华北电力大学学报(自然科学版)


  • 基于图论和电压相角的潮流转移危险线路快速搜索

    徐岩;郅静;

    为避免潮流转移导致线路连锁过载跳闸,提出一种基于图论和电压相角的潮流转移危险线路快速搜索方法。利用矩阵运算和节点电压相角搜索开断线路的等相角并行输电线路,由等相角并行输电线路出发,寻找经过该线路的开断线路两端节点之间的最短路径得到潮流转移线路集合。利用潮流转移后的线路功率和有功功率传输极限定义潮流转移危险指数,并利用该指数从潮流转移线路集合中筛选潮流转移危险线路。克服以往方法仅依据潮流转移量判断潮流转移危险线路的缺点,并且在寻找潮流转移传输路径时更加有针对性,避免了漏选或多选线路的情况,同时该方法不涉及电网分区,不会漏选区内潮流转移危险线路。在IEEE39和IEEE118节点系统中对该方法进行了验证。

    2015年04期 v.42;No.176 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 713K]
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  • 一种新型模块化多电平DC-DC变换器

    袁艺嘉;许建中;赵成勇;安婷;吴亚楠;

    具有损耗小、传输容量大优点的高压直流电网被认为是建立大容量能量传输系统的关键,而为实现不同电压等级的直流电网互联,迫切需要一种适应于高压大功率场合的直流变压器(DC-DC变换器)。基于模块化多电平技术设计了基于半桥子模块拓扑的三相DC-DC变换器,采用等效电路的方法分析了其工作原理、电压变比和有功功率传输。变换器采用双环的直接电流控制,并针对变换器两侧设计了不同的控制策略,一次侧给定移相角并采用定交流电压控制,二次侧采用定直流电压和定无功功率控制。变换器利用最近电平逼近调制和基于排序算法的子模块均压策略。最后在PSCAD/EMTDC环境下仿真验证了变换器的直流变压能力以及控制策略的合理性。

    2015年04期 v.42;No.176 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1717K]
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  • 基于间谐波电压的闪变传递计算方法

    贾秀芳;岳娜;安海清;

    波动性负荷引起的电压波动与闪变可以在电力系统各节点间传播。理论分析表明,电压闪变是由间谐波电压与基波电压共同作用产生的,因此,研究闪变在电网中的传递可以通过分析间谐波在电网中的传播来实现。为此,提出了一种基于间谐波电压的闪变传递计算方法,可以有效地对电力系统任意公共连接点处的闪变水平进行评估。此外,由于闪变叠加效应,不同闪变源之间是存在相互干扰的,所提方法确定的闪变叠加系数比IEC推荐的经验系数更加准确。最后通过算例仿真证明了本文闪变传递算法的有效性和准确性。

    2015年04期 v.42;No.176 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 637K]
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  • 串联电容换相换流器中主要设备电压特性的研究

    高宇;文俊;李亚男;刘晓霞;谷腾飞;韩民晓;

    相对于常规高压直流输电(LCC-HVDC),基于CCC换流器的高压直流输电(CCC-HVDC)在减少换相失败,减少无功补偿等方面有明显优势,但过电压问题直接限制了其应用。为了掌握CCC-HVDC的主要设备电压特性,针对不同一次设备,分别进行了数学建模,理论推导换相电容、换流变压器和换流阀的稳态电压特性,同LCC-HVDC进行比较,分析各个电气设备稳态电压随着串联电容值的减小而增加的程度。基于PSCAD/EMTDC研究了CCC-HVDC不同运行状态、不同故障情况时上述设备的暂态电压特性及其恢复特性,得出不同故障点和故障形式对CCC-HVDC运行的影响程度。该结论可为以后的改造和应用提供理论依据。

    2015年04期 v.42;No.176 22-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1318K]
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  • 直埋单芯电缆的载流量数值计算

    燕怒;朱攀勇;熊晓晨;

