华北电力大学学报(自然科学版)


  • 采样同步误差引起智能站母差保护异常的概率模型

    戴志辉;邱小强;韩健硕;陈勇;

    针对采样同步误差可能引起母差保护误动拒动的问题,建立了采样同步误差下母差保护误动和拒动概率模型,以此评估采样同步误差对母差保护的影响。在各种因素干扰下,如温度、电磁干扰等,采样同步误差具有正态分布特点,会进一步影响母差保护判据的可靠性。据此建立了采样同步误差下的母差保护误动拒动概率模型。大量仿真结果表明,所建立的概率模型具有合理性和有效性。母差保护受同步误差的影响程度随采样同步误差增大而增大;基于电流相量的母差保护受采样同步误差的影响比基于电流采样值的母差保护要小。最后,为减小采样同步误差对母差保护的影响提出了一些合理化建议。

    2020年02期 v.47;No.204 1-8+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 435K]
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  • 基于不同时间尺度的交直流混合配电网分层优化控制策略

    孟明;李宽;朱国林;

    针对传统控制策略难以兼顾交直流混合配电网潮流优化和运行模式快速切换的问题,提出了一种基于不同时间尺度的分层控制策略。在较短时间尺度内,各并网变流器均根据上层调度指令工作于下垂控制模式,使系统稳定时工作于优化状态;当出现恶劣工作状况时,通过切换互联变流器和储能单元变流器的控制策略以维持配电网直流侧电压稳定。在较长时间尺度内,当系统正常运行时以系统电能损耗最小和系统电压偏差最小为优化目标;当直流线路断线时以故障点两侧节点电压偏差最小为优化目标,通过优化调度算法为下层提供调度指令。仿真结果表明:正常运行时该控制策略能实现系统运行优化、维持系统稳定且不过分依赖通信系统;在系统功率骤变、电路故障等恶劣工况时,能实现系统运行状态的平稳过渡。

    2020年02期 v.47;No.204 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 993K]
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  • 基于趋势变化分段的电力负荷组合预测方法

    谭风雷;张军;马宏忠;

    提出了一种基于趋势变化分段的电力负荷组合预测方法,该方法基于趋势变化与加权组合的思想,有效提高了电力负荷的预测精度。在充分研究电力负荷"三峰三谷"变化特性的基础上,将电力负荷变化曲线划分为六个时段,每个时段均采用线性回归法、趋势变化法、BP神经网络和支持向量机的加权组合预测方式,并基于最小二乘法的思想,求解得到了模型最优参数。最后以苏北某地区的电力负荷预测为例进行了分析,结果表明该方法预测电力负荷的平均相对误差为2. 83%,精度高,在电力系统具有较好的应用价值,从而验证了该方法的有效性与可行性。

    2020年02期 v.47;No.204 17-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1169K]
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  • 基于Gumbel copula联合概率分布的电力系统综合净负荷预测

    陶鹏;牛为华;吴宏波;任鹏;

    近年来,太阳能和风能在电力系统中的渗透率不断提高。由于风能和太阳能具有的高度不确定性和间歇性,在其并网时需要采用复杂多变的操作策略才能维持电网稳定运行。对于多个或单个不确定变量进行净负荷的汇总可以有效降低系统运行规划的复杂性。由此,提出了一种基于Gumbel copula联合概率分布的新型净负荷预测(net load forecasting,NLF)模型用以对负荷、风能和太阳能发电的预测误差进行有效应对,此外所提模型还引入了基于预测值的Grey指数修正模型以提高预测的精准度。其中由于Gumbel copula联合概率模型的稳定性好,其基本能够覆盖所有极端预测误差,在保证系统可靠运行前提下,基于有限的输入实现了快速精准的预测。实验结果表明,所提模型在极短期净负荷预测上具有较好的效果。

    2020年02期 v.47;No.204 25-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1758K]
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  • 基于云平台下的并行VMD算法

    贾亚飞;兰志堃;王凌霄;李国超;朱永利;

