华北电力大学学报(自然科学版)


  • 基于图论和潮流追踪的网损分摊方法

    刘文颖;陈鑫鑫;王方雨;刘福潮;王耿;

    随着电力系统各经济主体的多元化发展,传统的网损分摊方法由于计算过程复杂已不能满足多主体分摊的需求。提出了一种基于图论和潮流追踪的网损分摊方法,首先以区域为经济主体,基于图论将复杂电力网络划分成多个区域,然后采用潮流追踪法对各区域主体进行网损分摊计算;其次在区域内以独立个体为经济主体进行网损分摊,并考虑了区域分摊损耗对独立个体网损分摊的影响,显著降低了计算的复杂性,提高了计算速度,最后以IEEE14节点数据为例进行仿真计算,验证了本文提出的分摊方法的有效性和优越性。

    2020年05期 v.47;No.207 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 891K]
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  • 激励型需求响应参与主动配电网优化调度的不确定性分析

    林俐;张玉;

    在激励型需求响应参与主动配电网调度的过程中,由于用户消费心理、激励水平等因素的影响,需求响应具有明显的不确定性。因此,首先分析了不同激励水平下需求响应量、响应波动量与波动范围的变化特性,建立需求响应不确定性云模型;其次构建考虑激励型负荷参与主动配电网响应的可信性功率平衡机会约束,建立以系统运行成本最低为目标的主动配电网日前优化调度模型,并采用粒子群算法求解;进而基于需求响应不确定云模型,分析不同激励水平下需求响应参与主动配电网调度的响应特性。最后,通过算例仿真分析了激励水平对需求响应及系统调度计划的影响,为系统确定需求响应的补偿电价和安排调度计划提供了参考。

    2020年05期 v.47;No.207 10-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 3325K]
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  • 基于自适应下垂控制的直流微电网多储能SOC动态均衡策略

    张赟;王琛;王毅;韩冰;

    直流微电网处于孤岛运行状态时需要储能来维持整个系统的功率平衡与电压稳定,而分布式接入的储能单元由于负荷功率分配不合理等会出现荷电状态(state of charge,SOC)不一致问题。为了实现不同储能单元SOC之间的快速均衡,提出了一种基于自适应下垂控制的多储能SOC均衡策略。在所提策略中,储能单元的下垂系数通过反正切函数与SOC建立联系,下垂系数可随SOC在允许范围内自适应地变化,以达到合理分配功率、均衡多储能SOC的目的。此外,为了加快均衡速率,引入放大因子,并建立采用所提控制策略的直流微电网小信号模型,对放大因子对系统稳定性的影响进行了分析。最后,搭建了光储直流微电网硬件在环仿真(hardware-in-the-loop simulation,HILS)实验平台,实验结果验证了所提控制策略在快速均衡多储能SOC方面的有效性。

    2020年05期 v.47;No.207 21-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1934K]
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  • 混合MMC子模块电容电压波动耦合抑制策略

    邓伟成;陆锋;许建中;

    降低模块化多电平换流器(Multilevel Modular Converter,MMC)中子模块电容电压纹波幅值,能够降低电容器容值、体积设计要求从而降低经济成本,具有一定的工程研究意义。混合MMC由半桥以及全桥子模块构成,因其具备直流故障无闭锁穿越能力,已成为当前的研究热点。首先建立二倍频环流和三倍频电压混合注入的MMC数学模型,给出二倍频环流和三倍频电压注入约束范围。在此基础上,通过分析桥臂瞬时功率基频、二倍频波动分量的通用抑制策略,进一步给出了基频和二倍频波动分量同时抑制的理论最优解。由于注入量的限制,不同工况下的解状态不同,因此提出基于工况判断的子模块电容电压波动分区抑制方法,注入量的最优选取不受限于具体调制比。最后在PSCAD/EMTDC中搭建双端混合MMC模型,仿真结果验证了理论分析的正确性和所提优化方法的有效性。

