华北电力大学学报(自然科学版)


  • 接入地区电力系统的大容量风电场无功补偿配置方法

    蒋愈勇;雷金勇;文福拴;

    在包括不同类型风电场接入的地区电力系统中,如何适当配置无功补偿容量是一个需要解决的实际问题。在此背景下,提出了适用于所有类型风电场的无功补偿容量配置方法。首先提出了"无功补偿空间"的概念,之后采用仿真计算方法来获得风电场比较准确的无功特性,进而快速确定风电场的无功补偿容量。最后,以某海上风电场为例,采用所提出的方法进行了计算和分析,说明了其可行性和有效性。

    2014年05期 v.41;No.171 1-5+11页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K]
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  • 风力发电机组高电压穿越问题及其基本解决方案

    朱永利;艾斯卡尔;刘少宇;王海龙;朱斯;

    在研究世界风电主流市场区域风电并网规程高电压穿越技术规定的基础上,总结了各国并网规程高电压穿越技术要求和关键技术指标。分析了两种主流风电机组在电网侧电压骤升时的暂态特性,同时讨论了风电机组是否具备高电压穿越能力对电力系统的影响。最后,结合多年的实际工作经验,探讨了风电机组具备高电压穿越能力的必要性,并给出了两种主流风电机组实现高电压穿越能力的基本解决方案。

    2014年05期 v.41;No.171 6-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 309K]
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  • 基于二分法的双馈风力发电机组功率协调控制策略研究

    刘力卿;兰立雄;向安韡;任惠;

    提高风力发电机组有功功率的主动控制能力,对促使风电场满足电网有功输出要求,推动风力发电持续发展具有重要作用。为实现对双馈风电机组有功输出的主动控制,对双馈风力发电机组的功率关系及其调控方式进行分析,提出了基于二分法的有功功率分层协调控制策略:以变桨距控制作为外层控制,对机组输出功率进行粗调;在变桨距控制的基础上,以变速控制作为内层控制,利用二分法确定机组的最优转速,对机组的输出功率进行微调,从而实现对机组有功输出快速准确调整。最后,利用PSCAD仿真平台对控制策略进行验证,仿真结果表明该控制策略是可行的。

    2014年05期 v.41;No.171 12-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 383K]
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  • 轻型动车牵引电力电子变压器的研究

    徐恒山;付超;石新春;

    传统的铁道电力机车、动车采用单相工频牵引变压器,由于空间限制不利于减轻重量和提升功率,采用电力电子牵引变压器PETT可有效避免其缺点。提出一种带中频变压器MFT的模块化PETT,基于单相dq矢量变换方法,输入级整流器采用载波移相技术,旨在改善网侧电流谐波、提高效率。基于Matlab/Simulink的仿真平台建立了PETT系统,仿真结果验证了在大扰动情况下PETT控制策略的有效性,表明PETT在大扰动情况下,各模块直流电压均衡,网侧电流谐波小,并保持好的动态调节性能和较高的工作效率。

    2014年05期 v.41;No.171 18-22+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 544K]
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  • 电动汽车充电设施多阶段最优规划

    韩伟强;王贵斌;文福拴;

    电动汽车充电设施规划对电动汽车普及应用具有重要影响。考虑到未来电动汽车发展存在着很多不确定性,在对充电设施进行规划时就需要对这些不确定性因素进行适当模拟,以确保规划方案的鲁棒性。需要考虑的不确定因素包括电动汽车类型(纯电动汽车或混合动力汽车)、充电或换电、快充或慢充等。目前一般采用的单阶段充电设施规划模型很难全面评估多种不确定性的影响。在此背景下,对考虑不确定性的充电设施多阶段规划问题进行了研究。首先采用随机组合方法,综合生成多组未来发展场景,并采用全局优化方法获得这些场景下的多阶段规划方案。然后,运用数据包络分析方法,以前1阶段规划方案为输入,以不同场景下的后1阶段规划方案为产出,建立了计及不确定性因素的规划方案评价框架,以使得最终规划方案不但能够在前1阶段相对于其它规划方案达到较好的规划目标,而且对下阶段各种发展场景而言,均是较为适用的规划方案,这样就能够较好抵御未来发展的不确定性。最后,以一个包括配电系统和交通系统的两阶段充电设施规划问题为例说明了所提出的方法的基本特征。

