华北电力大学学报(自然科学版)


  • 一种改进的双馈风电机组短路电流精确计算方法

    尹俊;毕天姝;刘素梅;杨奇逊;

    随着双馈风电机组并网容量的不断增大,风电机组的接入对于保护动作特性的影响已成为当前电力系统领域备受关注的问题,正确评估保护动作特性需准确地计算短路电流,因此有必要深入研究双馈风机短路电流计算方法。现有双馈风机短路电流研究都是假设转子撬棒保护投入后转子励磁电流为零,忽略了其动态过程影响,这将给计算结果带来误差。从双馈风机暂态内电势变化机理的角度出发,计及了转子电流动态的影响,精确计算了发生三相短路时双馈风机的定转子磁链,提出了改进的双馈风电机短路电流有效值计算方法。建立了基于RTDS的含双馈风机实际控制器的物理实验平台,经实验验证,所提出的短路电流计算方法较忽略转子动态过程的计算方法有更高的精确度。为进一步研究双馈风电机组对保护动作特性的影响奠定了基础。

    2015年05期 v.42;No.177 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 294K]
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  • ±800kV换流变压器不同工况下绕组电流及其谐波分量仿真分析

    刘刚;张瀚方;李琳;孙优良;程焕超;

    在高压直流输电系统中,换流变压器作为交流输电系统和直流输电系统的桥梁,其安全运行对直流系统正常运行具有重大的意义。为计算换流变压器在不同工况下的磁场及损耗,在PSCAD/EMTDC环境下搭建了云广直流输电工程仿真模型,改变参数模拟了换流变压器在不同工况下(额定运行和短时过负荷)网侧绕组和阀侧绕组的电流,并对绕组电流的谐波分量进行了分析,基于这些数据可进一步分析换流变压器谐波磁场和损耗。

    2015年05期 v.42;No.177 8-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 249K]
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  • 基于模糊多目标粒子群算法的热电联供型微网环境经济调度

    翟俊义;任建文;周明;李整;

    热电联供型微网具有安全可靠、节能环保的优点。兼顾经济和环保目标,提出了计及制热收益的热电联供型微网环境经济调度模型。针对微网中存在的可再生能源出力随机波动及负荷预测误差等问题,采用基于机会约束规划的模糊多目标混合粒子群算法求解模型,引入模糊全局最优解和同步粒子局部搜索以提高寻优效率。对一个含储能装置的热电联供型微网系统,分别给出了其并网运行方式下经济最优和环保最优的调度策略及多目标Pareto最优解集,算例表明本调度模型能兼顾微网运行的经济性和环保性。

    2015年05期 v.42;No.177 13-18+32页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
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  • 分布式光伏逆变器多模式滑模控制方法及仿真分析

    李清然;张建成;

    作为分布式光伏发电系统的核心部件,现有逆变器的功能单一、性能不足,逆变器的性能提升对分布式光伏推广意义重大。为完善光伏逆变器的功能,针对分布式光伏发电系统的典型结构,根据不同控制目标,设计了不同运行方式下的逆变器控制策略。为保证系统动态性能,选择逆变器滑模控制方案。根据并/离网模式下逆变器的数学模型设计了滑模电流/电压控制方案。利用MATLAB/SIMULINK对不同运行方式下所提的逆变器控制策略进行建模仿真,结果表明不同运行方式下所提控制策略能够很好地实现相应控制目标,保证输出电能质量,同时逆变器的动态性能和抗干扰性能良好。

    2015年05期 v.42;No.177 19-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K]
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  • 基于改进NSGA-Ⅱ算法的主动配电系统优化运行

    盛四清;刘梦;李亮亮;

