华北电力大学学报(自然科学版)


  • 交直流互联系统对电流选相元件的影响分析及对策

    黄少锋;申洪明;费彬;

    交直流互联系统中,在交流系统发生故障期间逆变侧等值交流电流会产生复杂的暂态过程,进而对电流选相元件产生不利影响。详细分析了交流故障期间基于电流突变量选相元件的选相性能,分析结果表明无论交流故障是否引发换相失败,交直流互联系统都会对基于电流突变量选相元件的正确选相产生较大影响,并且交流系统强度对选相结果也有影响。最后提出一种电压选相的解决措施,PSCAD/EMTDC仿真验证了结论的正确性。

    2016年02期 v.43;No.180 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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  • IGBT模块电气模型及实时仿真研究

    徐延明;赵成勇;徐莹;刘启建;许建中;周飞;

    IGBT模块中IGBT与二极管各自详细暂态电气特性及相互影响少有研究,因此提出一种适于实时仿真的IGBT模块电气模型。模型采用机理推导、电气等效、曲线拟合等方法在PSCAD、SABER、SIMULINK等电路仿真平台建模并基于FPGA模型实时化,可以在纳秒级步长下模拟IGBT模块电压电流尖峰、拖尾电流、米勒平台等暂态电气特性。通过与SABER中通用模型仿真结果、实验实测波形对比分析以及搭建的FPGA实时仿真系统,验证了IGBT模块电气模型和参数提取方法的有效性,为进一步将模型应用于柔性直流输电系统仿真、电磁干扰及损耗分析、控制策略等研究打下了基础。

    2016年02期 v.43;No.180 8-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 497K]
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  • 分布式能源接入直流配网的潮流优化

    李永刚;韩冰;刘天皓;

    为了研究分布式能源接入直流配电网后对其潮流的影响,在直流配电网潮流计算基础上,提出采用网损和电压不平衡度指标评价直流配网运行优劣;以网损和电压不平衡度为目标函数建立直流配电网OPF的数学模型;基于此模型针对采用主从控制策略的直流配网,设计控制指令流程优化配网潮流,最后以分布式能源接入IEEE16节点直流配网为例仿真验证优化方法的正确性。

    2016年02期 v.43;No.180 17-22+29页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K]
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  • 基于空间分割的电力大数据三维全景可视化场景管理方法

    曲朝阳;熊泽宇;颜佳;辛鹏;曲楠;

    三维虚拟场景下的电力大数据全景可视化以场景物体灵活多样的显示状态对深层电力特征信息进行直观呈现,以场景漫游的形式对海量多态、异构数据进行全景实时展现,为电网运行状态的及时有效监控分析提供有力保障。针对其场景管理问题,提出了基于空间分割的电力大数据三维全景可视化场景管理方法。首先,构建空间分割代价函数并产生分割平面选择因子,优化场景空间分割。然后,根据场景空间分割结果,建立电力大数据场景组织关联模型,一体化组织管理场景物体、环境和实时分析数据,并实现物体显示状态实时控制及场景漫游快速渲染。最后,通过变电站数据三维全景可视化分析系统的场景管理应用,验证了该方法的有效性。

    2016年02期 v.43;No.180 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 361K]
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  • 考虑系统振荡的具备识别潮流转移能力的广域后备保护研究

    徐岩;韩平;

    为有效预防距离Ⅲ段后备保护因潮流转移引起误动冲击电网,避免连锁跳闸事故的发生,基于PMU量测信息提出了一种具备识别潮流转移能力的广域后备保护方案。该方案充分考虑了系统振荡过程,引入了能反映潮流转移与各类型短路故障的明显差别的潮流转移识别特征量(Flow transfer identification characteristic,FTIC)的概念,详细地推导了系统功角从0°到180°变化的过程中分别发生潮流转移与各类短路故障时FTIC的不同取值范围,并以此为依据设置识别判据、整定识别延时,详细阐述了方案的实施流程。该方案能够实现无论系统振荡与否,发生潮流转移时及时闭锁距离Ⅲ段后备保护,并保证发生短路故障时使距离Ⅲ段元件继续开放。通过IEEE10机系统的仿真算例验证了所提方案的可行性和有效性。

