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电网技术
2009年 33卷 11期
刊出日期 2009-06-05
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
 
特稿压输电
1 刘连光 刘春明 张冰
磁暴对我国特高压电网的影响研究

随着我国长距离输电的发展，江苏、广东等地曾多次发现磁暴在电网中产生了较大幅度的地磁感应电流(geomagnetically induced current，GIC)，有可能对电网造成危害。文章通过对电网GIC监测数据和地磁数据进行分析，指出除磁暴强度外，大地电性结构、电网结构与参数也是影响GIC水平的重要因素；借助磁暴产生GIC的物理模型并根据特高压电网线路电阻小、输电距离长、采用单相变压器等特点预测未来特高压系统中的GIC干扰问题将更加严重；根据2010年我国特高压规划建立了电网的等效模型，利用典型磁暴感应出地面电场的数值初步估算了各变电站的GIC水平；最后对目前研究中有待解决的关键问题进行了总结，并结合我国国情提出了解决方案。
2009 Vol. 33 (11): 1-5 [摘要] ( 955 ) [HTML 1KB] [PDF 385KB] ( 541 )
论文
6 丁明 张颖媛 茆美琴
微网研究中的关键技术

微网技术的研究成为分布式能源系统研究领域的热点之一。文章介绍了微网的组成部分、体系架构和运行状态，从技术内涵角度综述了微网研究中关键技术的研究现状，包括新型电力电子技术，故障检测与保护、通信技术，系统规划设计、运行控制与能量管理所涉及的系统监控体系、控制策略及方法、辅助服务、运行标准，单元级、系统级的建模仿真研究，微网经济性评估等。文章还指出，微网系统网络拓扑的优化设计及分布式能源单元的优化配置对实现整个系统效益最大化具有重要作用，对微网进行有效的经济性评估是有待深入研究的课题。
2009 Vol. 33 (11): 6-11 [摘要] ( 979 ) [HTML 1KB] [PDF 344KB] ( 1556 )
12 孙欣 吕跃春 高军2 夏清
电网经济性与安全性的精益化协调方法

精益化的电网运行日益追求安全与经济并重，而安全与经济运行往往是一对矛盾。文章提出以电网运行均衡度的作为电网安全运行指标，通过求解系统经济、安全的双目标优化问题得到了电网安全–经济运行协调曲线。该曲线不仅能直观地量化描述电网各运行方式的经济指标和安全指标，而且能够量化电网运行的经济性和安全性之间的协调成本，这对推进电网调度精益化管理具有重要的理论与应用价值。电网安全–经济协调运行曲线能用于量化电网对市场交易的开放性、调度效率和调度裕度等方面的评估。对IEEE30节点系统的计算结果表明了所提思想和方法的有效性。
2009 Vol. 33 (11): 12-17 [摘要] ( 687 ) [HTML 1KB] [PDF 403KB] ( 476 )
国家重点基础研究项目
18 赵炜炜 张建华 易俊 尚敬福 辛永 杨晓楠
改进的Manchester连锁故障模型及其应用

本文根据Manchester模型和最优潮流理论，提出了一种改进的连锁故障模型。该模型通过快动态和慢动态两个时间尺度对系统连锁故障过程进行描述，并通过电量不足期望值对系统的停电风险进行评估。算例依据我国一区域电网，研究了系统负载率和关键线路的故障率对电网停电风险的影响以及临界负荷情况下电网的幂律特性。本研究对系统规划和运行人员分析连锁故障过程和采取有效措施降低系统停电风险提供了一定的决策参考。
2009 Vol. 33 (11): 18-22 [摘要] ( 648 ) [HTML 1KB] [PDF 397KB] ( 402 )
23 吴杰康 丁一琰 何杲杳
计及TCSC的交直流系统静态电压稳定性分析

