华北电力大学学报(自然科学版)


  • 步长优化技术在交直流系统潮流计算中的应用研究

    李知艺;丁剑鹰;吴迪;文福拴;

    统一迭代法是求解交直流电力系统潮流计算问题的主要方法之一,通过引入步长优化乘子调整迭代过程中的修正量步长,可以获得更好的潮流计算收敛特性。首先给出了在交流潮流计算中得到广泛应用的最优乘子、准最优乘子在交直流潮流计算中的实现方法,之后在准最优乘子基础上提出了混合乘子。为验证应用步长优化乘子后潮流计算算法的有效性,采用修改的中国电力科学研究院22节点、IEEE 118节点和IEEE300节点交直流系统进行了计算分析。数值计算结果表明,分别引入最优乘子、准最优乘子和混合乘子的3种改进算法在潮流可解时的收敛特性均优于常规算法,且在潮流无解时收敛过程均不发散;带混合乘子的改进算法比其它两种在收敛速度、收敛精度和鲁棒性方面更具优势。

    2014年03期 v.41;No.169 1-9+31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1105K]
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  • 基于局部均值分解法的闪变包络线提取方法

    贾秀芳;安海清;张韶光;岳娜;

    分析闪变的关键是提取电压闪变信号的包络线。将一种新的非平稳信号处理方法,即局部均值分解(LMD)方法应用于电压闪变包络线的提取。利用LMD方法对单频闪变、多频闪变、时变闪变信号等典型闪变信号进行仿真分析,证明了该方法提取闪变包络线的有效性。结果表明,LMD方法在提取闪变频率15 Hz及以下的包络线时,检测误差较小,尤其是在闪变低频段的检测准确度更高,弥补了平方检测法低频段检测误差较大的缺陷。此外,可以较准确地检测时变信号扰动发生和恢复的时刻。对载波畸变时的闪变信号仿真分析表明,无需滤波环节,提取不含谐波成份的闪变包络线,体现了LMD方法在提取闪变包络线中的优势。

    2014年03期 v.41;No.169 10-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1195K]
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  • 基于Multi-Agent的城市配电网35kV电源故障恢复策略的研究

    王峥;侯兆豪;李晓辉;周雪松;靳盘龙;周坤;

    城市35 kV中低压配电网区域内的负荷一般以政府机构、商业、居民为主,具有负荷密集、结构复杂的特点,一旦因自然或人为原因造成永久性故障将引发严重后果,通过转移负荷恢复供电可行性较高。针对城市35 kV中低压配电网的大面积失电时转移负荷的特点,结合Multi-Agent算法,分析了负荷转移的数学模型及Multi-Agent系统框架结构,并建立了中心协调Agent、35 kV变电站Agent以及10 kV配电站Agent,整个系统及逻辑构架合理可基本实现负荷转移功能。

    2014年03期 v.41;No.169 17-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 2211K]
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  • 同塔双回线路继电保护通道的可靠性分析

    高会生;程紫运;

    保护通道的可靠性是线路继电保护装置正确动作的必要条件。同塔双回线路继电保护通道的结构复杂,元件共享程度高,可靠性分析方法复杂。根据同塔双回线路继电保护通道的构成原理,建立了基于故障树的可靠性模型;结合工程实际,确定了保护通道的元件可靠性参数,并对通道可靠性进行了分析计算;利用7种不同的测度,评估了各类元件的可靠性重要度。结果表明,光缆是影响保护通道可靠性最为重要的元件。研究结果对通道优化和通信设备维护策略优化具有参考价值。

    2014年03期 v.41;No.169 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1190K]
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  • 基于电磁特性的转子绕组动态匝间短路故障联合诊断方法研究

    班国邦;李永刚;赵立进;李小军;

    在分析发电机电磁特性的基础上,根据汽轮发电机发生转子匝间短路时励磁电流增加而无功输出量却相对减少的结论,推导出相应判据,提出了一种将该判据与微分探测线圈法相结合的汽轮发电机转子匝间短路故障的动态识别和故障定位方法。然后结合印尼某电厂2号故障机组实测数据,对数据进行了分析,利用所提方法实现了转子动态匝间短路故障的有效诊断和准确定位,验证了方法的正确性和实用性。