    针对直埋单芯电缆敷设环境的复杂性引起的其载流量的难确定性,基于有限元法计算直埋电缆温度场和载流量的基本原理及方法,确定直埋电缆结构、敷设环境、材料等参数,应用热力学知识使用ANSYS软件工具对直埋单芯电缆温度场仿真,得到了电缆温度场的分布云图。在此基础上运用最小二乘法曲线拟合了温度场与载流量函数关系曲线,求得了电缆在确定环境下的载流量值。采用上述方法获得的数值计算结果与IEC60287解析计算结果相比较更加准确。

    2015年04期 v.42;No.176 29-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 841K]
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  • 输电线路机械除冰作业过程中抑制脱冰跳跃方法的研究

    姬昆鹏;刘晨;芮晓明;李林;周超;

    机械除冰作业时输电线路因外力冲击作用和覆冰突然脱落而发生大幅振动,会对线路结构产生潜在危害,从而阻碍了机械除冰技术的推广。为抑制机械除冰时电线的脱冰跳跃,通过分别采用绝缘绳或绝缘杆约束电线,分别保持约束点固定或可移动,及改变约束点位置等共组合产生了16种抑制方案;以某输电线路机械除冰试验为例,通过有限元仿真,研究了各种方案对机械除冰过程中除冰率、电线跳跃高度和最大张力的影响。结果表明,当采用绝缘绳施加在档距中点并固定约束点上跳位移的方案时,对抑制机械除冰中电线脱冰跳跃的综合效果最好,在工程中应优先选用。

    2015年04期 v.42;No.176 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1615K]
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  • 带零线电流判据的零线断线检测新方法

    柳春芳;何智祥;陈增胜;戴志辉;徐玉琴;张慧;

    当三相低压供电系统零线断线时,用户侧的中性点位移电压将发生偏移,可能烧毁大量用户设备。利用负载电压或中性点位移电压识别零线断线的方法在输电线路较长以及三相负载不平衡度较大时会误检。为了解决上述问题,理论分析了三相配电系统正常运行和零线断线时中性点位移电压、零线电流和负载不平衡度的特征关系。基于零线断线时中性点出现位移电压但没有零线电流的特征,提出了带零线电流闭锁判据的识别零线断线新方法,提高了零线断线检测的准确率,实例计算结果说明了方法的有效性。

    2015年04期 v.42;No.176 40-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 576K]
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  • 直流复合绝缘子积污特性的数值模拟研究

    吕玉坤;李国超;卫少科;杨硕;

    为研究直流电压下复合绝缘子积污特性,以复合FXBW-110/120-2绝缘子为研究对象,利用COMSOL数值模拟软件中的湍流模块、静电模块以及流体流动粒子追踪模块,对垂直悬挂、直流电压作用下的绝缘子表面积污特性进行了数值模拟研究,并与相关文献的试验结果进行了对比,分析了风速和污秽粒径对其表面积污特性的影响。结果表明:数值模拟结果与试验结果在数量级上吻合得较好。与不加电情况比较,施加90 k V直流电压时,靠近高压端的2号伞裙、绝缘子中段的5、6号伞裙以及靠近低压端的11号伞裙的积污量增量较大,呈"W"型分布。复合绝缘子表面积污量随风速的增大而增多,随粒径的增大呈现先减小后增多的趋势。

    2015年04期 v.42;No.176 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1529K]
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  • 基于融合判决的智能用电无线传感器网络拥塞避免路由算法

    冯森;唐良瑞;郝建红;

    作为智能用电通信网的补充和延伸,具有集中式流量特性的无线传感器网络容易出现拥塞,影响智能用电通信业务的服务质量。针对该问题,提出一种基于融合判决的拥塞避免路由算法。该算法以前向传播邻居节点的缓存队列长度、剩余能量和到基站距离三个特征参量为依据建立隶属度函数,对其进行融合判决并根据判决结果选择下一跳节点。仿真结果表明,与现有的典型拥塞控制路由算法相比,该算法有效提高了无线传感器网络吞吐量,并延长了网络的生命周期。

