华北电力大学学报(自然科学版)


  • 一种基于机电波理论的电网扰动在线定位方法

    燕跃豪;毕天姝;杨奇逊;

    扰动位置的及时获得对于进行电网安全稳定控制具有重要价值。根据扰动后发电机频率在稳态时的短周期波动特性以及机电波到达后的单调特性,提出了基于滑动数据窗的机电波到达时间在线辨识方法,能够在线快速建立待检时间向量。针对电网的框架结构模型对应的无向赋权图,采用全局最短路径搜索的Floyd算法构建了由不同故障点机电波在整个电网中传播时间组成的参考时间矩阵。最终借助最小距离分类器原理实现扰动位置的辨识。仿真结果验证了本算法的正确性。

    2014年01期 v.41;No.167 1-6+83页 [查看摘要][在线阅读][下载 459K]
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  • 电力系统故障诊断的时序模糊逻辑推理方法

    曾飞;张勇;刘玙;张岩;张小易;袁宇波;文福拴;

    电力系统故障诊断中主要存在两类不确定性因素,即保护和断路器动作的可靠性、调度中心接收到的警报信号的正确性和完整性。如何适当描述和处理这些不确定性因素是电力系统故障诊断领域尚未很好解决的重要问题,在一定程度上影响故障诊断结果的准确性。在此背景下,提出了一种将时序推理和模糊推理相结合的电力系统故障诊断方法。首先,分析了时序推理与模糊推理应用于电力系统故障诊断的可行性。之后发展了一种警报数据预处理方法,并构建了一种时序模糊逻辑推理模型。所发展的方法能够较为全面地处理故障诊断过程中的两类不确定性因素,并能解释整个故障演变过程。最后,用算例说明了所提方法的可行性与有效性。

    2014年01期 v.41;No.167 7-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 481K]
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  • 基于改进换相面积的直流输电换相失败判别方法

    刘济豪;郭春义;刘文静;许韦华;阳岳希;赵成勇;李丹;

    对换相电压时间面积判据进行了改进,在判断换相失败时考虑到直流电流的波动,得到改进换相面积判据,该判据的推导过程更接近工程实际。在仿真软件PSCAD/EMTDC下搭建了±800 kV传统直流输电仿真系统LCC-HVDC。分别采用改进前后的换相面积作为换相失败的判据,搭建了换相失败的判断程序并用于判断LCC-HVDC仿真系统中由于交流侧故障导致的换相失败。仿真结果表明,改进换相面积判据可以更加准确地判断换相失败。最后,根据仿真结果,进一步分析了故障时刻对换相失败的影响。

    2014年01期 v.41;No.167 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 608K]
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  • 确定西电东送共用输电网络利用份额的潮流跟踪方法

    陈政;顾洪源;金小明;董楠;冷媛;吴鸿亮;文福拴;

    作为促进南方区域东西部共同发展和优化资源配置的西电东送战略,目前面临输电价格深化改革的迫切需要。在制定输电价格时,应以相关用户对输电网络的使用份额为基础,这样如何确定各用户对西电东送共用输电网络的利用份额就是一个关键问题。在此背景下,考虑南方电网西电东送的特点,在确定西电东送送电路径的基础上,采用潮流跟踪方法求取广东和广西对西电东送输电网络的利用份额,为制定西电东送输电价格打下基础。

    2014年01期 v.41;No.167 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 393K]
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  • 基于改进的模糊C均值聚类的负荷预处理

    常鲜戎;孙景文;

    SCADA系统采集的电力负荷数据由于各种原因,会存在一些坏数据。在负荷预测中,必须仔细而合理地对历史负荷数据进行处理。电力负荷预处理应该充分考虑负荷曲线本身的特征,即平滑性和相似性。模糊C均值算法可以较好地进行聚类,但是其由于存在聚类数和初始聚类中心未知的问题,因此提出改进的模糊C均值算法——IFCM,即使用改进K均值算法确定初始聚类中心,引入粒度原理确定最佳聚类数。首先采用IFCM对日负荷曲线进行聚类,产生各类特征曲线;然后计算每个时刻点的方差,根据3σ法则进行坏数据的辨识;最后利用特征曲线对坏数据进行修正。针对四川某电网的实际电力负荷进行分析,表明了模型的实用性。

