( 733 ) [HTML 1KB] [PDF 552KB] ( 561 )
35 赵强 王丽敏 刘肇旭 卜广全
全国电网互联系统频率特性及低频减载方案

目前我国已形成东北—华北(含山东)—华中(含川渝)跨区同步互联电网。采用电力系统暂态稳定时域仿真程序和自动低频减负荷方案设计了单机计算模型，全面分析和评价了各种联网或孤网运行模式下发生大功率缺额时，电网频率暂态稳定特性及各电网现有低频减载方案对2005—2007年电网频率安全运行的适应性。在此基础上提出了我国东北—华北—华中跨区互联电网统一协调的低频自动减负荷方案，该方案不但适用于各种联网模式，也适用于各种孤网模式。当受到5%~45%的不同功率缺额扰动时，互联电网能够相应地协调减负荷，保证了最小频率不低于48.0 Hz，满足频率恢复速度10 s左右恢复到49.5 Hz，达到了统一协调减载，保证系统频率稳定和联络线及大机组安全。
2009 Vol. 33 (8): 35-40 [摘要] ( 909 ) [HTML 1KB] [PDF 453KB] ( 550 )
41 韩丰 李晖 王智冬 刘建琴 王乐
法国电网发展分析以及对我国的启示

法国电网是世界范围内发展较为成熟的电力系统之一，管理与运作体制也与我国相似。文章通过对法国电网的发展历程及现状的总体回顾，分析了法国电网的发展规划思路，系统阐述了法国电网各电压等级规划方法、主要内容与主要考量因素。在此基础上总结了法国电网发展建设的若干特点以及形成这些特点的原因，并结合我国国情与电力系统发展实际，分析了将以上规划方法应用于我国电网建设的可能性与可行性。
2009 Vol. 33 (8): 41-47 [摘要] ( 706 ) [HTML 1KB] [PDF 422KB] ( 655 )
48 宋云亭 张东霞 梁才浩 彭冬 吴俊玲 邱野 陈志刚 吴琼 曹静
                                                    南方电网"十一五"城市供电可靠性规划

针对网络结构无法明确给出的规划目标年的城市电网供电可靠性指标预测，传统可靠性评估预测方法难以实现这一目标，本文提出了两种基于统计方法的城市电网供电可靠性预测新方法，一种是基于历史数据的可靠性趋势预测方法，另一种是考虑相关影响因素的供电可靠性预测方法。文中给出了新方法的具体思路和应用步骤，通过将其应用于南方电网及各省典型城市"十一五"未来几年的供电可靠性预测工作中，得到了供电可靠性预测指标，在此基础上，根据相关原则并结合电网的具体情况综合考虑确定合理的供电可靠性目标值。同时提出了提高供电可靠性水平的技术措施和管理措施。结果表明所提方法是十分有效的，可用于实际城市配电网供电可靠性规划预测。本文给出了南方电网城网供电可靠性规划工作的原则、目标、思路及步骤，研究成果对科研和生产部门有重要的指导意义和参考价值。
2009 Vol. 33 (8): 48-54 [摘要] ( 476 ) [HTML 1KB] [PDF 354KB] ( 476 )
55 陈卫东 肖先勇 李皖 徐方维 杨洪耕
敏感负荷电压凹陷敏感度的最佳平方逼近评估法

敏感负荷电压凹陷敏感度评估的关键在于电压耐受曲线随机分布规律的确定。文章以勒让德多项式为基函数，提出一种通过最佳平方逼近法确定敏感负荷电压凹陷敏感度特征参数随机分布的概率密度函数的方法，该方法无需主观假设，忠实于样本特征，具有原理简单、计算量小的特点。文中对概率密度函数的逼近算法、评估原理和过程进行了研究，以PC机为例，通过蒙特卡罗方法随机模拟样本，用所提出的方法进行评估，证明了所提出方法的准确性和适应性。
2009 Vol. 33 (8): 55-59 [摘要] ( 734 ) [HTML 1KB] [PDF 403KB] ( 403 )
60 江洁 王主丁 张宗益 李宏伟
基于有效生成初始种群的配电网无功规划优化遗传算法