    电力设备监测数据中的时序波形信号对评估设备运行状态具有重要作用,当数据量很大时,采用传统方法处理时序波形信号往往效率低下。VMD算法是一种完全非递归的变分模态分解方法,适用于对非线性、非平稳信号的分析,但其复杂性和大量的计算限制了其应用范围。提出了一种基于Storm/Spark平台的并行VMD算法。为确保子段数据模态分量在窗口截断处连续,提出了一种基于矩形窗分段的变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD) VMD-RWS和基于自适应分段和外推延拓(the adaptive subsection based on local flatness and extrapolation,ASLF-E) ASLF-E的信号处理方法进行信号分段以及子段数据处理。通过仿真实验对提出的VMD-RWS和ASLF-E方法进行验证,实验结果表明该方法可以确保各子段数据模态分量在窗口截断处的连续性,保持了VMD算法原有的性能,为云平台下局部放电信号应用VMD算法进行分析提供了一种切实可行的方案。此外,设计了基于Storm和Spark平台的并行VMD算法处理流程及架构,为基于云平台的并行VMD算法的实现提供了依据。

    2020年02期 v.47;No.204 38-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1435K]
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  • 特高压直流分层接入方式下抑制连续换相失败的优化控制策略

    袁博;王颖;邵华;秦梁栋;刘宁宁;戴志辉;

    针对分层接入的特高压直流输电(UHVDC)中连续换相失败问题,分析其换相机理,提出了一种基于直流电流变化量的定熄弧角优化控制策略。理论上分析定熄弧角控制的作用机理,在控制中引入直流变化量,充分利用故障期间和系统故障恢复过程中直流电流的动态波动特征,来快速调节定熄弧角运行值,补偿因直流电流上升而减小的熄弧角,以达到有效抑制换相失败的目的。利用PSCAD/EMTDC软件实现了所提出的控制方法,并对比分析所提改进策略与CIGRE标准模型控制对换相失败的抑制效果。大量仿真结果表明,所提出的改进控制策略能有效抑制各种交流故障下连续换相失败,改善故障恢复特性。

    2020年02期 v.47;No.204 47-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 2298K]
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  • 基于PSO-DE算法的分布式光伏优化配置研究

    张铁峰;左丽莉;李谦;王书峰;

    为解决分布式光伏电源接入配电网的优化配置问题,提出一种基于粒子群和差分进化的PSO-DE算法,同时构建了包含网损最小、投资成本最低、电压质量最优的无偏好多目标分布式光伏选址定容综合优化模型。首先对差分进化算法的变异过程进行改进,然后利用粒子群算法对差分进化算法中的缩放因子和杂交因子进行优化,采用标准测试函数对PSO-DE算法进行测试和参数敏感度分析,验证了算法的客观性和稳定性;并利用无偏好可变权重对多目标模型进行处理;最后以分布式光伏选址定容优化的实际应用为例,并与其他算法对比,验证了模型和算法的有效性和实用性。

    2020年02期 v.47;No.204 56-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 850K]
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  • 匝间绝缘对变压器绕组温升及热点影响的仿真分析

    刘尧;刘刚;李琳;武卫革;

    针对变压器绕组温升及热点分析中往往忽略匝间绝缘的问题,利用Gambit建立了一组油浸式电力变压器低压绕组二维轴对称模型,模型考虑了绕组的匝间绝缘。在网格独立性验证的基础上,基于流体力学仿真软件Fluent仿真分析了该绕组的流体场和温度场分布,研究了匝间绝缘对温度分布的影响,同时分析了热源形式和入口速度的影响,分析模型及结果可供变压器设计人员和研究人员参考。

    2020年02期 v.47;No.204 64-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1897K]
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  • 基于模块导通电阻的碳化硅MOSFET键合线健康状态评估方法

    孙海峰;张红玉;蔡江;

    碳化硅MOSFET (SiC MOSFET)作为第三代半导体产品中的关键器件,在越来越多的领域发挥着至关重要的作用。随着SiC MOSFET的功率越来越大和应用的领域越来越多,SiC MOSFET模块的失效问题亟需重视。首先分析了SiC MOSFET模块工作的原理,讨论了SiC MOSFET模块检测的必要性,然后提出了一种基于模块导通电阻的检测方法,该方法可在不拆开模块封装的情况下对模块键合线的健康状态实现监测。为了验证所提方法的有效性,通过剪断不同数量键合线模拟实际键合线断裂程度,测量了键合线处于不同健康状态下的模块导通电阻,同时对温度和导通电流进行了归一化处理,消除了温度对测量结果的影响。