    2014年01期 v.41;No.167 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
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  • 有限容量系统脉冲性负荷建模与仿真

    刘正春;王勇;尹志勇;王文婷;

    随着电力电子技术的发展,特殊负荷对电力系统,尤其是有限容量电力系统的电能质量影响已表现得尤为突出。提出了脉冲性负荷的定义,在分析脉冲负载机理的基础上,设计了3种脉冲负载电路结构模型。最后将这几种脉冲负载模型接入有限容量系统进行仿真分析,提出了这3种负载模型对发电机的影响和各自的适用场合。

    2014年01期 v.41;No.167 33-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 579K]
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  • 计及电动汽车充电调度可行域的电力系统机组最优组合

    陈彬;王业磊;许昭;文福拴;

    大量电动汽车无序充电会给电力系统的安全与经济运行带来严重负面影响,因此如何优化调度电动汽车充电就成为值得研究的重要问题。现有的电动汽车充电优化调度方面的研究工作未能很好地统筹考虑用户出行需要和充电能量需求,这是旨在研究的核心问题。首先,通过分析电动汽车用户的出行需要和充电能量需求,可得到电动汽车充电调度的可行域。之后,对传统的机组最优组合模型进行扩展,考虑电动汽车充电调度的可行域约束,形成兼顾电动汽车出行需要和充电能量需求的电力系统机组最优组合模型。最后,用一个包括10台发电机组的算例系统说明所提方法的可行性和有效性。仿真结果表明在不影响用户日常出行需求的情况下通过优化调度电动汽车充电过程可以实现削峰填谷,进而改善电力系统运行的经济性。

    2014年01期 v.41;No.167 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 543K]
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  • 含大型风电场系统暂态电压稳定性分析

    卢锦玲;石少通;徐超;程晓悦;

    目前,静态电压稳定和暂态功角稳定的机理研究和分析方法已取得很大进展,然而对暂态电压稳定性的研究不够充分,有关暂态电压崩溃的机理、模型和稳定指标的研究尚待深入。为了探讨大型风电场接入电网后在电网受到短时大扰动后的暂态电压稳定性以及故障期间如何保持风电场并网运行并对系统暂态电压稳定提供动态支持,基于双馈风机建立了风电机组的暂态数学模型,分析了含风电场地区电网暂态电压失稳的机理,建立了暂态电压稳定指标和风电机组的综合控制模型,对比分析了不同风电接入容量、不同故障位置以及不同阵风强度下系统节点的暂态电压稳定性。通过改进风电机组的控制模型建立了具有暂态电压支持能力的快速桨距角控制和转子侧变频器控制协调控制模型以改善电网故障期间风电场地区的暂态电压稳定性。最后,通过仿真分析了大型风电场接入电网后系统发生大扰动期间风电机组特性对电网暂态电压稳定性的影响,验证了改进的控制模型对提高风电场地区暂态电压稳定性的有效性。

    2014年01期 v.41;No.167 45-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 586K]
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  • 考虑气象因子条件下的电网连锁故障预测

    潘一飞;李华强;许海青;王伊渺;

    电网连锁故障已经成为影响电网运行安全的主要因子,气象因子中可能导致元件发生"故障聚集"现象,该现象将明显增加电网发生连锁故障的概率。通过分析气象因子影响下电网连锁故障的产生机理,运用贝叶斯网络模型结合气象因子预测电网的初始故障;建立完整的支路静态能量函数的模型,构建在气象因子影响下映射潮流变化的能量指标和反映电网结构脆弱性的电气介数;考虑电网连锁故障过程中前后故障之间的累积效应,提出反映气象因子影响下电网故障后的状态和结构的综合安全指标并对连锁故障的后续故障进行预测,为甄别复杂天气下电网危险环节提供了重要的依据。对IEEE-57母线系统的实例分析,证明了该方法的合理性、有效性。