现有遗传算法用于配电网无功规划优化时，初始种群的产生一般是在人为设定补偿点个数及其补偿组数的条件下进行，这使初始种群包含很大比例的无效解，并导致解空间太大而造成寻优速度缓慢和效率不高。基于一般遗传算法，根据节点优化编号和辐射状配电网特点，提出了一种既有序又随机的方法。该方法可动态确定各节点无功补偿的组数上限及初始补偿组数，可按优化编号由大到小的顺序对补偿点进行无功补偿，且后补偿时的最大补偿组数自动考虑了先前补偿电容器的影响，同时每个补偿点组数的选择是在0和最大补偿组数之间随机产生的。这种方法克服了现有靠经验人工事先设置合理补偿节点总数及各补偿节点组数上限的困难，并使由此生成的初始种群包含尽可能多的可行解。另外，对可能在一个节点补偿多组标准电容器的问题提出了一种辅助的有效实用方法。IEEE33节点系统和多个实际算例的计算结果表明，上述方法用于求解无功规划优化问题可提高计算精度和速度。
2009 Vol. 33 (8): 60-65 [摘要] ( 886 ) [HTML 1KB] [PDF 392KB] ( 574 )
66 邱建 蔡泽祥 李爱民 刘敏 蔡莹 付轲
基于N-1准则的备自投投退控制策略
投退地区电网中的备自投装置是保证供电可靠性的重要措施。在实际的备自投投退中，应充分考虑备用电源侧元件的热稳定极限影响，否则会给电网带来更大损失。在深入分析备用电源侧元件的热稳定极限对各种类型备自投影响的基础上，提出了利用N-1准则对备自投的投退进行控制的策略。一个N-1故障可能导致多个备自投动作，因此备自投投退应该考虑备自投动作组合以及上下级备自投配合问题，文中提出了利用网络拓扑关系自动确定上下级备自投关系的方法。算例分析表明，基于N-1准则的备自投投退策略能充分反映备用电源侧元件的热稳定极限对备自投的影响，符合电网实际情况，具有一定的实用性。
2009 Vol. 33 (8): 66-71 [摘要] ( 893 ) [HTML 0KB] [PDF 0KB] ( 25 )
72 肖军 刘天琪 苏鹏
基于双种群粒子群算法的分时段电力系统无功优化

提出了一种基于双种群粒子群算法的分时段无功优化算法，将复杂的动态无功优化问题转化为静态无功优化进行处理。文中把设备的调节代价和网损费用之和作为目标函数，考虑了包括设备相邻时段调节次数限制等约束条件。在该模型基础上，根据负荷的变化趋势，提出了一种考虑设备一天内调节次数限制的分时段算法。该方法简便，不需设置划分时段的门槛值，保证了分段的有效性和可操作性，且采用双种群粒子群算法对每个时段进行静态无功优化。该算法对离散变量进行了特殊编码，较好地解决了连续和离散变量的共同寻优，降低了网损，并减少了设备动作次数。IEEE30节点算例系统结果验证了所提算法的正确性和有效性。
2009 Vol. 33 (8): 72-77 [摘要] ( 693 ) [HTML 1KB] [PDF 360KB] ( 453 )
自动化
78 夏璐璐 何正友 张钧
基于数学形态学原理的行波波头提取算法在铁路电力贯通线测距中的适应性分析

对3种基于数学形态学原理的行波波头提取算法——数学形态学梯度算法、形态学–小波综合滤波算法和形态学非抽样小波分解算法进行了研究，针对一条实际的10 kV架空线–电缆混合铁路电力贯通线路进行了故障测距仿真试验，对比分析了3种算法在不同故障类型、不同故障距离、不同过渡电阻以及不同噪声水平工况下的适应性。结果表明，数学形态学梯度算法运算速度快，适用于低噪工况；形态学–小波综合滤波算法测距精度高，适用于噪声不大的工况；形态学非抽样小波分解算法噪声耐受性高，适用于有较强噪声干扰的环境。基于此，提出了形态学综合测距方案，该方案可获得比单一方法更为快速准确的结果，为后续系统装置的研制提供了依据。
2009 Vol. 33 (8): 78-83 [摘要] ( 776 ) [HTML 1KB] [PDF 436KB] ( 501 )
84 刘俊岭 刘汉青 刘浩芳
基于准测距结果的输电线单相故障性质识别