基于交直流系统潮流方程雅可比矩阵的特征结构分析法，提出了一种利用可控串联补偿器(thyristor controlled series compensator，TCSC)提高交直流系统静态电压稳定性的方法。该方法研究了交直流系统潮流方程雅可比矩阵的最小模特征值，以节点电压对无功功率变化的灵敏度为指标，结合参与因子，判断全电网中最有可能发生电压不稳定的节点或者区域，从而为系统无功功率补偿装置的配置提供决策依据。对美国西部5机14节点系统进行了仿真计算，验证了TCSC在交直流系统中提高静态电压稳定性的可行性、有效性和正确性。
2009 Vol. 33 (11): 23-27 [摘要] ( 652 ) [HTML 1KB] [PDF 361KB] ( 420 )
28 谭涛亮 张尧 武志刚
交直流互联系统节点PV曲线的求取

针对交直流互联系统电压稳定性的计算问题，给出了交直流互联系统各节点PV曲线的求取方法。该算法采用基于统一迭代法的连续潮流法，在临界点附近采取缩小步长的策略，可以精确求出整个PV曲线并得到精确临界点。研究了负荷和发电机出力的不同变化方式及各种直流控制方式对PV曲线的影响等问题，并做了系统实例计算。计算结果表明，文中提出的算法能快速完整地得到交直流互联系统PV曲线。
2009 Vol. 33 (11): 28-32 [摘要] ( 656 ) [HTML 1KB] [PDF 466KB] ( 448 )
33 贾旭东 李庚银 赵成勇 洪潮 王哲 张豪 彭谦
基于RTDS/CBuilder的电磁–机电暂态混合实时仿真方法

提出了基于实时数字仿真器(real time digital simulator， RTDS)的电磁–机电暂态混合实时仿真方法。在RTDS/CBuilder环境下，采用多线程和双链表稀疏矩阵技术开发了实时机电暂态仿真程序。提出了电磁和机电侧接口等值电路模型，并将RTDS电磁模型与实时机电暂态程序进行了连接，建立了混合实时仿真平台。该平台可以在详细分析含直流输电局部电网的同时，又能较准确地考虑交流系统对暂态稳定的影响。仿真算例证明了所提混合实时仿真方法的正确性。
2009 Vol. 33 (11): 33-38 [摘要] ( 671 ) [HTML 1KB] [PDF 563KB] ( 483 )
电力系统
39 李国杰 马锋
PSS与VSC-HVDC附加阻尼控制器参数协调优化设计

将含参数约束的线性优化方法应用于交\直流混合系统的电力系统稳定器和基于电压源型换流器的高压直流输电系统附加阻尼控制器的参数协调优化中。该算法考虑了不同阻尼控制方式间的相互影响和作用，在迭代过程中通过修正优化可行域区间，使系统低频振荡模式对应的特征根最终移动到复平面上期望区域内。系统的特征值分析和时域仿真结果验证了上述方法的有效性和实用性。
2009 Vol. 33 (11): 39-43 [摘要] ( 733 ) [HTML 1KB] [PDF 426KB] ( 442 )
44 赵维兴 刘明波 孙斌
基于诺顿等值的多区域系统无功优化分解协调算法

采用节点分裂法将电力系统按照实际地理位置进行区域分解。通过对外部系统进行诺顿等值，实现各个区域无功优化的独立计算，即内层迭代计算。引入了一套简单有效的协调机制修正边界节点的等值注入功率和电压，即外层迭代计算，最终实现大系统无功优化分解与协调计算，提高了计节点系统和某2 212节点实际系统为例，通过与集中优化算法的比较验证了所提算法的有效性。
2009 Vol. 33 (11): 44-48 [摘要] ( 553 ) [HTML 1KB] [PDF 326KB] ( 387 )
49 阮仁俊 陈烨 刘天琪
基于混沌理论和排序选择的蚁群无功优化算法

在基本蚁群算法的基础上，引入排序选择策略，使用一定的线性或非线性关系将信息素的差别转化为次序，通过改变选择压力控制个体被选中的概率，具有很好的整体优化性，能有效抑制非成熟收敛。为提高算法的局部搜索性能，在每次迭代后全局更新以前采用的混沌搜索方法，以求在当前最优蚂蚁附近搜索到更好的解。IEEE 14、IEEE 30和IEEE 57系统的仿真分析验证了该算法的有效性，指出了混沌搜索对算法稳定的作用。
2009 Vol. 33 (11): 49-54 [摘要] ( 624 ) [HTML 1KB] [PDF 451KB] ( 402 )
55 侯世英 徐曦
用于级联型多电平变换器的新型脉宽调制方法

