华北电力大学学报(自然科学版)


  • 极弱受端交流系统情况下利用STATCOM启动LCC-HVDC系统研究

    李丹;倪俊强;赵成勇;郭春义;

    传统电网换相高压直流输电(LCC-HVDC)要求交流电网提供换相支撑,因此受端交流系统要有足够的强度。当受端系统为极弱交流系统时,LCC-HVDC系统的启动和运行就十分困难。将静止同步无功补偿器(STATCOM)接入LCC-HVDC逆变侧的交流母线,组成混合直流输电系统,来启动受端是极弱交流系统的LCC-HVDC系统。首先,搭建了由STATCOM和LCC-HVDC组成的混合直流输电系统的模型,设计了STATCOM和LCC-HVDC的控制策略,提出一种混合直流输电系统的启动控制方法。采用分步启动的方式,先启动STATCOM,然后启动LCC-HVDC系统,在启动时,STATCOM串联了限流电阻,并采用了基于DQ轴解耦的控制策略。LCC-HVDC系统则采用软启动的方式,启动过程中逐渐增大电流调节器整定值至额定值,直到系统完全切换为正常运行时的控制策略,启动结束。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了该启动控制方法的可行性和有效性。

    2014年02期 v.41;No.168 1-5+27页 [查看摘要][在线阅读][下载 366K]
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  • 附加阻尼控制静止无功补偿器对含风电互联系统阻尼特性的影响

    和萍;文福拴;Ledwich Gerard;吴丹岳;林因;

    静止无功补偿器(SVC)通常用于改善系统电压稳定性,但采用附加阻尼控制(ADC)后也可以抑制系统低频振荡。当互联电力系统中并网风电场装机渗透率达到一定水平后,区域间低频振荡就成为制约区域间电力传输能力和容纳风电能力的瓶颈,采用有ADC的SVC(简称ADC-SVC)有助于增加系统阻尼进而在相当程度上解决这一问题。在此背景下,研究ADC-SVC对含双馈感应风力发电机组(DFIG)的互联电力系统阻尼特性的影响。首先,简要介绍了DFIG的数学模型,导出了在转子电流限制条件下DFIG的无功功率极限。之后,分析了在含SVC的互联系统中与区域模式振荡相关的暂态能量。在上述工作基础上,针对SVC设计了用于改善系统阻尼特性的ADC,并采用特征根灵敏度法确定控制器参数。最后,以IEEE 2区域4机系统为例,分析了SVC电压控制增益与ADC增益对系统阻尼的影响,研究了ADC采用不同输入信号时的系统阻尼特性,并对比分析了不采用SVC、采用传统SVC和ADC-SVC的效果。仿真结果表明,ADC-SVC能有效提高互联系统的动态稳定性水平,对不同的系统运行方式和区域间振荡模式具有较好的鲁棒性。

    2014年02期 v.41;No.168 6-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 534K]
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  • 能量回馈式负载装置高精度加载策略及应用研究

    李和明;王博;赵海森;马娥;

    相对于传统加载装置,由变频器及伺服电机所组成的能量回馈式负载单元具有动态响应快、测试节能等优点,已在测试领域得到广泛应用。但是,受负载电机与被试电机机械联接影响,该负载单元加载精度并不理想。以一套电动机能效测试系统为例,建立了该负载单元的抽象简化模型,分析了影响加载精度的原因;提出了两种高精度加载策略,并给出软件通讯方案设计。实测表明,采用比例积分控制及模糊控制策略后,该负载单元的加载精度可由7.0%提升至变频器驱动精度1.0%,能量回馈率高达93%,节能效果显著。

    2014年02期 v.41;No.168 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 474K]
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  • 汽轮发电机转子阻尼系统对小扰动特性的影响

    许国瑞;刘晓芳;罗应立;宋美红;