    2014年05期 v.41;No.171 23-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 485K]
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  • 基于无功-相角静态安全域的预想事故自动选择

    胡健;杨宣访;周清锋;

    针对电力系统在静态安全分析时面临的预想事故自动选择问题,传统使用的静态安全域法是在直流潮流模型下以有功功率为研究对象建立的,然而现今电网输送线路设有较大冗余的特点使其具有局限性。利用PQ分解法潮流模型建立无功-相角静态安全域,在原有基础上考虑了节点电压和无功变化,用来判断预想事故发生后系统变化是否还在电力系统正常安全运行的范围内,然后求出相应的预想事故危害度行为指标,按照危害度指标的大小进行排序并选择出危害度较大的有待详细研究的预想事故。最后对IEEE-14节点测试系统的仿真分析表明该方法的正确性。

    2014年05期 v.41;No.171 31-34+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K]
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  • 区间不确定信息下微网小干扰稳定性分析方法

    彭跃辉;杨耀;马静;王雪;

    针对微网发电、网络以及负荷的不确定性,研究了一种基于二阶摄动理论的微网小干扰稳定性分析方法。首先建立区间不确定信息下描述微网振荡模式阻尼比分布情况的复模态二阶摄动模型,在此基础上,揭示微网参数在不确定区间内连续变化时,振荡模式阻尼比的运动轨迹,并据此评估系统参数的不确定变化对振荡模式阻尼比的影响,为运行人员提供更加全面的小干扰稳定信息,以改善不确定信息下系统的小干扰稳定性。通过算例验证了该方法的正确性和有效性。

    2014年05期 v.41;No.171 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 454K]
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  • EEMD-HHT方法在双馈式感应发电机定子匝间短路故障分析中的应用研究

    李俊卿;于海波;张立鹏;

    定子绕组匝间短路故障是双馈式感应电机常见故障之一。采用多回路理论构建数学模型,通过MATLAB进行不同故障、不同条件下的仿真。用HHT方法分析故障电流虽然能够得到相应现象,但传统HHT中的EMD分解方法存在一定不足,分解结果不能区分匝间短路故障和一些非故障情况,而引入EEMD分解方法来替换EMD分解,则很好地克服了这一缺点,排除了电压不平衡、变转子转速等其他因素对匝间短路故障诊断过程中的干扰。EEMD-HHT方法可以为定子匝间短路故障检测提供更加可靠的保障。

    2014年05期 v.41;No.171 41-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 795K]
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  • 基于广域测量系统的潮流转移关键线路快速搜索

    徐岩;郅静;

    提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的快速搜索潮流转移关键线路的方法。采取先缩后扩的搜索模式,即由断线线路的并行输电线路出发,先缩小范围,寻找其中与断线线路相角相近且潮流转移电气距离最小的线路构成等相角并行线路;再扩大范围,根据潮流走向寻找等相角并行线路的上游或下游线路。等相角并行线路及其上游或下游线路即为潮流转移关键线路。利用图论确定搜索范围,根据电压相角和线路电抗筛选潮流转移关键线路。在IEEE39节点系统进行仿真计算,验证了该方法的有效性和优越性,通过对仿真结果分析,该方法在准确率、计算量以及电网适应性上有显著优势。

    2014年05期 v.41;No.171 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 605K]
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  • 基于单端行波法的配电网混合线路波头组合式故障测距方法

    李雪云;刘青;李丽英;