    主动配电系统的优化运行有利于实现对间歇性可再生能源的完整消纳、提高系统运行的经济性以及降低负荷的峰谷差。通过引入潮流平衡,燃气轮机爬坡,蓄电池容量等约束条件,从主动配电系统的经济性和削峰能力两个方面出发,建立了兼顾经济运行成本和净负荷方差两个运行指标的主动配电系统优化运行的数学模型。为实现对多目标多约束的主动配电系统优化运行问题的求解,提出了基于改进NSGA-Ⅱ算法的求解方法,此算法将反向学习机制应用到种群初始化中,并引入改进的算术交叉算子,提高了算法的全局搜索能力和保持了种群多样性,利用逼近理想解排序法从帕累托最优解集中筛选出最优方案。最后,通过算例验证了所提模型及算法的有效性和正确性。

    2015年05期 v.42;No.177 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 205K]
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  • 基于LCC的输电线路发展改造方案选择

    徐岩;迟成;石海勇;

    电网运行过程中由于负荷增长容易出现某些输电线路的重载或者过载等可靠性降低现象,为此电力企业要重新规划改造输电线路来保证可靠性。在此背景下,为了减轻电力企业的改造投资成本和电力用户的损失,运用全寿命周期成本(Life Cycle Cost,LCC),蒙特卡罗模拟和直流潮流分析方法建立输电线路发展规划优化模型,定量分析每个阶段的成本,寻求全寿命周期成本最小的方案,在保证可靠性的同时减少了电网企业和电力客户的不必要的损失,提高经济效益。最后,在算例分析中,用IEEE39节点模拟电网运行,比较输电线路不同发展改造方案并选出了最优方案,证明了方法的可行性和优越性。

    2015年05期 v.42;No.177 33-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 163K]
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  • 三种直角坐标牛顿潮流算法的收敛性比较

    祁志远;肖仕武;

    潮流计算是电力系统最基本的计算之一。推导了直角坐标系下三种牛顿潮流算法的统一数学模型。以IEEE-14、IEEE-30、IEEE-39和IEEE-118节点等不同规模的常态系统和病态系统为对象,对直角坐标下的常规牛顿法、保留二阶项牛顿法和最优步距牛顿法的收敛性进行测试。结果表明,对常态系统,三种算法均收敛。保留二阶项牛顿法用时最短,最优步距牛顿法收敛精度最高;对重负荷病态系统,最优步距牛顿法仍可收敛,另两种方法不能保持收敛性。测试结果可为潮流计算方法的选择提供有益的参考。

    2015年05期 v.42;No.177 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K]
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  • 一种基于相位调制的新型低频正弦频率计算方法

    王越超;李军;

    精确的正弦频率测量是一些应用技术的重要基础,目前的频率测量技术在低频正弦频率测量上普遍存在准确度不高和抗噪声干扰性不强的问题,为提高低频正弦频率测量准确度,提出了一种主要由相位调制和精密相位计算方法等构成的新型低频正弦频率测量方法,分析了相位调制用于低频正弦频率测量的原理,指出了混频干扰是造成低频正弦频率测量误差的主要内在原因,通过对混频干扰的深度抑制,提高了低频正弦频率测量准确度。该方法用于测量电力系统的低频信号具有较高的准确度和较强的抗噪声和抗谐波干扰特性。数学计算、仿真实验和物理实验结果也验证了该方法的正确性和有效性。

    2015年05期 v.42;No.177 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 255K]
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  • 区域电网绿色度评价模型及方法

    庞松岭;兰穗梅;温晓强;米增强;石金玮;

    为促进电网的清洁绿色发展,本文对区域电网绿色度进行了定义并遴选出可量化评价指标;利用熵值法和模糊数学法对评价指标进行组合赋权,提出基于灰色关联-理想点法组合方法的区域电网绿色度综合评价模型,并以某四个省域电网绿色度评价为例,验证了本文绿色度评价模型与方法能够有效、客观地反映不同区域电网以及同一区域电网不同生产年度的绿色度水平,可用于评价和监管区域电网的整体节能减排工作。

    2015年05期 v.42;No.177 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
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  • 智能组合线性电阻灭磁装置的研究

    李志军;李淼;刘汉征;秦晓雪;

