华北电力大学学报(自然科学版)


  • “手拉手”多端柔性直流配电系统启动与协调控制策略研究

    戴志辉;葛红波;陈曦;王增平;

    首先,采用含有分布式光伏电源和风机的"手拉手"多端柔性直流配电系统,分析了系统的关键设备并确定了接地方式和各端口协调控制策略。其次,为避免系统启动过程中出现过流现象、保护电力电子设备的安全,提出了一种柔性直流配电系统的启动控制策略。然后,提出了一种保护系统与控制系统的协调策略,以确保故障被隔离后,非故障区域能够正常运行。最后,采用PSCAD/EMTDC仿真分析了柔性直流配电系统的启动和正常运行过程以及故障发生时系统运行方式的切换,验证了柔性直流配电系统启动控制和运行方式转换策略的正确性。

    2017年05期 v.44;No.189 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 431K]
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  • 双馈风电场送出线路重合闸时间计算方法

    徐岩;鲁振威;王慧;

    由于投资成本等原因,现场存在一些双馈风电场送出线路没有安装线路电压互感器,或者电压互感器因断线等故障退出运行时,线路自动重合闸方式受限,一般设置为延时重合闸,重合闸时间往往根据经验整定,缺乏理论依据。电压越限是双馈风机和风电场内无功补偿设备脱网的重要原因,并且过电压会对设备造成很大伤害。首先理论分析了送出线路瞬时故障后双馈风机定子电压的变化过程,然后结合双馈风机保护模型提出了双馈风电场送出线路重合闸时间计算方法,最后在DIg SILENT/Power Factory中搭建双馈风电场并网仿真模型,通过不同故障条件下的仿真验证了理论分析的正确性,同时表明所提方法是有效的。

    2017年05期 v.44;No.189 10-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 250K]
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  • 基于机组组合的风电系统储能源功率与容量优化配置

    刘永民;夏世威;于琳琳;李庚银;黄景慧;

    为风电系统配置合适规格的储能源,能有效抑制风电网功率波动及提高系统经济运行水平。首先分析了风电功率波动随机特征,再以机组组合问题为基础提出了兼顾储能源安装、运行日均摊费用及机组燃料期望费用的储能随机规划模型。为求解模型,进一步设计了基于点估计和并行分支定界法的综合计算方案,快速有效地确定了储能源的最优功率和容量配置。最后通过含风电的10机系统详细分析了4种不同类型储能源的经济效益,仿真结果和对比分析表明:所提出的储能随机规划模型合理,设计的综合求解方案快速有效。

    2017年05期 v.44;No.189 18-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 155K]
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  • 基于BP神经网络的低压配电台区电压估算

    尹忠东;牟锴;金涌涛;童力;赵启承;

    针对低压配电台区运行参数采集受限,无法实现电压全覆盖监测或电压精确计算的问题,在能够召测少数节点电压的情况下,提出基于少数据的BP神经网络电压估算算法。在总结低压配网可用参数的基础上,通过电压降落的近似计算,分析了低压配电网节点电压的影响因素,提出节点负荷矩的新概念,建立低压配网节点负荷矩——电压估算模型,并结合神经网络基于数据建模对输入输出特性的自学习能力,以少数节点数据为样本对配网全部节点电压进行估算。为防止神经网络在训练过程中陷入平坦区,在算法中添加加权因子,动态调整神经网络的学习率和动量因子,提高学习效率。采集实际配电网算例数据对算法进行验证,其误差满足估算精度要求,证明本文提出的方法具有可行性及适用性。

    2017年05期 v.44;No.189 27-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 220K]
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  • 新型自适应算法在复杂遮阴条件下MPPT中的应用

    盛四清;陈玉良;

    光伏阵列输出特性具有明显的非线性特征,并且当光伏阵列被部分遮挡时其输出特性出现多个峰值。传统变步长MPPT方法对均匀光照条件下的单峰值特性寻优问题取得了良好的效果,但其在处理多峰值寻优问题时可能会失效。针对上述情况,提出了一种新型自适应变步长MPPT方法。首先建立部分遮阴情况下光伏阵列数学模型,然后根据最大功率点所在电压区间与开路电压和短路电流呈现出的特殊规律,将多峰值寻优问题转化为单峰值寻优问题。找到其所在区间后启用改进自适应算法搜索全局最大功率点,仿真结果表明该算法在无遮阴和部分遮阴情况下均能有效找到全局最大功率点。

    2017年05期 v.44;No.189 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 291K]
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  • 直流换相失败引发功率倒向保护策略研究

    潘尔生;李军;申洪明;韩柳;