    电力系统中的各种小扰动通常会导致系统发生低频振荡,而汽轮发电机转子阻尼系统对于抑制低频振荡具有重要作用。为了研究转子大齿导条、转子导电槽楔构成阻尼绕组和转子铁心对系统小扰动特性的影响,建立了能够反映实际转子阻尼结构影响的时步有限元模型。首先研究了忽略转子阻尼作用对小扰动仿真结果的影响;然后对比研究了阻尼绕组和转子铁心分别对小扰动特性的影响,分析了不同阻尼结构中阻尼电流的大小及其所产生的阻尼作用强弱;最后对比了转子槽楔采用铝合金和不锈钢时,材料电导率的大小对小扰动特性的影响。结果表明:小扰动过程中阻尼绕组中的阻尼电流大于转子铁心中的电流,因此其对小扰动特性的影响较大;转子槽楔采用铝合金时的阻尼作用要强于不锈钢槽楔的阻尼作用。研究结果可为电力系统仿真中如何合理准确地分析系统小扰动特性提供必要的理论基础。

    2014年02期 v.41;No.168 20-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 681K]
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  • 基于混合储能的可调度型分布式电源控制策略

    燕跃豪;鲍薇;李光辉;孙艳霞;

    针对由蓄电池/超级电容器混合储能系统和可再生能源发电单元组成的共直流母线结构的可调度型分布式电源,制定了综合考虑各储能元件SOC状态和蓄电池使用寿命的分布式电源控制策略。当储能元件的SOC状态未越限时,可再生能源发电系统采用MPPT控制,采用带滤波补偿系数的低通滤波法得到蓄电池的参考功率,超级电容采用定电压控制;当储能元件的SOC状态越限时,采用基于不同直流母线电压运行区间的多模式切换控制,保证直流母线电压的稳定;为了避免系统控制模式之间频繁切换带来的暂态冲击,采用超级电容端电压预控制,防止超级电容端电压越限。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真算例验证了控制策略的合理与有效性。

    2014年02期 v.41;No.168 28-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 688K]
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  • 多馈入直流功率调制换相失败特性研究

    高媛;韩民晓;陈修宇;

    多馈入高压直流输电系统中,直流功率调制可以起到多回输电通道间功率支援和阻尼振荡的作用,但功率调制过程中,幅度与上升时间控制不当会引起逆变站换相失败。给出了引起换相失败的直流功率调制临界指标,理论推导熄弧角、受端交流系统强度、系统的控制方式对该临界指标的影响,并仿真验证上述三个因素对直流功率调制的影响。基于多馈入高压直流输电系统,分析并验证直流功率调制造成的换相失败不会引发多馈入直流间同时换相失败。所作研究及成果为多馈入直流输电系统中直流功率调制和换相失败的研究提供参考。

    2014年02期 v.41;No.168 36-40+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 482K]
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  • 输电线路弧垂对动态增容的影响

    王红斌;陈扬;高雅;张金江;耿大庆;文福拴;

    随着电力负荷的日益增长,如何在保证安全的前提下最大限度提高输电线路的输送容量是将变得非常重要。首先分析了影响动态增容的主要因素,在保证系统安全运行的情况下,研究了最大输送容量、导线温度、风速变化与弧垂的关系。将风的影响看作为一种载荷,得到了悬挂杆间的最大弧垂公式,利用弧垂测量值推算导线的平均温度,通过现场的数据采集与监控提供的数据,采用回归分析方法对传输容量与弧垂关系式进行分析与推断,通过后台的分析,检验弧垂对地的安全距离,就能确切知道线路的增容极限,此方法降低了容量计算的复杂性,提高了精确度,减少了温度测量装置等,具有实用价值。

    2014年02期 v.41;No.168 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 435K]
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  • 自备电源孤岛运行控制策略研究

    焦彦军;韩天真;杨琦;

    以一大型炼化企业电网为例,采用基于时域的动态仿真分析方法,模拟了严重故障下企业电网孤岛运行全过程,校核了现有企业电网低频减载措施与电动机低压保护定值间的配合情况,分析得出大型工业电网在孤岛运行时低频减载措施与马达低压保护配置间及SVC配合上普遍存在的问题,提出了低频减载措施与电动机低压保护协调配合策略。经过仿真验证,在确保企业电网安全稳定运行的基础上,损失负荷代价最小。

    2014年02期 v.41;No.168 47-50+65页 [查看摘要][在线阅读][下载 547K]
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  • 微网中光伏电源容量优化研究