    2014年01期 v.41;No.167 53-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 580K]
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  • 基于单端信息量的特高压串补线路距离保护方案

    郑涛;高超;赵萍;

    基于输电线路的R-L模型,提出了一种利用单端信息量的串补线路距离保护方案。该方法根据串补电容与线路参数的关系,列解故障状态网络和故障附加网络微分方程,推导出一组以故障距离和过渡电阻为待求参数的方程式,通过求解线性方程直接得到故障位置。该方法可以实现故障的精准定位,较好地解决了传统距离保护在串补线路中的暂态超越问题,同时,利用MOV导通前的暂态信息,很好的避开了MOV导通初期串补电容电压难以获取的问题,极大的提高了距离保护的可靠性。利用PSCAD仿真验证了该方案的可靠性和有效性。

    2014年01期 v.41;No.167 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 598K]
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  • GIS金属环小孔外UHF信号特征的研究

    陈金法;胡文堂;徐华;郑书生;詹花茂;

    运行中的大多数气体绝缘开关设备(Gas Insulated Switchgear,GIS)上未安装内置式特高频(Ultra High Frequency,UHF)传感器,并且盆式绝缘子被金属环覆盖,检测金属环小孔处辐射出来的UHF信号成为实现GIS局部放电UHF带电检测的唯一方法。研究UHF信号通过金属环小孔的传播特性对于改进UHF检测系统和提高检测灵敏度具有指导意义。根据导行电磁波理论分析了UHF信号通过小孔传播的电场结构和截止频率;基于时域有限差分法仿真了局部放电UHF信号的传播过程,分析小孔处的电场强度的方向性和频谱特性。研究表明,小孔处UHF信号的电场方向平行于小孔短边,其主要能量集中在1.2~1.6 GHz之间。此结论对改进UHF检测系统提供了重要的指导方向和理论依据。

    2014年01期 v.41;No.167 66-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 659K]
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  • 基于全寿命周期成本的高压断路器综合寿命评估

    吴贵义;马燕峰;李军;黄凯;

    考虑到高压断路器的经济运行,给出了高压断路器经济寿命的概念,并结合全寿命周期成本理论,提出了一种基于全寿命周期成本的高压断路器经济寿命评估方法。分析了高压断路器全寿命周期成本的含义,并详细介绍了高压断路器初始投资成本、运行维护成本、故障成本、退役处置成本的概念及其组成。在综合考虑高压断路器各项成本的基础上,建立了以年均全寿命周期成本最小为目标函数的高压断路器经济寿命评估数学模型,进而通过求解基于全寿命周期成本的高压断路器剩余寿命评估模型得到高压断路器的剩余寿命。最后通过算例验证了所提方法的正确性和有效性。

    2014年01期 v.41;No.167 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 538K]
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  • 电站锅炉烟气余热利用系统的热力学分析和优化

    杨勇平;黄圣伟;徐钢;张晨旭;杨志平;

    通过烟气余热利用系统的热力学分析发现,提高烟气余热利用的节能效果,需要对烟气热量的释放过程和蒸汽回热系统进行耦合优化。结合典型百万kW燃煤电厂机组,采用能量梯级利用的方法,对锅炉烟气余热利用系统进行了优化设计,相对于将低温省煤器布置在空气预热器出口之后的传统方案,采用优化方案可使机组供电煤耗降低值由2.18 g/kW·h提高至5.19 g/kW·h,节能优势明显。

    2014年01期 v.41;No.167 78-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 564K]
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  • 大型燃煤发电机组能耗时空分布特性

    杨志平;王宁玲;杨勇平;