    交直流系统之间相互复杂作用会引发交流线路暂态功率倒向现象。详细分析了交直流互联系统下流入交流系统工频电流相角的变化特点,提出了一种基于本地工频相角信息的防止暂态功率倒向的预防策略;理论分析了直流换相失败对交流系统零序电流的影响,进而提出了一种将零序方向元件与纵联方向保护判据相结合的防止暂态功率倒向的预防措施。最后基于PSCAD/EMTDC仿真结果验证了防范措施的有效性。

    2017年05期 v.44;No.189 40-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 404K]
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  • 基于风速时间组合死区的风力发电机再切入控制

    尹祖亮;苏盛;滕明星;陈众;杨洪明;

    强热带风暴条件下,风力发电机组可能因风速波动而反复启动和切出停机,对风机的安全性和可靠性构成突出威胁。因台风时风速变化率大,现行单独采用风速死区的再切入控制方法难以有效避免风机反复启停。提出了基于风速、时间组合死区的风力发电机再切入控制方法,采用减少单位切出次数损失停机时间为经济指标,为确定控制方案参数设置提供辅助参考。根据香港长洲气象站10 min平均风速展开的分析表明,基于风速、时间组合死区的再切入控制在减少切出次数和损失停机时间上均明显优于目前单独采用风速死区方案,有效避免高风速下频繁启停造成的磨损与老化,提高风力发电机的可靠性和安全性,具有很强的实际应用价值。

    2017年05期 v.44;No.189 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
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  • 变耦电抗式可控串补(TCSCAC)的稳态分析和试验

    王世蓉;李民族;王民慧;王武;明德刚;

    为掌握了解TCSCAC的正常运行性能,必须对它进行稳态分析。提出了考虑电抗器漏抗后的变耦电抗装置的等效电抗公式,得出了理论电抗特性;以伊―冯500 kV输电系统为应用背景,进行单回输电的功率调节仿真分析,得出了输电系统状态参数及串补装置各组成设备的电流、电压及工作容量的变化规律,为TCSCAC的各组成设备的选择设计运行提供了依据。同时还进行了动态模拟试验,并对变耦电抗装置的实际电抗特性进行了测试,试验和测试结果表明,实际特性和理论分析特性基本一致。更确切地和TCSC从理论上进行了经济性能比较分析,其结果是TCSCAC所需主设备元件的最大工作容量要比TCSC大幅度降低。

    2017年05期 v.44;No.189 54-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 341K]
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  • 基于直接磁链控制的并联逆变器下垂控制策略研究

    王艾萌;张佳;

    在传统的下垂控制中,通过电压-频率下垂方法实现功率的分配,需要用到复杂的多重环路控制和Park变换,功率分配时频率偏差较大。针对这些问题,采用了基于虚拟磁链的下垂控制方法,通过磁链-相角下垂实现功率的调节。之后,设计了一种改进的直接磁链控制器,基于直接磁链控制(DFC)原理实现了磁链相角和幅值的控制,取代了传统下垂控制中的多重反馈环路和PI调节器,具有控制简单,动态响应速度快,磁链脉动小等优点。最后,利用MATLAB/Simulink软件搭建了具有两个并联逆变器的简化微网模型用以验证设计的控制策略的有效性。仿真结果表明,所设计的控制策略具有良好的动态响应和静态稳定性,并且与传统的下垂控制方法相比,具有更小的频率偏差。

    2017年05期 v.44;No.189 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 469K]
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  • 考虑永磁磁链变化的内嵌式永磁同步电动机弱磁转矩控制

    刘明基;张宇鹏;

    内嵌式永磁同步电动机(Interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)具有磁阻转矩使其利于扩速运行,在高速运行时需要弱磁控制来维持高转矩输出。针对IPMSM永磁磁链随实际运行工况变化的情况,研究了IPMSM弱磁转矩控制,分析了永磁磁链变化与指令电流偏差的关系,并提出了一种基于指令电流查表的弱磁转矩控制新方法。该方法主要包括指令电流查表、电压限制计算和电流修正方向计算三部分。通过与传统弱磁控制进行对比仿真验证了该方案的有效性,方案在永磁磁链变化时的输出转矩偏差明显降低。

    2017年05期 v.44;No.189 69-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 210K]
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  • 发电机气隙静偏心故障前后定子绕组电磁力的对比分析

    何玉灵;孟庆发;仲昊;蒋宏春;