    张卫国;王会桥;

    提出一种以降低网损为目标函数且满足节点电压约束条件的微网中光伏并网容量的优化模型。以具有n个节点,n-1条馈线的微网为例建立了以网损最小为目标函数,以电压方程作为约束条件的线性规划模型。针对具有11个节点的算例,首先采用有功灵敏度分析法确定光伏电源的最佳接入位置,然后通过Matlab编程计算出该节点接入的光伏电源容量的最优值,最后通过Matlab作出系统有功损耗,随光伏电源接入容量的变化曲线,定性验证了该方法的可行性与实用性。

    2014年02期 v.41;No.168 51-54+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 519K]
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  • 配电网开闭站的合环操作理论分析

    张頔;

    为了最大限度地减少用户停电时间,提高配电网络的供电可靠性和灵活性,在倒负荷或线路检修时,可以通过合解环操作将负荷进行转移。但在合环操作时,合环瞬间将产生较大的冲击电流,稳定后电网中可能产生较大环流,这将直接影响到电网的安全稳定运行。为了快速、准确地找出最佳合环路径,避免误合闸、漏合闸,一般情况下,合环操作前对合环电流进行计算分析,以判断合环后电流是否越限十分重要。以10 kV龙湖开闭站为实例,分析了合环电流的数值,对零序保护的作用,以及对调度运行的指导意义。

    2014年02期 v.41;No.168 55-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 475K]
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  • 光煤互补示范电站槽式太阳能集热系统性能分析

    杨勇平;胡永生;

    以研究槽式太阳能集热系统在我国典型气候环境下的热力特性以及对环境的适应能力为出发点,基于我国在甘肃建立的首个太阳能光煤互补示范电站,系统分析了示范电站装机容量为1.5 MW的槽式集热系统,通过理论建模研究示范电站站址气象条件下集热系统的集热性能。根据站址太阳能资源与地理位置,研究了太阳能槽式热发电系统集热系统的集热特性。经计算分析,结论显示槽式太阳能集热系统在设计工况、阵列间距变化、轴向安装角度变化、集热管失去真空等条件下的系统集热特性都会发生较大变化,并得到集热系统特性对不同可能影响参数的影响程度的量化指标。研究结论可以为槽式太阳能集热系统运行及设计提供依据。

    2014年02期 v.41;No.168 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 672K]
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  • 凝结水节流参与机组发电负荷双重控制方案

    刘芳;田亮;

    "机跟炉"协调控制机组负荷响应过程存在迟延和惯性,而凝结水节流参与火电机组负荷调节,能够利用机组蓄热提高负荷响应速率。但凝结水节流受限于除氧器水位,只能解决变负荷初期的响应,最终的负荷响应仍需要锅炉侧燃烧率的变化。针对上述问题,提出了凝结水节流参与机组负荷调节双重控制方案,并通过仿真实验对比机组分别在凝结水节流双重控制方式和"机跟炉"协调控制方式下变负荷过程中的负荷响应情况和机前压力变化情况。结果表明:凝结水节流参与机组负荷调节双重控制方案能够利用机组蓄热,提高机组变负荷过程中响应速率,并维持机组主要参数的稳定。

    2014年02期 v.41;No.168 66-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 622K]
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  • 基于自适应量子遗传算法的分数阶控制器参数整定

    杨勇;李荣;张君;

    针对量子遗传算法中旋转变异角固定的缺点,提出了一种旋转变异角幅度随着个体适应度的变化而自适应调整的自适应量子遗传算法,对典型测试函数的优化结果表明了该策略能有效提高量子遗传算法的优化精度和收敛速度。同时,针对分数阶PIλDμ控制器难于整定的问题,将参数整定转化为参数优化,提出采用AQGA对分数阶PIλDμ参数进行优化,并利用该策略对循环流化床主汽温分数阶系统设计了分数阶PIλDμ,仿真结果表明了该方法在PIλDμ参数整定中的有效性。

    2014年02期 v.41;No.168 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 553K]
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  • 电力负荷区间预测的集成极限学习机方法

    李知艺;丁剑鹰;吴迪;文福拴;