    由于城市土地资源紧缺,及受周围建筑物的影响,如今城市输电线路大多采用地下电缆线路,导致了架空线-电缆混合线路的大量出现。针对110 kV及以下电压等级的中低压架空线-电缆混合线路,提出了基于单端行波法的配电网混合线路故障测距方法。利用混合线路行波的折反射波过程,对故障电流信号进行经验模态分解及波头相关性分析,进行初步故障测距;并利用波头组合式匹配方法,实现混合线路最终故障测距。最后利用故障电压信号对故障测距结果进一步验证,以提高利用电流行波信号测距的准确性。仿真结果表明,所提出的配电网混合线路行波故障测距方法实用,测距成本低,能够准确测量出故障位置。

    2014年05期 v.41;No.171 55-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 568K]
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  • 用于系统能效动态评估的异步电机参数辨识

    葛苏鞍;帕尔哈提·阿布都克里木;赵海森;葛永广;

    为了能够有效地利用等效电路法对电机系统能效进行实时的动态评估,提出一种将递推最小二乘法与模型参考自适应法相结合的异步电机参数在线辨识方法,实时获取异步电机参数,并利用等效电路完成电机能效动态评估。以一台5.5 kW异步电机为例进行了仿真与实验研究,结果表明,提出的电机参数辨识方法能够准确辨识电机参数,且具有计算量少、准确度高以及较好的动态跟踪辨识性能;利用参数辨识方法获取电机参数,运用等效电路法评估出电机的能效水平,并与实测效率进行对比,进一步验证了文中提出的异步电机参数在线辨识方法的正确性与可行性。

    2014年05期 v.41;No.171 62-67+94页 [查看摘要][在线阅读][下载 620K]
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  • 季节性水电外送电价机制研究

    董楠;金小明;文福拴;任仰凯;

    云南拥有丰富的水能资源,但水电站的丰枯出力悬殊,季节性差异很大,且与电力系统的负荷特性不匹配,这样就产生了季节性电能问题。基于南方区域能源资源优化配置平台,针对云南水电西电东送的实际情况,首先分析了季节性水电的特点及消纳方式。之后,基于对各参与方的影响因素分析及争取共赢的基本原则,建立了云南季节性水电外送的电价机制。最后,用算例说明了所提出的电价机制的可行性。

    2014年05期 v.41;No.171 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 485K]
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  • 智能配电系统的发展现状与展望

    郭云鹏;刘伟佳;文福拴;

    随着分布式发电、电动汽车、智能电表和新一代无线通信等的发展,以及通过电价机制实现需求侧管理,配电系统的状况逐步发生变化,智能配电系统应运而生。作为未来智能电网的重要组成部分,智能配电系统可以充分利用自身的灵活性对资源进行优化配置,也有能力参与上层输电系统的优化调度或市场化运行。在过去的10多年间,国内外不少学者对未来配电系统的组成、体系架构、规划方法、运行策略等进行了比较广泛的研究,逐步建立了智能配电系统的概念。在此背景下,对含电动汽车的智能配电系统的研究现状做了评述并对将来的发展进行了展望。首先分析了智能配电系统的体系构成,并给出了一种系统架构;之后对智能配电系统的组成部分和核心技术进行了分析,并指出了有待研究或进一步研究的问题。最后,就智能配电系统的规划、设计、运行与控制等方面所面临的挑战做了探讨。

    2014年05期 v.41;No.171 74-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 564K]
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  • 基于非线性内模控制的直流炉机组协调控制系统设计

    项丹;刘吉臻;李露;

    直流炉机组三输入三输出强耦合、非线性的对象结构使其协调系统的抗干扰性和负荷适应能力受到影响。为提出机组全工况优化运行的控制方案,首先通过合理的简化,建立起具有一定精度且利于控制器设计的直流炉机组模型。应用状态反馈精确线性化求出其逆系统,通过反馈控制律的作用实现了系统模型的线性化与输入、输出的完全解耦。并结合对建模误差与外扰有较强鲁棒性的多变量内模控制结构,对反馈线性化后的伪线性系统进行控制设计。最后在不同的稳态工作点下进行状态扰动与设定值扰动的仿真试验,结果表明应用非线性内模控制方法设计的协调系统在较大的工况范围内具有较好的稳定性与动态性能。