    2015年04期 v.42;No.176 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 489K]
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  • 扩散过程对气固反应影响的模型研究

    刘洋;杨勇平;

    将固体反应物视为由一系列分配特征的孔隙组成,同时考虑固体颗粒内外扩散、化学反应及产物层扩散过程,建立气固反应随机孔隙模型。微分方程组利用数值计算的方法求解,采用基于勒让德多项式的正交配置方法将扩散方程转化为代数方程,并用四阶龙格库塔方法积分得到转化率与反应时间关系。模拟了舍伍德数、体积比、毕沃模数和席勒模数发生变化时对反应转化率及反应速率的影响。结果表明,生成物固体摩尔体积大于反应物摩尔体积会导致反应物不能完全转化;增加产物层扩散阻力或颗粒内气体扩散阻力可以减弱孔隙闭合的影响,提高固体反应物的转化率,而在相同转化率条件下会使气固反应反应速率降低。

    2015年04期 v.42;No.176 58-63+95页 [查看摘要][在线阅读][下载 540K]
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  • 太阳能辅助燃煤机组碳捕集系统对比研究

    韩中合;白亚开;王继选;

    太阳能辅助燃煤发电碳捕集系统可以在保证机组的出力的基础上实现电厂CO2的捕集,在以往太阳能与碳捕集机组结合方法的基础上提出了5种集成方案,建立了碳捕集系统仿真模型和热力系统变工况模型,计算了5种集成方式下机组的热力学性能、太阳能集热场的运行性能、电厂发电成本以及CO2减排成本等评价指标。结果表明,太阳能所需凝结水从六号加热器出口引出的方案为最佳可行性方案,机组的投资节煤比最大为0.067 5 g/k W·h/元,太阳能集热场的热电转化率最高为28.55%,发电成本最低为0.474 6元/k W·h,捕碳成本最少为265.74元/t CO2。当外置太阳能供热时,系统结构简单,初投资小,是一种可以实际应用的方案。

    2015年04期 v.42;No.176 64-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 595K]
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  • 轴流风机动叶安装角异常时的能量特征提取研究

    李春曦;林卿;叶学民;

    针对OB-84型动叶可调轴流风机,采用大涡模拟与基于Lighthill声类比的FW-H模型相结合的方法,获得了单动叶安装角调整异常时的声压信号,通过小波包分析和EMD分析提取了能量特征。结果表明:除动叶区外,其他区域内异常状态下包含基频的第1频带内小波包能量明显低于正常状态下的数值,且随偏离度Δβ增加,该趋势愈加显著;EMD能量特征对异常工况的识别表现为动叶安装角偏离后,各区域内不同IMF能量相对值的明显变化;小波包能量熵和EMD能量熵均随Δβ增加而增大,且不同安装角所对应的能量熵具有较大差异,当Δβ=50°时,导叶区、集流区和扩压区的小波包能量熵较其他异常工况明显提高。上述特征为采用声压信号表征轴流风机动叶安装角异常状态和偏离程度提供了参考依据。

    2015年04期 v.42;No.176 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2560K]
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  • 有机工质余热发电系统的经济性分析

    李慧君;王培毅;

    由于有机工质余热发电系统的经济性是影响该技术推广应用的关键因素,本文对系统的经济性进行分析研究。以蒸发温度、蒸发器窄点温差、余热介质流量及冷却水流量为自变量,建立了以最小电力生产成本为目标函数的优化模型;分析了各参数对系统电力生产成本的影响,并以6种有机工质为例,对系统进行了参数优化;且比较了余热温度对最佳参数的影响。结果表明:由于蒸发温度、蒸发器窄点温差、余热介质及冷却水流量对系统设备造价和净输出功的综合影响,其均存在最佳值使电力生产成本最小;在余热介质进口温度170℃和冷却水进口温度20℃时,工质R245fa的经济性最好,对应的最小电力生产成本约0.433 9元/(k W·h);且随着余热介质进口温度的升高,系统经济性提高,对应的最佳蒸发温度、蒸发器窄点温差及余热介质流量均增大。