    2014年03期 v.41;No.169 32-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 552K]
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  • 一种基于插值故障点法的电压凹陷域分析算法

    王玲;赵艳军;徐柏榆;马明;

    电力系统中发生短路故障时,使相关敏感性负荷不能正常工作的故障点所在区域,即为电压凹陷域。电压凹陷域不仅可以作为电网设计和工厂内配电系统设计的依据之一,而且可以作为在故障条件下敏感设备是否发生暂降事件的判断条件和用户选厂择址的依据,电压凹陷域的分析成为电力系统中不可缺少的一部分。提出了一种基于插值故障点法的电压凹陷域分析算法,该算法首先通过安全生产管理信息系统和设备管理系统获取电网静态数据,然后通过SCADA系统获取动态数据,综合两者数据形成满足电压凹陷域计算所需要的电网实时拓扑数据文件,最后利用基于插值的故障点法进行电压凹陷域的解析,并在电力系统拓扑上图示化电压凹陷域的分析结果。

    2014年03期 v.41;No.169 36-41+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 2315K]
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  • 计及需求侧响应的含风电场的输电系统规划

    郑静;文福拴;周明磊;徐立中;刘卫东;梁樑;

    对于包括大规模风电的电力系统,风电出力的随机性和间歇性对系统调节能力和备用容量提出了更高的要求。采用需求侧响应来应对风电出力波动,通过可中断负荷和价格激励机制实现对负荷的"削峰填谷",可以在相当程度上避免风电出力波动给电力系统安全性和经济性带来的负面影响,而这些措施应该在输电系统规划阶段就适当考虑,以最大程度改善电力系统的运行效率。在此背景下,提出计及需求侧响应的含风电场的输电系统规划方法。具体地,提出了考虑需求侧响应的含风电场的输电系统两层规划模型,其中综合考虑了输电投资成本、需求侧响应成本和弃风成本。之后,采用粒子群算法和原对偶内点法相结合的混合算法对所构造的优化模型进行求解。最后,用18节点和46节点算例系统说明了所提模型与方法的可行性和有效性,并分析了考虑需求侧响应后对含风电场的输电系统规划的影响。

    2014年03期 v.41;No.169 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K]
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  • 基于修正风速的风电场等效功率特性模型研究

    刘永前;高小力;韩爽;孟航;

    风电机组功率曲线中的风速应为轮毂高度处的来流风速,而现在普遍采用机舱处风速仪测得的风速,由此建立的风电场功率模型会引入误差。为了减少这种误差,更准确地反映风电场的实际功率特性,提出了一种基于修正风速的风电场等效功率特性模型,该模型利用风轮单元流管模型将实测风速修正成风轮前风速,以此建立风电场等效功率模型。以某两个风电场为例进行验证,结果表明该模型预测发电量精度比现有风电场等效模型分别提高了1.28%和1.73%,且计算简易可行,为提高风电功率预测精度和风电场优化运行提供重要理论依据。

    2014年03期 v.41;No.169 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1564K]
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  • 电动汽车发展的社会综合效益分析

    张晨曦;文福拴;薛禹胜;袁军;李波;汪宏华;

    在国内外电动汽车发展受到普遍重视的背景下,有必要对电动汽车发展可以给社会带来的综合效益做系统的分析,对此问题做了探索,试图形成初步的分析方法框架。首先给出了电动汽车与传统汽车的百km能耗和CO2排放量计算公式,据此评估电动汽车相对于传统汽车的节能效益和CO2减排效益。之后,在考虑了电动汽车电池的荷电状态约束、最大充放电功率约束等的情况下,基于电动汽车停驶概率分布和初始荷电量概率分布,构造了确定电动汽车参与平抑风电和常规负荷波动情况下系统所节约的旋转备用成本的优化模型,并采用粒子群算法求解;通过比较无电动汽车参与下系统平抑风电和常规负荷波动所需的备用成本计算出电动汽车提供旋转备用的效益。最后,基于2020年我国电动汽车发展规模预测和电源结构水平计算了2020年我国电动汽车行业可能实现的全社会综合效益。