提出一种用于级联型多电平变换器的新型脉宽调制(pulse width modulation，PWM)方法，即将单个三角载波信号与多个梯形波调制信号进行规则对称采样。推导了梯形波边坡角与输出基波幅值和谐波含量的关系。与其他常用的PWM方法相比，该方法调制下的输出基波幅值更高，在选取适当的边坡角后，输出波形的谐波特性非常好。以5电平和13电平级联型多电平变换器为控制对象，对所提出的PWM方法进行了仿真验证，证明其在输出电压幅值和谐波特性方面具有优良的性能。
2009 Vol. 33 (11): 55-59 [摘要] ( 611 ) [HTML 1KB] [PDF 454KB] ( 450 )
60 聂宏展 吕盼 乔怡 姚秀萍
基于熵权法的输电网规划方案模糊综合评价

为解决模糊综合评价中权重存在主观性的问题，将熵权法引入模糊综合评价，根据决策专家的意见自动确定各因素的权重系数。建立了适用于输电网规划方案评价的模糊综合评价模型，通过对合成算子进行改进，充分利用了各指标的全部评价信息，得到的评价结果更易于分辨。IEEE Garver-6算例的计算结果表明，该模糊综合评价体系理论清晰、计算方便、结果直观，具有一定的实用价值。
2009 Vol. 33 (11): 60-64 [摘要] ( 733 ) [HTML 1KB] [PDF 396KB] ( 500 )
电力市场
65 谭忠富 张丽英 王绵斌 关勇 谢品杰
大用户控制购电成本风险的均值–熵权组合优化模型

大用户直购电是电力大用户和发电公司直接进行双边交易的一种购电模式，其主要目标是购电成本最小化，因此需要从现货市场、长期合约市场和期权市场中进行组合优化购电，从而控制购电成本风险。考虑到风险具有不确定性，引入连续信息熵作为大用户购电组合风险度量因子，以风险最小化为控制目标，基于投资组合理论，构建大用户在3个交易市场中的购电组合优化模型，并采用Matlab编程进行求解。算例结果表明，文中的熵权组合模型具有合理性，可为确定大用户购电决策提供参考，同时也说明期权市场可以有效减少大用户的购电风险，期权价格和敲定价格对大用户购电决策的影响较大。
2009 Vol. 33 (11): 65-70 [摘要] ( 741 ) [HTML 1KB] [PDF 424KB] ( 451 )
71 张志刚 马光文 王黎
基于启发式动态规划方法的发电商最优竞价策略

电力市场环境下的购销竞价策略是一个复杂的动态问题，传统的数学解析方法很难对其进行分析计算，这在中长期交易时间段尤为突出。文章提出了以最优潮流为基础的双层中长期最优竞价策略学习模型。采用启发式动态规划方法，将动态规划的策略行为和奖惩因子迭代过程看作智能体(agent)，将外界不确定因素当作该智能体的“外部环境”。在所处的环境条件下，agent通过评价环境作出判断来选择可行的策略方案，通过学习以往的报价经验和对手的行为来指导自身达到最优生产效益。在标准IEEE 5节点6支路系统中进行实例计算，证明了所提出方法的适应性和优越性。
2009 Vol. 33 (11): 71-75 [摘要] ( 837 ) [HTML 1KB] [PDF 442KB] ( 535 )
76 潘虹 陈奇志 魏杰 杨俊
基于博弈论的发电厂多代理报价系统

设计了处于发电侧开放的电力市场环境下的发电厂报价系统，分析了发电厂的运行机制，运用多代理技术结合博弈论模拟发电厂的市场行为，指导发电厂进行合理报价。该系统具备代理的推理交互、协商合作特性，由所构建的成本、利润、报价等代理共同协作实现博弈，因此所得报价比常规系统报价更合理。
2009 Vol. 33 (11): 76-82 [摘要] ( 721 ) [HTML 1KB] [PDF 502KB] ( 407 )
新能源与分布式发电
83 伞国成 赵清林 郭小强 王怀宝 邬伟扬
光伏并网逆变器的间歇性频率扰动正反馈孤岛检测方法