    2020年05期 v.47;No.207 30-38+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1496K]
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  • 特高压换流站滤波器场入地冲击电流对二次电缆骚扰特性的研究

    嵇建飞;彭文俊;史如新;张伟;闫磊;张卫东;时卫东;张兆华;庞福滨;

    为降低冲击电流入地引起的暂态地电位升对二次电缆的骚扰程度、寻求更好的二次电缆接地方式展开了相关研究。针对特高压直流换流站500kV交流滤波器场某控制电缆,开展了基于冲击电流入地的电磁骚扰试验,分析了暂态地电位升对二次电缆的耦合。基于在换流站现场开展的冲击电流入地试验,测试获得了多段二次电缆6种不同接地方式下的骚扰电压,并进行相关对比与分析。建立了多段二次电缆及地网仿真模型,对比仿真结果和实测数据验证了模型的有效性;进而开展了19种不同接地方式的二次电缆仿真计算工作,对比总结出了更好的抑制暂态地电位升对二次电缆骚扰的接地方式。

    2020年05期 v.47;No.207 39-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 2677K]
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  • 基于深度置信网络的同步发电机故障诊断方法

    李俊卿;李斯璇;陈雅婷;

    为解决同步发电机传统故障诊断方法依赖专家经验和信号处理技术提取故障特征的问题,提出一种基于深度置信网络(Deep Believe Network,DBN)的同步发电机故障诊断方法,以受限玻尔兹曼机为基本单元搭建深度置信网络,输入样本为同步发电机的正常状态和定子匝间短路、转子匝间短路故障状态下的各项数据,利用贪婪学习算法优化各层之间的连接权重,最后通过反向传播算法采用监督方式微调整个网络,最后通过Softmax分类器输出分类结果。实验结果表明,相比于传统的模式识别方法,DBN故障诊断方法不仅能给出更好的特征描述,降低分类任务的复杂度,而且能得到更高的分类精度。

    2020年05期 v.47;No.207 48-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 776K]
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  • 变压器双层多线声源等效模型的建立与研究

    郭兆枫;倪园;陈传敏;张建功;

    变电站噪声存在传播距离远、传播过程中干涉现象明显等特点,导致商业噪声软件的预测值与实测结果常出现不符的情况,使得工程投运后会出现厂界噪声超标现象。为解决此问题,基于有限元-边界元(Finite Element Method-Boundary Element Method,FEM-BEM)耦合理论,使用有限元仿真软件COMSOL对变压器声源特性及声源等效模型建立方法展开研究。提出一种通过设置双层多线声源的方法建立变压器声源等效模型。通过对声源模型及其传播模型对比实测数据进行研究分析,可发现在距离变压器立面距离5 m之外,仿真噪声衰减数据与实测噪声衰减平均数据的误差基本控制在3 d B以内。本模型可精准预测变电站噪声衰减,为特高压输变电工程的进一步精细化设计提供了理论依据和方法指导。

    2020年05期 v.47;No.207 56-62+74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1150K]
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  • 泛在电力物联网发展与展望

    赵萌萌;唐平舟;孙堃;成润坤;陈广娟;

    泛在电力物联网是建设能源互联网的重要支撑,对促进国家能源结构变革、实现源网荷储的智能协调优化、提升用户用能体验至关重要。而当前泛在电力物联网刚刚起步,处于初步布局阶段,发展还不够成熟,相关研究较为零散。基于以上现状,分别从概念、体系架构、关键技术、应用场景以及商业模式等几个方面对泛在电力物联网展开全面综述。首先简要介绍其基本概念和体系架构,进而细致讨论其中涉及的信息技术,随后归纳泛在电力物联网的应用场景,并在此基础上分析商业模式,最后总结建设过程中的问题以及展望其今后的发展方向,以期为后续泛在电力物联网的深入研究提供有益的参考。

    2020年05期 v.47;No.207 63-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1550K]
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  • 基于簇负荷特性曲线的“聚类-回归”电力大用户短期负荷预测