    2014年03期 v.41;No.169 55-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1335K]
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  • 转子系统碰摩的非线性动力学分析

    侯兰兰;向玲;

    汽轮发电机组作为电厂的核心设备,其稳定安全的运行对国民经济建设和生活起着重要的作用,研究汽轮发电机组的转子系统故障具有重要的现实意义。提出用非线性动力学行为进行不确定转子系统参数的研究,为重要参数的选择和实际控制转子的稳定运行提供依据。基于Jeffcott模型,建立碰摩力作用下参数不确定转子系统的动力学方程。经数值分析研究系统在变转速比下的分岔特性,分析几个特定参数下系统随转速比变化的分岔特性和非线性动力学行为。发现变转速比对系统的非线性动力学行为影响很大,随转速比增大,系统逐渐出现分岔、拟周期运动,不稳定性增加。得到在不同参数下,系统响应变转速比下的分岔图,总结得出偏心量取中等值时系统的运行状态最复杂,转子等效阻尼的增大能够有效抑制分岔过程,而增大定子刚度可以使分岔过程复杂化。

    2014年03期 v.41;No.169 64-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 2014K]
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  • 基于分数阶IMC-PID的锅炉蒸汽温度控制

    王松;张金环;王晓燕;王东风;

    近年来,分数阶微积分已被广泛应用于诸多领域中。针对分数阶控制器设计时参数整定困难的问题,基于内模控制的设计框架,将内模控制应用于分数阶热力系统的控制器设计。针对分数阶次a<1,a=1和a>1,分别给出了分数阶PID控制器类的实现,使分数阶控制器的参数整定得以简化。应用于某循环流化床锅炉主汽温对象的仿真结果表明,所设计的控制器,具有良好的设定值跟踪能力、抗干扰性能以及较强的鲁棒性。

    2014年03期 v.41;No.169 70-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1086K]
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简讯

  • 华北电力大学谭占鳌教授课题组在聚合物太阳电池电极界面研究方面取得新进展

    <正>日前,国际著名物刊Scientific Reports刊发了我校谭占鳌教授课题组的论文,题目为:"High performance polymer solar cells with as-prepared zirconium acetylacetonate film as cathode buffer layer"。以共轭聚合物、富勒烯等为代表的碳基半导体材料和器件已形成一个由化学、物理、信息电子和材料科学等诸多学科相互交叉的新兴研究领域,是目前国际上极具挑战性的重要研究方向,特别是在

    2014年03期 v.41;No.169 75页 [查看摘要][在线阅读][下载 515K]
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  • 基于微富氧燃烧下氨水与MEA脱碳对比实验研究

    白彦飞;王春波;崔彩艳;

    针对微富氧燃烧下烟气组分(约30%~40%CO2),利用填料塔进行了氨法与MEA脱碳实验研究,考察了CO2浓度、溶液浓度、氨水流量、烟气温度、气体流量、NH3与CO2摩尔比等因素对脱除率的影响,并进行MEA实验对比。结果表明:氨水浓度为6%时,CO2浓度从低浓度(10%)到高浓度(35%),脱除效率变化不大;提高氨水浓度、增大氨水流量,均可提高脱除率;当烟气温度为50℃,脱除率最高;气体流量越大,脱除率越低;随着NH3与CO2摩尔比增大,脱除率升高,且升高的趋势减缓。在可比条件下,通过实验对比,得出氨水比MEA脱碳效率更高。

    2014年03期 v.41;No.169 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1814K]
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  • 考虑Heywood现象的锅炉效率分析方法研究

    陈春容;马瑞;姜飞;