    2014年05期 v.41;No.171 82-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 588K]
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  • 基于改进逆向解耦的超超临界机组机炉协调控制

    江溢洋;王东风;

    针对超超临界机组机炉耦合系统采用常规的PID控制时参数调整困难且难以获得好的控制效果的问题,先将耦合的多变量高阶被控对象解耦为具有典型二阶惯性环节的多个单入单出广义被控对象。对解耦后的单入单出广义被控对象,分别设计了PID控制器,基于内模控制原理整定PID控制器参数。在MATLAB/SIMULINK仿真环境下,通过实验验证了本方法能够很好地消除变量之间的耦合影响,实现各被控变量良好的设定值跟踪能力和干扰抑制能力。

    2014年05期 v.41;No.171 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 574K]
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  • 电站锅炉余热装置优化及热力系统性能分析

    王继选;刘小贞;白亚开;白睿;王营营;韩中合;

    针对我国电站锅炉排烟温度偏高的问题,分析了烟气的热力学特性;提出了4种集成发电方案。针对不同集成方案,以N600-24.2/566/566型发电机组为例,建立了热力计算模型,将机组煤耗降低量、机组节约标煤量和CO2减排量作为经济性评价指标,对模型进行计算分析并得出可行性方案。以影响传热效果和投资成本的参数作为研究对象,对烟气换热器的设计参数进行了优化。

    2014年05期 v.41;No.171 95-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 572K]
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  • 应用改进型HEI公式的循环泵变频优化分析

    张宇;刘卫平;杜岩;李恒凡;张利;钱江波;

    确定循环水泵的最优运行方式的重点,在于计算循环水泵在不同运行方式时凝汽器总体传热系数的估计值。现有文献在计算凝汽器总体传热系数时,通常采用美国传热学会标准中的经验公式,通过实例发现该公式中凝汽器蒸汽负荷和循环水流量对传热系数修正不足,造成该公式计算结果与实际值存在偏差,最大偏差可达40%,针对该公式在循环水流量和蒸汽负荷偏离设计值时产生的偏差给出了改进的修正系数,计算证明改进的修正系数获得了良好的效果,使偏差小于2%。并将该方法应用到某330 MW机组变频循环水系统中,运用枚举法搜索不同负荷、不同循环水温度下循环水泵的最佳运行方式,对火电厂循环水系统的运行具有一定的指导意义。

    2014年05期 v.41;No.171 101-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 551K]
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  • 热电联产机组热能深度梯级利用的研究

    徐则林;姜燕妮;徐磊;郝亚珍;

    在分析热电联产汽轮发电机组运行与热网加热特点的基础上,提出了热电联产机组低位能分级混合加热供热技术,即通过改变传统的热电联产热网加热方式,由汽轮机低压缸排汽的低位能替代中压缸排汽的高位能加热热网循环水,实现热能转换的梯级利用。以某典型200 MW级湿冷机组抽凝式供热为例,分析了低位能供暖系统的热力学特性和节能效果。结果表明,低位能改造后,机组在供热初末期、维持全厂发电负荷不变的情况下,燃煤量减少5.45 t/h,供热负荷增加208.7 GJ/h。供热热源蒸汽代价焓减少150.68 kJ/kg,效率提高23.73%,折合单机供电煤耗下降84.26 g/kW·h。严寒期维持全厂单位h燃煤量不变,电负荷增加12.62 MW,热负荷增加306.1 GJ/h,供热热源蒸汽代价焓减少98.5 kJ/kg,效率提高14.3%,发电煤耗相对下降79.0 g/kW·h。运行表明该低位能改造技术,系统稳定可靠、经济效益显著,节能减排效果明显,具有广阔的推广应用前景。

    2014年05期 v.41;No.171 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 531K]
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