    针对现有灭磁装置的缺陷,提出了一种同步发电机线性电阻组合灭磁装置,利用计算机智能技术,根据机组实际工况和灭磁过程中励磁电流的大小,适时驱动可关断晶闸管GTO使得二级线性电阻介入,进而达到快速灭磁的目的。建立了灭磁过程的数学模型,以三峡700 MW水轮发电机组为对象,利用MATLAB的SIMULINK工具,对传统灭磁过程和智能灭磁过程中的励磁电压、励磁电流的变化曲线和灭磁时间进行了仿真和结果比对。仿真结果表明,该方法克服了现有发电机灭磁电路技术中存在的灭磁回路复杂,构成原件昂贵的缺陷,在快速性、安全性和可靠性上具有明显的优势。

    2015年05期 v.42;No.177 57-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 249K]
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  • 风载及导线拉拽复合作用下的高压输电铁塔响应分析

    何玉灵;梁雄;唐贵基;

    旨在获取风载及导线拉拽复合作用下的高压输电铁塔应力、变形响应及疲劳响应。首先分析了风载与拉拽作用下的铁塔载荷分布,建立了铁塔与风流的有限元分析模型并进行了动特性分析;然后用ANSYS进行了静态响应、谐响应、疲劳响应分析,得到了30 m/s风速下0°、45°和90°风载及导线拉拽复合作用下的应力及变形情况;获取了不同风向情况下铁塔的最大应力和最大变形部位、疲劳响应的危险位置点。结果表明,塔脚斜材下段中部、横担上拉杆中部、横担与导线连接处、塔身中部的横隔是最大应力和最大变形的集中部位;下横担下方第一个横隔与主材连接处、上、下横担与导线连接处是疲劳失效危险位置。

    2015年05期 v.42;No.177 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 792K]
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  • 基于盲源分离的电站锅炉多源泄漏定位研究

    安连锁;冯强;沈国清;张世平;王鹏;

    为解决电站锅炉多源泄漏问题,对多源泄漏混叠信号分离及定位进行研究。采用快速独立分量算法对混叠信号进行分离,将分离后的各源信号进行广义互相关得出时延估计,通过最小二乘定位算法得出泄漏点位置。仿真结果表明,快速独立分量算法能够将压力为0.8 MPa的5 mm、8 mm口径混叠喷流信号进行分离,不同位置分离后的同一源信号保持了原有的相关性,计算所得时延估计与真实值误差在0.029 ms;最小二乘定位算法在-0.15 ms至0.15 ms时延误差范围内时,定位误差保持在0.2 m以内,相对模型尺寸精度为2%。通过基于盲源分离的电站锅炉多源泄漏定位方法能够有效地将多源信号分离并进行定位。

    2015年05期 v.42;No.177 69-73+79页 [查看摘要][在线阅读][下载 302K]
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  • 压缩空气储能系统单耗分析模型及其应用

    何青;刘辉;张军良;蔡悠然;刘文毅;

    根据单耗分析理论,将压缩空气储能系统储能过程中产生的高压空气以及释能过程中产生的电能视为产品,分析储能系统运行过程中的不可逆热力学过程的效率和损失及其附加燃料单耗,建立了一套完整的压缩空气储能系统单耗分析模型;并针对基于美国Mc Intosh电站改进的压缩空气储能系统及其热力参数,在热力计算的基础上,进行了压缩空气储能单耗分析。结果表明:在整个储能阶段压缩过程损失最大,效率最低,其附加单耗最高;在释能阶段虽然回热过程的效率最低,但是其附加单耗最低,燃烧过程和膨胀过程的效率较高但是其单耗也较高;从理论上证明了回热器是提高压缩空气储能系统效率的重要因素。

    2015年05期 v.42;No.177 74-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 194K]
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  • 直接空冷凝汽器扁平管含不凝结气体的凝结换热

    程通锐;杜小泽;杨立军;