    任勇;曾鸣;

    针对电力大用户的精准负荷预测对于配电网发展规划、调控运行、安全可靠供电具有重要意义,电力负荷预测是泛在电力物联网中实现用户精准用电感知的基础工作。为了在负荷预测模型中引入用户用电特征,提出了簇负荷特性曲线的概念,进而提出了一种基于簇负荷特性曲线的"聚类-回归"电力大用户短期负荷预测方法。首先,对区域内电力大用户用电特征进行聚类分析,用电特征类似的用户聚为一簇,用簇负荷特性曲线表征簇内用户用电特征;其次,回归阶段将簇负荷特性曲线作为区域总负荷的属性因子,训练深度神经网络,进行负荷预测。在Tensor Flow深度学习框架下实现了"聚类-回归"负荷预测模型,以我国西南某区域电网实际数据设计实验,验证了模型的准确性;为了达到最佳预测效果,对模型超参数进行了优化;进一步考虑到电力大数据的应用环境,设计了压力测试,验证了模型的有效性。方法可以良好应用于电力大数据环境下的大用户负荷预测。

    2020年05期 v.47;No.207 75-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K]
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  • 含两级旁路供热机组安全区计算

    高耀岿;曾德良;平博宇;张丽霞;

    "以热定电"的刚性耦合特性是限制供热机组深度调峰能力的主要原因,"热电解耦"是解决这一问题的重要途径。两级旁路补偿供热是实现供热机组热电解耦的方法之一,为了确保旁路补偿供热的安全稳定运行,在深入分析旁路补偿供热原理及特性的基础上,提出一种含两级旁路供热机组的安全区计算方法,并利用机组及旁路系统的设计参数进行计算和对比验证。结果表明:两级旁路补偿供热的引入能够大幅提升供热机组的供热解耦能力、发电解耦能力和深度调峰能力,最重要的是两级旁路补偿供热能够降低机组最低发电负荷。

    2020年05期 v.47;No.207 86-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1028K]
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  • 一种新型跨临界压缩二氧化碳储能系统热力分析与改进

    何青;郝银萍;刘文毅;

    为实现储能系统内余热的回收再利用,采用热泵作为热量存储系统,对基于地下储气室的跨临界压缩二氧化碳储能系统(Trans-critical compressed carbon dioxide energy storage,TC-CCES)的压缩热进行回收再热利用,运用热力学定律对该储能系统主要设备进行热力分析及敏感性分析。考虑蓄热介质热物性的限制,研究不同蓄热介质构成的储能系统对系统性能方面的影响。研究表明系统的循环效率、储能效率以及储热效率分别为66%,58.41%,46.11%。在该储能系统工作过程中,随着压缩机和膨胀透平绝热效率的增大,储能系统循环效率和储能效率呈逐渐增大趋势,可通过提高压缩机和透平绝热效率的方法提高系统运行性能。研究还证实了以水为蓄热介质的储能系统效率最高,系统性能最好。

    2020年05期 v.47;No.207 93-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1987K]
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  • 钢管塔结构强度的有限元分析及试验研究

    王孟;耿景都;苏志钢;王璋奇;

    研究了特高压钢管塔的主材、斜材、横隔材及辅助材等的受力特点,将特高压钢管塔简化成桁梁混合有限元建模,分析了钢管塔结构有限元建模原则和方法。建立了某1 000 kV特高压钢管塔的桁梁混合有限元模型,通过施加特定载荷工况,验证了所建有限元模型的合理性。分析计算了大风工况、覆冰组合工况等典型加载工况下的钢管塔载荷-变形规律,得到特高压钢管塔关键受力塔材的应力及重要节点的位移等随试验加载的变化规律,并将模型的计算结果与该塔的真型塔实验结果进行了对比分析。结果表明,所建立的特高压钢管塔的桁梁混合模型是有效的,模型计算结果和真型塔的实验结果符合很好。

    2020年05期 v.47;No.207 102-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 5427K]
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