    2015年04期 v.42;No.176 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 689K]
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  • 压缩空气储能填充床储热特性研究

    姜萍;赵振家;

    填充床动态特性的准确描述是压缩空气储能系统建模的关键。采用Kunii的一维非稳态导热-扩散两相模型来描述稳态填充床的传热现象,采用MATLAB数值计算方法求解了相应的偏微分方程,得到了模型的数值解和模拟图形,并基于ANSYS FLUENT 14.0对填充床内的流体动力学和传热特性进行了仿真,通过计算得到了填充床出口空气温度与入口空气质量流量的传递函数,实验结果表明计算所得的传递函数能够完整表述填充床储热动态特性。

    2015年04期 v.42;No.176 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1044K]
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  • 高钠煤质特性与沾污机理试验研究

    薛长海;

    针对我国高钠煤燃烧过程中的强沾污和易结渣等特点,通过对煤质特性、沾污层灰分试验与沾污机理分析,判别并验证了高钠煤的沾污影响因素,并确定了相应的添加剂掺烧策略。案例研究结果表明:准东煤的沾污主要是由碱金属富集引起的,碱金属(主要是Na)在准东煤结渣与积灰中起主导作用;Na2O含量是我国高钠煤分级划分的主要依据;铝土矿、高岭土类的铝基添加剂对缓解准东煤结渣和沾污有较明显效果。

    2015年04期 v.42;No.176 89-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1158K]
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  • 基于AL-RVM分类的主用户信号调制类型识别算法

    刘世民;

    提出了一种基于循环自相关估计和主动学习相关向量机(AL-RVM)分类的主用户信号调制类型识别算法。首先通过循环自相关估计算法提取接收信号特征参数;再采用主动学习算法通过多次迭代抽样实现对RVM分类器的构建;最后利用所构建的RVM分类器实现对各主用户信号的分类识别。仿真实验表明,与基于支持向量机(SVM)和传统相关向量机(RVM)算法相比较,所提算法在各低信噪比情况下,整体分类识别率在92%以上,明显高于对比算法。该算法能有效地实现对不同主用户信号调制类型的识别,保证了电力监测信号的有效传输。

    2015年04期 v.42;No.176 96-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 592K]
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  • 基于小波分析和GM-ARIMA模型的月度售电量预测

    樊娇;冯昊;牛东晓;王筱雨;刘福炎;

    月度售电量直接反映电力企业的经营效益,准确的电量预测对于电力企业合理安排购售电方案、确定融资缺口具有重要意义。鉴于各地区月度售电量时间序列不但有随时间逐渐增长的趋势,还受节假日、气温等因素的影响存在随机项,为了提高电力企业月度售电量的预测精度,采用小波分析理论将月度售电量时间序列分解为近似序列和细节序列,并通过对分解后子序列的特征进行分析,分别采用相匹配的GM(1,1)模型和ARIMA模型对子序列进行预测,然后通过序列重构得到月度售电量的预测值。经实际算例验证,该组合预测方法的平均误差率为3.7%,与神经网络等常用单一预测方法相比能明显提高预测精度,具有较强的适应能力。

    2015年04期 v.42;No.176 101-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 467K]
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  • 基于DHNN模型的特高压工程投资风险控制效果评价

    李晓慧;王进;谷杨福;胡俊辉;宋宗耘;牛东晓;

    为提高特高压工程项目投资管理,需要对特高压投资风险进行控制,对风险控制效果评价。从特高压工程建设的8个阶段识别投资风险,构建评价指标体系,保证每个指标能客观反映该阶段下特高压工程投资风险的控制效果。应用离散型Hopfield反馈型神经网络,将评价标准转码为标准模式训练网络,输入样本模式得到待评对象的评价等级。通过对溪浙工程投资效果分析发现,该项目投资风险整体性评价等级为"A",说明该工程风险控制效果优秀。

    2015年04期 v.42;No.176 106-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 373K]
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