    2020年02期 v.47;No.204 74-80+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1705K]
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  • 考虑高斯激励的多机电力系统的p阶随机稳定性分析

    秦子璇;卢占会;魏军强;

    随着大规模、高比例新能源并网发电,电力系统的稳定运行受到了显著的影响。在传统随机稳定性研究的基础上,考虑随机激励下的多机电力系统的p阶稳定性。首先利用随机微分方程理论和扩展等面积法将随机激励下的多机电力系统等效为双机系统,同时对等效模型以及原多机模型进行线性化处理,将单机无穷大系统的p阶稳定性判据推广到多机系统的p阶稳定性。然后以四机两区系统为例,通过Euler-Maruyama数值方法对系统的功角、转速等随时间变化的趋势进行仿真分析。最后利用蒙特卡罗方法,对等效转换前后系统的功角的概率密度函数曲线进行模拟,由于概率密度曲线没有发生显著变化,因此等效转换前后系统的p阶稳定性没有发生改变,从而可以将单机无穷大系统的p阶稳定性推广到多机系统的p阶稳定性。

    2020年02期 v.47;No.204 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1000K]
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  • 电站空冷散热器动态传热特性研究

    闫景波;杨立军;

    建立了空冷散热器空气侧、水侧和管壁的热平衡偏微分方程,采用改进欧拉法对离散后的方程进行求解。获得了迎面风速、循环水质量流量和入口水温阶跃变化时散热器的动态响应特性,以及变量变化程度对散热器动态过程的影响。结果表明:扰动变量阶跃变化时,变化程度越大,对应的动态响应曲线变化幅度也越大。迎面风速增加时,空气和循环水出口温度降低;循环水质量流量和入口水温增加时,空气和循环水出口温度均增加。迎面风速和循环水质量流量越大,动态响应时间越短;循环水入口水温变化时,动态响应时间不变。

    2020年02期 v.47;No.204 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1452K]
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  • 基于改进粒子群算法的储能系统优化运行

    戴航;王春波;李航行;马立荣;

    针对储能系统运行经济性及储能电池运行损耗评估问题,建立计及电池损耗成本的储能系统运行收益优化模型;同时,针对标准粒子群算法全局寻优能力不足,罚函数难以选取等问题,提出一种双适应度混沌粒子群算法,采用该算法对电池损耗及储能系统收益情况进行优化计算,并与采用标准粒子群算法优化和未经运行优化所得结果进行对比分析。结果表明:储能电池损耗成本对系统收益影响明显,应建立合适的电池损耗模型进行评估计算;对储能系统进行运行优化后,合成负荷曲线方差减小,负荷峰、谷值削减,系统收益提高,损耗成本占比减小;通过与其他两种运行情况对比发现,双适应度混沌粒子群算法寻优所得储能系统运行收益值更高,储能系统经济性更佳。

    2020年02期 v.47;No.204 95-102+110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1190K]
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  • 二元熔盐在螺旋槽管内流动和传热特性数值模拟

    方立军;杨泽良;李阳;高照;

    为探索数值模拟方法预测二元熔盐在螺旋槽管内的流动和传热特性研究中的可行性,使用Ansys软件对熔盐在不同几何参数的螺旋槽管内的流动和传热特性进行数值模拟。采用半周加热,研究在不同工况下熔盐入口温度和热流密度变化时熔盐的流动和传热特性。通过数值模拟得到了熔盐在螺旋槽管内的流动速度分布云图和矢量图,得到了熔盐在管道出口温度分布云图,并计算得到熔盐在管内的Nu-Re变化曲线。结果表明,熔盐管内流速呈现周期性变化,同时产生二次环流流动。熔盐在螺旋槽管内的传热Nu数和Re数的变化趋势一致,出口温度分布不均匀性较小。随着螺旋槽管槽深的增大,对熔盐的传热效果也相应提高。熔盐入口温度越高,螺旋槽管内熔盐的传热效果越好。

    2020年02期 v.47;No.204 103-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1604K]
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