    以QFSN-600-2YHG型汽轮发电机在气隙静偏心故障前后的定子绕组电磁力为研究对象,通过定性理论解析和定量仿真计算分别进行对比研究,获取了定子绕组电磁力在故障前后的变化规律。首先通过推导正常运行以及气隙静偏心故障下的气隙磁密表达式,得到了故障前后定子绕组电磁力的解析表达式,然后利用有限元软件Ansoft对静偏心故障前后的电磁力进行定量仿真计算,最终得出气隙静偏心故障前后的定子绕组电磁力的力学激励特性。研究结果表明:汽轮发电机静偏心前后气隙磁密中只包含奇次谐波成分,其中以基波磁密为主;单根定子绕组电磁力均呈现出近似频率为2ω的余弦函数曲线,且部分定子绕组电磁力的峰值在静偏心故障前后出现了较大差异;定子绕组电磁力只包含直流成分和偶次谐波成分,其中以直流分量及二次谐波成分为主;所有定子绕组电磁力的瞬时值呈现出一个近似2个周期的余弦函数曲线。

    2017年05期 v.44;No.189 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 504K]
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  • 流域梯级水电优化调度模型与方法研究综述

    刘方;张粒子;

    我国大水电集中投产,形成大型流域梯级水电站群,使得如何做好梯级水电站群的调度运行工作,实现大范围资源优化配置显得尤为重要。阐述了我国水电发展现状;根据梯级水电在不同时间尺度下的运行特征和任务需求,对中长期/短期调度、日前调度和实时调度的目标函数与约束条件进行总结。优化算法方面,探讨了优化调度模型降维方法,重点分析了动态规划算法、遗传算法、粒子群算法的并行特征,并介绍了并行计算技术的实际应用。最后,针对未来梯级水电参与电力市场面临的问题及后续研究方向给予展望。

    2017年05期 v.44;No.189 81-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 298K]
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  • 考虑需求侧管理的建筑EMS源-荷协调优化控制策略

    刘晓丽;陈奇芳;王飞;任惠;苏适;严玉廷;陆海;N.A.Engerer;董凌;

    随着建筑用能的不断增加,建筑系统节能降耗,提高经济性已经成为迫切需要解决的问题。利用Energy Plus软件建立建筑三维立体模型,分析室内环境参数与建筑能耗的关系。通过需求侧管理中的直接负荷控制方法在用户允许的范围内适当改变室内环境参数来实现建筑系统的节能降耗。建立经济性最优的优化模型,通过YALMIP求解器对各电源功率出力进行优化。将需求侧管理控制策略与电源的优化相结合,从负荷及电源两个角度对建筑能量系统进行优化管理,在几乎不影响用户舒适度的前提下降低建筑能耗,提高系统经济性,最后通过算例验证了该优化控制方法的有效性。

    2017年05期 v.44;No.189 91-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 402K]
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  • 基于高斯分布的风电场尾流效应计算模型

    张晓东;张梦雨;白鹤;

    风电机组群的尾流效应一直是大型风电场设计与运行优化中不可忽略的问题。随着风电技术的迅速发展,人们对风电场尾流模型的研究越来越重视。目前风电场设计软件中采用的尾流模型难以满足大型风电场尾流效应计算的工程需要。因此在Jensen模型基础上引入服从高斯分布的速度亏损模型,得到了一种新的适用于远场尾流的分析模型,并以此为理论基础建立了多台风电机组的三维尾流效应模型,开发了相应的计算软件。采用新的尾流模型和改进Jensen模型以及修正后的改进Jensen模型分别对丹麦Horns Rev风电场和大丰风电场的部分风电机组进行尾流模拟,将模拟计算的数据和实际运行数据进行对比,结果表明新模型的模拟效果优于其他两种模型。

    2017年05期 v.44;No.189 99-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 172K]
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  • 燃煤机组与燃后碳捕集系统的耦合技术研究

    王立健;王海涛;陶向宇;王继选;何青;

    针对火电机组碳捕集系统中CO_2再生的高能耗问题,首先通过理论分析确定了碳捕集机组再生热源可行的抽汽方式,并以我国现役的600 MW火电机组作为碳捕集系统研究的基准机组,根据醇胺法碳捕集系统再生模块的能耗需求分析可行的抽汽点。拟定了7种抽汽方案,并对这7种抽汽方案进行了建模分析,确定了最佳抽汽方案为从中压缸末级抽汽抽取部分蒸汽为再生系统提供热源,此时的碳捕集机组发电效率最高,机组热耗最低,分别为34.91%和10 305.22 kJ/kW·h,与基准机组在同工况下的运行参数相比,碳捕集机组的发电效率降低了7.65%,机组热耗增加了1 851.44 kJ/kW·h。通过对碳捕集机组最佳抽汽方案的变工况分析,碳捕集机组在运行工况为燃料热量输入85%时发电效率达到最高,机组热耗最低,分别为35.28%和10257 kJ/kW·h。

    2017年05期 v.44;No.189 104-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 278K]
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