提出利用单相故障恢复电压阶段输电线路两端电气量进行故障测距，确定故障点位置，从而通过故障点电压幅值进行故障性质识别。指出由于断开相恢复电压较低，测量会存在误差，导致测距也会有误差，因此对此测距称为准测距。利用准测距结果可准确判断故障性质。针对工程应用，提出了该方案的工程算法，计算分析结果证明算法精度能够满足工程应用的要求。该判据性能基本不受负荷电流、故障接地电阻、故障位置的影响，但由于需利用线路两端电气量，其可靠性依赖于线路的通信系统。理论分析与仿真实验验证了了所得结论的正确性。
2009 Vol. 33 (8): 84-86 [摘要] ( 740 ) [HTML 1KB] [PDF 267KB] ( 435 )
电力市场
87 徐玮 罗欣 刘梅 那志强 吴臻 黄静 姜巍 孙珂
用于小水电地区负荷预测的两阶段还原法

影响电力负荷预测的因素较多，其中小水电出力的强不确定性对多小水电地区负荷预测准确率的影响尤其明显。文章首先分析了小水电发电负荷的特性及主要相关因素，根据小水电的规律性，提出了小水电负荷预测的有效方法。考虑到不同负荷成分的差异性，提出了多小水电地区负荷预测的两阶段还原法，将网供负荷分解为全社会负荷与小水电负荷，根据各自特点选择不同的适合的方法预测，再还原为网供负荷预测结果。实例验证了文中方法的正确性和有效性。文中的工作对于多小水电地区网供负荷或小水电负荷预测具有重要现实意义与实用价值。
2009 Vol. 33 (8): 87-92 [摘要] ( 847 ) [HTML 1KB] [PDF 439KB] ( 496 )
93 李妮 江岳春 黄珊 毛李帆
基于累积式自回归动平均传递函数模型的短期负荷预测

针对短期负荷预测，提出了累积式自回归动平均(auto-regressive integrated moving average，ARIMA)传递函数模型的简化建模方法。传递函数模型考虑了干扰因素对因变量的作用，体现了干扰因素中变量间相互影响的关系。其构造灵活，可用较少的参数建立阶数较高的模型；并且假定值较少，容易得到满足。该文还将温度因素考虑在内，通过算例将传递函数模型和ARIMA模型的预测结果与实际值进行了比较，结果表明采用传递函数改进后的ARIMA模型预测精度提高，预测误差减小，具有较强的实用性。
2009 Vol. 33 (8): 93-97 [摘要] ( 698 ) [HTML 1KB] [PDF 405KB] ( 502 )
新能源与分布式发电
98 田华 朱莉
三门峡黄河风电场一期工程并网方案研究

对三门峡黄河风电场所在电网的情况进行分析，首先设计出接入系统的5种可行方案，通过初步筛选，得到3种方案。应用电力系统分析综合程序(PSASP)，对广泛应用的双馈风电机组进行建模，并对风电场接入后的电网进行仿真计算。围绕风电场接入后对系统电压、网损、稳定性和短路容量等方面的影响，从经济性、可靠性等方面进行对比研究，认为该风电场送电虢都220 kV变电站，并通过 l回110 kV线路接入系统是适宜的。
2009 Vol. 33 (8): 98-103 [摘要] ( 710 ) [HTML 1KB] [PDF 449KB] ( 904 )
104 孙鸣 余娟 邓博
分布式发电对配电网线路保护影响的分析

为了分析分布式电源(distributed generation，DG)接入线路对重合闸和配电网线路保护的影响，以DG通过10kV线路并入配电网为例，考虑到DG接入容量较小、在配电网中接入位置不确定以及一次重合闸与DG的配合等问题，结合DG并网时电网拓扑，利用短路电流计算公式计算了电流的流向和大小，分析了DG在线路不同位置接入对配电网线路保护和重合闸的影响，指出在线路或系统出现任何形式的故障均快速无选择地切除DG的前提下，DG不会对原线路保护产生负面影响，无需更改原有线路保护的整定值。
2009 Vol. 33 (8): 104-107 [摘要] ( 870 ) [HTML 1KB] [PDF 368KB] ( 601 )
经验交流
108 李倩 王建功1 王浩
电网可视化技术及其在N-1静态安全分析中的应用

分析了可视化技术应用于电网运行过程的必要性，详细介绍了应用可视化技术对几类基本的电网状态数据进行显示的方案，以及基于一次接线图对电网N-1静态安全分析结果进行可视化展示的方案。针对实际需求对已有的N-1分析结果显示方案做了改进并给出了实现效果。
2009 Vol. 33 (8): 108-111 [摘要] ( 704 ) [HTML 1KB] [PDF 703KB] ( 514 )
 
 
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