    为深入了解直接空冷火电机组凝汽器的冬季运行特性,针对含有不凝结气体的扁平管内蒸汽顺流凝结传热过程,考虑了汽液两相流动的相界面剪切应力、相界面表面张力,以及相界面的扩散传质,建立了物理数学模型。改变扁平管出口不凝结气体的浓度、改变冷却能力,通过对数学模型的数值求解,得到冬季运行不同工况条件下,凝结温度和液膜厚度的空间分布。研究结果表明:在凝结过程的末端,出口不凝结气体含量对蒸汽冷凝温度的降低有显著的影响;可将出口不凝结气体含量作为直接空冷凝汽器提高防冻能力的重要控制变量。研究结果为直接空冷火电机组凝汽器防冻问题的解决提供了理论参考。

    2015年05期 v.42;No.177 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K]
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  • 蓄热式AA-CAES电站性能计算及经济性分析

    韩中合;刘士名;周权;庞永超;

    为缓解弃风问题带来的不利影响及提高风能的利用率,基于先进绝热压缩空气储能(Avanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage,AA-CAES)技术,对输出功率为100 MW的蓄热式AA-CAES概念电站进行了初步设计,并对其进行了性能计算与经济性分析。性能计算结果表明,该电站年发电量约为1亿k W·h,弃风电量回收率约为62.64%,储能密度可达8.23 MJ/m3,蓄热效率为46.5%;经济性分析显示,该电站容量成本约为4,704.5元/k W;电站年运行成本约为4,402万元;电站年总效益可达27,232万元,年财务收益约2,573万元,年均利润率为2.34%。分析了储能购电价格变动对年运行费用及度电成本影响;得到了不同购电价格下,成本回收年限与释能电价的变化情况,为电站上网电价的定价提供参考。

    2015年05期 v.42;No.177 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 188K]
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  • 水平滴型管外凝结液膜分布及换热特性研究

    李慧君;王炯;

    采用特殊管型是最为常见的、有效的强化膜状凝结换热手段。为了研究特殊管型对纯蒸汽膜状凝结换热及强化过程,建立了滴型管物理模型和凝结液膜厚度分布数学模型;通过边界层方程组及无量纲化得到了计算液膜厚度分布及换热系数的表达式。计算结果表明:椭圆度e及Bo数对液膜脱离壁面的临界角φc的作用相反,即当椭圆度e一定时,临界角φc随着Bo数的增大而增大,当Bo数一定时,临界角φc随着椭圆度e的增大而减小;在有效换热面积相等的情况下,滴型管比圆管具有较好的排液性能,能有效地减薄液膜厚度,强化了换热性能;其强化换热效果主要受椭圆度e及Bo数的影响。因此,在设计滴型管时,应该根据Bo数的具体数值确定最佳的椭圆度e。该文结论对优化管型以实现强化换热有一定的参考意义。

    2015年05期 v.42;No.177 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 212K]
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  • 基于马田系统和灰色累积前景理论的变压器区间数维修风险决策

    曾伟;郝玉国;范瑞祥;苑嘉航;李存斌;

    提出一种基于马田系统和灰关联累积前景理论的维修方案风险决策方法。在已有的指标体系基础上,使用定性和定量相结合的方法构建区间数初始维修决策矩阵。将区间数决策向量视为多维属性空间中的超长方体,采用2水平正交试验在该超长方体上均匀、分散地布点,根据正交表的试验次数组成布点集代表决策方案。利用马氏距离计算每个维修方案与正负理想解之间的距离以消除指标之间相关性对结果造成的影响。考虑到公司领导的主观风险态度,引入累积前景理论,定义了基于马氏距离的灰关联函数,进而构建了正负前景价值矩阵,计算各维修方案的综合前景值并排序选择最优解。最后通过实例验证了模型的有效性和科学性,对比已有的方法,本文提出的模型更切合实际,具有明显的优越性。

    2015年05期 v.42;No.177 100-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 183K]
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