    2016年02期 v.43;No.180 30-37+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
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  • 分级磁控电抗器谐波的数值分析与抑制研究

    杨健;程汉湘;张鑫;

    为了减小磁控电抗器产生的谐波对公用电网的污染,使用分级磁阀结构抑制谐波输出,提出了基于离散时间函数的磁化曲线建模方法,提高磁控电抗器谐波分析的准确性,给出了分级磁阀结构的磁路等效模型,建立等效数值模型,利用粒子群算法对磁阀的级数、横截面积和长度等参数进行优化,使用Matlab对分级磁控电抗器编程仿真,仿真结果表明3级以上的磁阀结构能有效降低磁控电抗器的额定总谐波含量,7级及其以上的磁阀结构能有效的将额定总谐波含量降到5%以下。

    2016年02期 v.43;No.180 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 239K]
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  • 市场环境下计及参与需求侧响应的电动汽车换电站优化规划

    刘俊涛;

    相比于电动汽车充电模式,换电模式可以实现集中有序充电,从而实现以一个整体即电动汽车换电站(battery swapping station,BSS)的形式参与电网需求侧响应。在此背景下,建立了计及参与需求侧响应的BSS双层优化配置模型,以极大化BSS的净收益为上层优化目标,极小化配电网公司全寿命经济成本为下层目标,对BSS的位置、额定充电功率、初始购买电池的数量以及BSS参与需求侧响应的合同价格和每小时的调用功率等进行优化。采用内嵌改进粒子群算法的网格自适应直接搜索算法对该双层规划模型进行求解。最后对IEEE-33节点配电系统进行仿真计算,结果表明,计及BSS参与需求侧响应过程,可以同时提高BSS和配电网公司的经济效益,并且可以促进分布式电源的消纳,验证了所提模型的可行性及有效性。

    2016年02期 v.43;No.180 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K]
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  • 输电线覆冰时冻结系数的影响因素研究

    张暕;何青;

    输电线路覆冰是电网安全运行的主要威胁之一,其覆冰过程是一个过冷却水滴在输电线路表面冻结的物理过程,而描述过冷却水滴冻结概率的冻结系数则是分析覆冰形成、建立覆冰模型的必要参数之一。根据传热学理论,将水滴冻结过程视为动态的热交换过程,分析整个传热过程中存在的吸热量和散热量,建立完善的热平衡方程,从而得出冻结系数的计算公式。结果表明:冻结系数与多个影响因素有关。随着输电线半径的增加,冻结系数首先减小的很快,然后逐渐趋于稳定;风速从0m/s增大时,冻结系数首先持续为1,然后不断减小;随着环境温度的降低,冻结系数不断增大,直至为1;随着液态水含量的增加,冻结系数逐渐减小;输电电流和电阻均与冻结系数成反比,并在一定值以后,冻结系数持续为0。

    2016年02期 v.43;No.180 50-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K]
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  • 基于流固耦合的碳纤维复合芯导线微风振动特性数值分析

    刘晨;芮晓明;姬昆鹏;齐翼;

    对发生微风振动的新型碳纤维复合芯导线和与其截面积相近的传统钢芯铝绞线的动态特性进行了对比研究。基于计算流体动力学(CFD)方法,利用Adina软件分别建立了两种导线微风振动流固耦合CFD仿真模型。获得不同截面导线竖向振幅比随约化速度变化曲线,对比其升阻力特性。通过对流场中做强迫振动的导线进行数值模拟,利用导线气动力载荷响应求得导线风能输入功率,从风能输入角度分析不同截面形状导线微风振动特性的差异。研究所得两种不同截面形状导线气动力特性的差异,可为新型导线在工程领域的应用提供参考。

    2016年02期 v.43;No.180 56-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 356K]
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  • 在役高压输电铁塔结构振动实测与分析

    王剑;王璋奇;冯砚厅;