    电力负荷预测是电力系统规划和运行决策的重要依据,其预测精度直接影响系统运行的安全性和经济性。传统预测方法在对影响负荷的不确定因素的模拟方面,主要采用概率方法和模糊集方法,其方法有局限性。为此,有必要探索新的、更科学的方法。区间预测方法近年来在很多领域受到重视。在此背景下,对基于区间预测的电力负荷预测的相关问题进行研究。首先,给出了评估预测区间质量的综合指标,即预测区间满意度。之后,提出了构建预测区间的比例系数法,其以传统的极限学习机点预测模型为基础,通过对近期历史数据进行事后预测与评估后确定两个最优比例系数,继而对极限学习机输出值进行同样比例的放缩来确定预测区间的上、下界,同时应用集成技术提高了预测的稳定性。短期和超短期负荷区间预测结果表明,比例系数法能构建高质量的预测区间,适用范围广,鲁棒性强。

    2014年02期 v.41;No.168 78-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 660K]
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  • 可再生能源发电电价形成机制与参与电力市场的竞价策略

    陈政;杨甲甲;金小明;董楠;冷媛;吴鸿亮;杨俊;文福拴;

    在节约能源和环境保护的国际大环境下,可再生能源发电如风电近年来得到了快速发展。间歇性可再生能源发电的快速发展为电力系统鲁棒/灵活规划与安全运行、电力市场的设计与运营带来了新的挑战。在过去的10多年间,就间歇性可再生能源发电并网后如何参与电力市场运营问题国内外已经做了一些研究工作,特别是其电价形成机制和竞价策略。在上述背景下,首先概述了可再生能源发电参与电力市场的发展过程,之后综述了国内外在可再生能源发电电价形成机制和竞价策略方面的研究成果。最后,基于相关的研究文献,分析了可再生能源发电参与电力市场运营时对市场电价的影响。

    2014年02期 v.41;No.168 89-98+102页 [查看摘要][在线阅读][下载 540K]
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  • 基于G_1-GRA的火电厂综合性能评价模型研究

    黄元生;宋河;汤新发;田丽霞;万有为;

    我国燃煤电厂是电力重要供应商,也是最大的煤炭和水资源消耗企业,因此造成巨大的SO2,NO x和CO2排放量。在当前低碳可持续发展的大背景下,为燃煤电厂建立一套科学、合理、可行的综合评价体系,以衡量其热经济性和环境的协调发展就变得尤为重要。提出了基于G1-GRA的组合评价模型,在确立燃煤电厂综合性能评价指标基础上,采用G1法确定指标权重,再根据灰色关联(GRA)评价方法对燃煤电厂600 MW机组的综合性能进行评价。结果对于复杂能源利用系统的综合性能评价和系统在资源、经济、环境因素下的优化和决策问题有一定的指导作用。

    2014年02期 v.41;No.168 99-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 526K]
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  • 直接空冷机组空冷岛地下进风技术研究

    周兰欣;王喆;吴红杰;

    针对目前空冷岛在运行中存在的问题,提出了空冷岛采用地下进风的方式,分析了该方式在改善凝汽器传热性能、降低汽轮机背压等方面的优越性;计算了散热器在不同迎面风速下的传热系数,对比分析了环境风温、风速及翅片表面积灰分别对两种布置方式下凝汽器压力的影响。结果表明:在环境平均风速3 m/s的情况下,采用地下进风方式,可使凝汽器压力降低10~14 kPa。

    2014年02期 v.41;No.168 103-106+112页 [查看摘要][在线阅读][下载 639K]
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  • 热力管网模型及单点泄漏故障诊断方法研究

    吕玉坤;程博;赵锴;彭鑫;李聪;

    综合对比了国内外泄漏故障诊断技术的优缺点,据此提出了枝状热力管网单点泄漏的故障诊断方法—插入虚拟节点法,定义了一个管网报警阀的概念。以某市南市区的枝状热力管网从某正常运行状态过渡到故障状态为研究对象,采用图论和线性代数相结合的方法建立了热力管网水力计算模型,并应用环方程法对模型进行了求解,验证了所提方法和所设管网报警阀值域的合理性。

    2014年02期 v.41;No.168 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 609K]
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