传统无源孤岛检测方法存在检测盲区，有源孤岛检测方法虽然可以减小或消除检测盲区，但在一定程度上会影响电能质量。为了消除检测盲区并最大程度地减小其对电能质量的影响，文章提出了一种间歇性频率扰动正反馈孤岛检测方法。该方法每隔1s引入持续1个工频周期的微小频率扰动用于打破孤岛后可能发生的功率平衡状态。由于该扰动间隔时间长，持续时间短，因此对电能质量影响极小。根据IEEE Std.929-2000规定的最差情况进行孤岛测试仿真研究，仿真结果表明，文中的方法具有响应快速、无检测盲区、对电能质量影响极小等优点。
2009 Vol. 33 (11): 83-86 [摘要] ( 659 ) [HTML 1KB] [PDF 339KB] ( 535 )
87 杨国生 李欣 周泽昕
风电场接入对配电网继电保护的影响与对策

风电场的接入改变了配电网的短路电流分布，必须调整现有的配电网保护才能保证发生短路时保护能正确切除故障。文章研究风电场接入后对配电网继电保护的影响，分析异步风力发电机的短路电流，讨论定子故障电流的构成和各分量衰减时间常数的计算及其衰减规律。在此基础上提出了自适应电流速断保护方案，有效解决了风电场接入后原配电网保护可能出现的误动、拒动问题，提高了保护动作的可靠性。
2009 Vol. 33 (11): 87-91 [摘要] ( 853 ) [HTML 1KB] [PDF 325KB] ( 529 )
自动化
92 胡洪波 吴亚联 段斌
基于PMU/SCADA的变电站自动化广域安全闭锁

分析了广域安全环境下电力系统稳定运行对变电站自动化闭锁逻辑的应用需求，设计了包含广域保护层、变电站层、间隔层和底层的变电站闭锁体系结构。基于相量测量单元和电力SCADA系统的数据信息，在广域保护层构造了4种安全闭锁约束指标，并将约束指标作为调度中心发送操作指令和电网自我调节的闭锁约束条件，完成了广域保护层在线闭锁逻辑的设计。最后介绍了广域保护层在线闭锁功能的实现以及变电站层闭锁功能的配置方法。
2009 Vol. 33 (11): 92-97 [摘要] ( 561 ) [HTML 1KB] [PDF 416KB] ( 441 )
98 杨选怀 林昌年 王国平 蒲天骄 徐正清
基于高层体系结构的电力系统综合仿真平台

以电力生产运行主要环节为仿真对象，提出了构建基于高层体系结构的电力综合仿真平台的设想。详细分析了仿真平台的组成及功能，描述了联邦对象模型和仿真对象模型及其属性，并针对电力仿真的特点设计了按照厂站进行数据过滤的数据分发策略和基于时标事件的时间推进策略，最后介绍了联邦成员的实现方法及仿真平台的特点。文章提出的仿真平台已经应用于实际工程中，可以满足开发复杂电力综合仿真系统的需要。
2009 Vol. 33 (11): 98-103 [摘要] ( 664 ) [HTML 1KB] [PDF 397KB] ( 504 )
104 高强 刘献伟 邱丽君
电力系统应急通信网络及其抗毁性分析

针对当前电力系统应急通信的实际需求，提出了具有3层结构和2个数据共享中心的电力应急通信网络框架。依托电力系统现有通信网络资源，充分利用微波存取全球互通(WIMAX)技术和卫星通信车载技术，设计了网省公司与地、市级电力公司(变电站)之间的应急通信网络。介绍了网络连通度和虚拟节点的概念，阐述了基于连通度的网络抗毁性评价模型。利用该评价模型对比分析了设计的电力应急通信网络和现有电力通信网络的抗毁性能，证明了电力应急通信网络的优越性。
2009 Vol. 33 (11): 104-108 [摘要] ( 725 ) [HTML 1KB] [PDF 554KB] ( 579 )
 
 
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