    输电铁塔在自然风载荷作用下发生振动,采用实验方法实际测量铁塔在自然风激励下的振动特性具有重要的意义。采用无线遥测振动测试分析系统对邢台市220kV红吕线036号2D-ZM3-42直线塔进行实测研究。首先通过对铁塔加装无线振动采集模块实时测取铁塔风振加速度响应;而后采用自然激励法对实测结果进行分析以识别出铁塔振动频率值;最后建立铁塔有限元模型,并通过模态分析计算其振动频率值。经对比分析,实测结果与模型计算结果相吻合。

    2016年02期 v.43;No.180 62-65+86页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K]
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  • 供热机组协调控制对象非线性特性分析

    刘吉臻;邓拓宇;田亮;

    供热机组参与电网调峰调频是大势所趋。现有的供热机组协调控制系统难以同时满足供热和纯凝两种工况下AGC的控制品质要求,需要分析供热机组特性以找出造成控制品质差异的原因。首先将某抽汽式供热机组的通用简化非线性动态模型小偏差线性化得到传递函数矩阵模型,然后通过分析几个典型工作点的非线性测度和传递函数系数数值总结出机组非线性特性变化规律。研究表明,供热工况下机组控制品质变差主要由供热调节蝶阀对发电负荷这一传递函数在纯凝和供热工况下结构差异造成。这种非线性很难通过整定调节器参数克服,因此需要考虑供热侧对发电的影响,为供热工况重新设计协调控制方案。等供热抽汽流量下机组非线性随发电负荷均匀变化,其规律与纯凝工况相似,可通过DEB等非线性方案克服。

    2016年02期 v.43;No.180 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
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  • 一种考虑权重不确定性的机组综合评价模型

    杨勇平;吴殿法;王宁玲;彭浩;

    针对大型燃煤机组深层次节能降耗阶段的综合性能评价问题,以机组与周围环境组成的广义能量系统为对象,考虑机组可靠性、经济性及环保性等因素,综合运用蒙特卡罗方法、熵权法及层次分析法(AHP)得到评价指标线性组合权重,并采用灰色关联方法建立了燃煤机组性能综合评价模型。对6台600 MW燃煤机组应用模型进行了实例分析,以AHP权重为基础进行正态分布随机抽样,进而得到组合权重,分别取各机组指标最优值组成机组理想方案,对各机组方案与理想方案的灰色关联度进行了统计分析。结果不仅可以给出常规综合评价方法下的机组性能优劣排序,而且能够给出各机组对指标权重同时变化时的敏感性信息。当抽样标准差σ由0.015增大到0.045时,4号、3号和1号机组灰色关联度变化范围增大明显,且1号机组与6号及2号机组关联度取值区间有交集。结果表明,该评价模型具有较好的不确定因素处理能力,评价结果同时综合了专家知识与客观信息,符合客观实际,具有较好的适用性。

    2016年02期 v.43;No.180 73-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 230K]
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  • 低沸点气体液膜沿倾斜加热平板流动的稳定性

    程友良;杨国宁;杜尚任;

    为了研究低沸点气体液膜沿倾斜加热平板流动的稳定性,首先建立低沸点气体液膜沿倾斜加热平板流动的物理模型并抽象出相应的定解问题;其次,用无量纲分析方法和线性稳定性分析方法得到小扰动振幅的Orr-Sommerfeld方程(简称O-S方程);然后,利用摄动法对O-S方程进行求解,得到低沸点气体液膜沿倾斜加热平板流动的稳定性判据及新的临界雷诺数;最后,以低沸点液氮液膜为例分析了各参数对稳定性的影响。结果表明:平板倾斜角、雷诺数、平板与液膜间的温差以及物性参数的减小都使得液膜流动稳定性增强,而波数的减小将使得流动稳定性下降。

    2016年02期 v.43;No.180 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
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  • 回转式空气预热器搪瓷蓄热元件传热与流动数值模拟研究

    危日光;高建强;张磊;杨相钊;顾兴鹏;