    火电机组的实际能耗受环境与资源条件、运行工况及外部负荷变化等因素的影响,能耗水平具有鲜明的时变特征;以大型燃煤发电机组汽轮机热力系统为研究对象,考虑复杂多变外部因素和负荷条件影响,综合应用热力学第一、第二定律和汽轮机变工况理论,从全工况角度研究机组能耗在整个汽轮机热力系统中的分布特性,得到大型燃煤发电机组在不同环境温度、不同负荷工况下汽轮机热力系统的能耗时空分布规律,进一步指导大型燃煤机组的深层次节能降耗。

    2014年01期 v.41;No.167 84-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 695K]
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  • 基于改进型粒子群算法的空冷机组运行参数优化研究

    李慧君;刘学敏;

    直接空冷机组运行参数对其热经济性具有较大影响,基于机组配汽方式及环境因素确定其最佳值,对实现节能降耗具有较大意义。以NZK600-24.2/566/566机组为例,建立供电效率最大为目标函数,通过建立机组及其风机系统变工况计算模型,利用改进型粒子群优化算法,确定最佳运行参数。结果表明:随着机组负荷或环境温度的增加,最佳初压、排汽压力及各段抽汽压力随之升高,反之降低;当环境温度高于20℃时,对机组运行参数影响较为突出;在较低环境温度下,机组排汽压力低于末级极限压力时,需停运部分风机;在相同负荷下,随着环境温度或风速的提高,机组供电效率逐渐下降。通过优化运行参数,能为机组经济运行提供一定参考。

    2014年01期 v.41;No.167 90-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 825K]
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  • 高炉煤气/煤粉混烧锅炉燃尽风优化数值模拟

    方立军;武生;王铁民;

    针对某300 MW高炉煤气/煤粉混烧锅炉,基于Fluent数值模拟软件,对二次风中3种燃尽风配比(19.4%,25%,40%)下的炉内燃烧过程进行数值模拟。计算结果表明:燃尽风配比的增加会造成下层高炉煤气的不完全燃烧,炉膛温度明显降低,同时NO生成量也会显著减少。3种工况下炉内最高温度均出现在燃烧器上部区域,温度分布与各组分浓度分布成对应关系,高温区对应着CO高浓度区和CO2,O2低浓度区。工程实践表明,数值计算结果与实际运行数据吻合良好。

    2014年01期 v.41;No.167 96-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 632K]
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  • 利用石灰石循环煅烧/碳酸化顺序脱碳脱硫的新方法

    周兴;郑之民;刘慧敏;崔彩艳;王春波;

    在考虑电厂石灰石-石膏湿法脱硫技术造成的CO2排放的基础上,提出了利用循环煅烧/碳酸化分离二氧化碳过程中失活CaO替代脱硫用石灰石的新工艺。借助半经验公式,以600 MW机组为计算实例,进行了失活吸收剂和脱硫所需吸收剂的物料衡算。结果表明:锅炉排烟含CO2浓度为10%~15%时,保证CO2脱除效率85%~95%之间时,分离CO2排放的失活氧化钙物流为166.96~456.70 mol/s,足以提供脱硫需要的12.26~73.48 mol/s吸收剂同时,可减排因脱硫产生的CO21.94~11.64 t/h。

    2014年01期 v.41;No.167 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 620K]
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  • 基于主用户协作场景下认知用户频谱检测性能分析

    赵建立;苑津莎;韩东升;

    考虑协作通信网络和认知无线网络共存的场景,分析了主用户具有中继辅助的情况下,认知用户的频谱检测性能。通过理论分析,得到了认知用户的理论检测概率和虚警概率;同时分析了基于中继采用放大-转发传输模式下,认知用户的检测性能,并将最佳感知时间建模成一个优化问题,从而得到认知用户可以获得的检测时间增益。通过仿真比较了传统检测模型和新型模型的检测结果。仿真表明,理论分析和实际仿真吻合,验证了理论分析的正确性,为今后该模型的研究奠定了理论基础。

    2014年01期 v.41;No.167 106-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 757K]
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