    从锅炉运行历史数据中挖掘新科学知识,对提高火电厂锅炉效率具有重要意义。针对不同工况下锅炉10个原始变量的运行参数及对应的锅炉效率计算值,提出一种尽可能反映锅炉运行状态且与锅炉效率密切相关的参数提取方法,建立了锅炉效率公因子模型;通过公因子回归得到因子得分估计值,实现用少数公因子描述原始数据结构;同时,考虑特殊因子方差估计值和Heywood现象,给出因子模型拟合的优劣性定量判断方法。最后,通过分析某火力发电厂锅炉运行实际数据,验证了所提方法的有效性。

    2014年03期 v.41;No.169 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 815K]
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  • 单相/双相压力型喷嘴雾化特性实验研究

    方立军;尹荣荣;胡月龙;

    喷嘴是电厂烟气脱硫脱硝设备中的关键组成部分,喷嘴的雾化特性是影响烟气脱硫脱硝效率的主要因素,因此研究不同工作条件下喷嘴的雾化特性对提高反应效率意义很大。分别对单相和双相雾化喷嘴进行试验,测量不同流体压力下,压力与流体流量、雾化角、射程、扇形流量分布之间的关系和液滴的粒径范围,并结合CFB电厂应用喷嘴的实际条件验证了单相喷嘴适用于CFB电厂的烟气深度脱硫反应,气液双相雾化喷嘴适用于烟气的深度脱硝反应。

    2014年03期 v.41;No.169 89-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1160K]
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  • 除氧器和给水泵汽轮机汽源与汽轮机抽汽口的协同优化

    付文锋;李飞;王蓝婧;

    回热系统是全厂热力系统的核心,它对机组和电厂的热经济性起着决定性的作用。优化回热系统是提高火电机组热经济性的重要手段之一。以汽轮机通流级结构为基础,通过级数组合寻优的方式建立了除氧器、小机汽源和汽轮机抽汽口协同优化模型。以某600 MW汽轮机组为例,验证了该模型的准确性;计算分析了除氧器和小汽轮机汽源对机组热经济性的影响,得到了除氧器和小机汽源在不同位置组合下的多种回热系统优化方案。结果表明,当未对汽轮机抽汽口优化时,仅优化除氧器和小机汽源,可使机组标准煤耗率降低约0.780 69 g/kW·h;当对除氧器、小机汽源和汽轮机抽汽口协同优化时,可使机组标准煤耗率降低约0.933 42 g/kW·h。该方法对回热系统优化设计具有一定参考价值。

    2014年03期 v.41;No.169 94-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1373K]
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  • 基于分步模型环境风影响直空冷凝汽器换热的数值研究

    郭云龙;卢坤杰;高沛;程晓荣;

    环境风对直接空冷凝汽器的换热性能具有重要影响。以某300 MW直接空冷机组为例,建立了空冷岛和逐个空冷单元的分步数值分析模型。分析了环境风对不同位置空冷单元的影响规律,计算了环境风对空冷凝汽器换热量的影响。结果表明:位于空冷平台迎风侧和左右两侧的边缘空冷单元受环境风的影响最为严重。以9 m/s风速为例,最优风向的换热效率比最不利风向的换热效率高出18.4%,建筑物会影响空冷凝汽器的换热。

    2014年03期 v.41;No.169 101-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2288K]
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  • 增压富氧循环流化床的二维流动模型

    刘慧敏;白彦飞;乔木森;雷鸣;王春波;

    建立了增压富氧循环流化床的二维流动模型,将增压富氧循环流化床炉膛分为下部密相区和上部稀相区,同时考虑气固轴向和径向变化。模型针对30O2/70再循环烟气(RFG)富氧气氛,5 mm颗粒粒径,在温度范围20~1 000℃,压力范围0.1~6.0 MPa下,计算了增压富氧循环流化床的流动特性,主要分析压力和温度对临界流化速度Umf的影响以及压力对环形区厚度δ,床层空隙率ε和颗粒浓度分布εp的影响。计算结果表明:随着压力的升高,临界流化速度不断减小,环形区厚度变薄,空隙率降低,颗粒浓度增大。随着温度的升高,临界流化速度先增大后减小,且床层压力越大,达到峰值所需的温度越高。

    2014年03期 v.41;No.169 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1369K]
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