    为缓解SCR脱硝后的堵灰和腐蚀问题,回转式空气预热器冷端普遍采用搪瓷蓄热元件。选取3种板型的搪瓷蓄热元件,采用三维数值模拟方法研究其传热与流动特性,得到了各元件内部流体的流场和温度场分布、及努塞尔数和阻力系数随雷诺数的变化规律。结果发现:随着当量直径d和空隙率n的减小,搪瓷蓄热元件的传热系数提高,流动阻力增大,流动阻力增加幅度为传热系数提升幅度的1.9~2.5倍,传热系数和流动阻力随波纹宽度的增加而增大。

    2016年02期 v.43;No.180 87-91+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 330K]
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  • 微富氧环境污泥、煤、生物质混烧的热重实验研究

    方立军;曹通;张晗;刘洪锟;

    近年来,随着我国工业的迅猛发展和城市化进程的加快,污泥产量持续增加,而微富氧燃烧技术可有效实现污泥的无害化及资源化处置,因此为了研究微富氧条件下污泥、煤和生物质的燃烧特性,采用30%O2和70%CO_2的混合气体模拟微富氧环境,利用热重分析法对试样进行实验研究,结果表明:微富氧环境下,污泥、煤粉、生物质的主要失重温度范围分别为200~600℃、200~400℃、400~600℃,三者的失重速率曲线均存在两个失重峰但存在位置不同;在失重速率曲线上,不同比例的污泥与煤混合试样出现相同交点,而污泥与生物质混合试样不存在交点;干基状态下,生物质综合燃烧性能最好,污泥次之,煤粉最差;混合试样的活化能并没有随着污泥比例的增加有规律性变化,也没有介于组分的活化能之间。本文为污泥的微富氧燃烧技术提供了一定的理论及数据支持。

    2016年02期 v.43;No.180 92-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 307K]
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  • 稀土掺杂Mn-Al-Ox复合剂对循环流化床锅炉燃烧深度固硫的影响

    张利君;薛守洪;

    循环流化床锅炉燃烧脱硫效率低,现有火电厂采取加大Ca/S摩尔比与二次风量以实现SO2达标排放,但导致锅炉热效率降低及加重受热面管材的磨损直接影响火电厂安全稳定运行。为了在锅炉燃烧过程中深度固硫,采用共沉淀法制备稀土掺杂Mn-Al-Ox复合剂加入到以石灰石粉为主体的固硫剂中,并设计不同循环流化床锅炉燃烧工况进行热态实验检测其固硫效果。实验结果表明:复合剂添加量为0.3~1.0%,钙硫摩尔比为1.5与2.0时固硫率得到明显提高,同时灰渣形貌呈球状或椭球状,可有效减少灰渣对锅炉管的冲刷。另外热分析结果表明加入该复合剂后,煤的着火温度、燃烬温度均得到一定程度降低,说明复合剂对煤的燃烧有很好的促进效果,煤的燃烧性能得到一定的提高。

    2016年02期 v.43;No.180 99-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 242K]
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  • 面向用户的智能配电网综合评价指标体系及应用

    张欣悦;荆志朋;谢晓琳;

    目前对智能配电网综合评价方法的研究未能兼顾用户端个性化和多样化的微观需求,且由于数据缺失等原因可操作程度不高。探寻一种既能反映智能配电网中枢机制运行特征,又能覆盖用电终端多元需求的新型综合评价指标体系,并且给出算例和实际应用情况。将指标体系分为核心价值指标集和终端需求指标集两个大类,选用层次分析法(AHP)将智能配电网涉及的各个评估对象按照总体结构层(智能配电网整体评价结果所在层级)、因素控制层(核心价值指标集所在层级)和网络交互层(终端需求指标集所在层级)进行分级决策,得到包含7个模块,合计53个指标的较为完整的面向用户的智能配电网综合评价指标体系。通过在算例中的应用分析表明,该方法实用性较强,对于评估配电网智能化发展水平和供电可靠性、识别配电网规划建设的薄弱环节有重要意义,可为面向用户的智能配电网的规划建设、提升供电能力和优化运营提供参考。

    2016年02期 v.43;No.180 106-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 98K]
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