华北电力大学学报(自然科学版)


  • 基于改进RD-MUSIC算法与稀疏方形阵列的双局放源超声定位方法研究

    律方成;张莹;吴晗;谢庆;

    电气设备局部放电超声阵列定位是将超声阵列传感器与阵列信号处理技术应用于局部放电超声定位的一种新方法。研究表明,传统的测向算法对双局放源的定位精度不足,分辨力较低;满阵传感器结构复杂且成本昂贵,不适合工程应用。据此,提出一种基于改进RD-MUSIC(Reduced Dimension-Multiple Signal Classification)的测向算法和稀疏方形阵列传感器的双局放源检测方法。以稀疏度为4阶的4×4方形平面阵列传感器为例,研究了基于改进RD-MUSIC算法的双局放源的波达方向估计算法的有效性。仿真结果显示改进RD-MUSIC算法得到的测向星谱图可直观获得DOA估计量,提高了计算速度和测向精度,实验验证了该方法的有效性。

    2018年01期 v.45;No.191 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 332K]
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  • 考虑铁芯非线性的变压器宽频建模方法研究

    张重远;杜莹莹;

    为了准确分析变压器在暂态过电压下的运行特性,有必要建立一种考虑铁芯非线性效应的变压器宽频模型。给出了一种系统的变压器非线性宽频模型的建模方法。从计及饱和、损耗的变压器T型等效电路出发,将考虑变压器宽频特性的黑盒模型与之并联,建立了宽频非线性并联扩展模型。对测量所得端口导纳和传统等效电路导纳进行作差运算获得黑盒模型导纳参数,利用改进的矢量匹配法进行该导纳参数的有理函数拟合,通过网络综合建立黑盒模型等效电路,用非线性电感取代线性电感得到整体的等效电路模型。对一台自制单相变压器建立模型并进行了工频、谐波、操作波、雷电波激励下的实验验证,仿真结果和实测数据的对比验证了本文建模方法的有效性。

    2018年01期 v.45;No.191 7-13+57页 [查看摘要][在线阅读][下载 528K]
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  • 适用于微网谐波补偿的APF抗扰动控制新方法

    陈政琦;艾欣;

    提出了一种适用于微网中进行谐波补偿的有源滤波器抗扰动控制新方法。首先,基于非正弦交流电路中扩展的欧姆定律对有源滤波器的三相输出滤波器等效电阻和等效电感参数进行在线实时检测;然后,将实测的等效电阻和等效电感参数送入到有源电力滤波器的控制器中更新相应的控制参数,实现有源滤波器抗滤波器参数扰动控制。同时,在有源滤波器电压控制外环引入自抗扰控制,实现有源滤波器直流电压的抗干扰控制。仿真结果表明:提出的方法可以提升有源电力滤波器的稳定性,提高有源电力滤波器的谐波补偿精度,改善了有源电力滤波器直流电压的暂态响应特性。

    2018年01期 v.45;No.191 14-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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  • 新能源采用MGP并网的小干扰稳定分析

    卫思明;黄永章;

    新能源以日益增高的比例接入电网将带来惯性和阻尼不足的问题,影响新能源电力系统的稳定运行。本文就该问题提出一种基于同步电机的解决思路,即电机对(motor-generator pair,MGP)系统。介绍了新能源采用MGP系统并网的结构和应用场景;建立了基于电机经典模型的小干扰状态方程,通过变换使该方程具有和传统发电机方程相似的形式,更加直观的考察了MGP的惯性和阻尼水平;在此基础上进一步推导了励磁电压恒定时的小干扰状态方程,解释了MGP的阻尼来源。最后,在三机九节点系统中采用模态分析法,对风电在不同渗透率下采用MGP系统并网前后的系统功角振荡模态进行对比分析。结果表明,MGP系统能够为高比例新能源电网提供充足的惯性、阻尼振荡和隔离风电对小干扰稳定的不利影响。

    2018年01期 v.45;No.191 22-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 270K]
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  • 大惯量风力发电系统功率波动平抑控制策略综述

    邢小文;孟洪民;谢利理;

    由风速波动性和间歇性引起的风机出力波动对电网安全稳定运行造成不利影响。因此,平抑输出功率波动性成为大惯量风机控制的主要研究目标之一。首先对影响风功率波动性的因素进行梳理,然后以风能利用效率为标准,将输出功率平抑策略分为低风能利用型、高风能利用型和其它类型三类。从基本原理、方法、优缺点和研究趋势等多方面,对各类平抑策略进行全面综述和总结,对比归纳了不同控制策略的本质,并对未来研究方向进行讨论。此外,文中亦对风轮转动惯量与风能利用效率、功率波动性关系进行深入分析,论证了大惯量风机功率波动平抑过程中兼顾效率的重要性。

    2018年01期 v.45;No.191 31-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
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  • 基于可靠性量化的微电网变时间尺度协调调度策略

    刘增庆;雷霞;邱少引;白杨;

    随着光伏发电(Photovoltaic Power,PV)接入微电网渗透率的增加,其出力的波动性和不可控性导致常规机组的调节压力不断增大,在保证系统供电可靠性前提下如何实现微电网的经济调度已成为研究的热点。将系统供电可靠性分为安全性和充裕性两个指标分别进行量化,并将其作为改变日内调度时间尺度的约束判据,提出一种变时间尺度的协调调度模型:当预测PV发电量波动较小时,增大调度时间尺度以节约调度计算资源;而当预测PV发电量波动较大时,通过减小调度时间尺度提高预测的精度以保证系统可靠性要求。模型中,在日前通过短期预测制定机组运行和备用容量计划;在日内利用模糊函数计算PV预测误差隶属度,与不同可靠性量化的约束判据进行比较,动态决定下一调度时间尺度。算例中分析了不同权重系数下安全性与运行费用的关系,验证了模型的正确性和求解方法的有效性。

    2018年01期 v.45;No.191 39-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 425K]
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  • 基于BIPV功率与负荷预测的智能建筑EMS双时间尺度多能互补优化模型

    苏适;刘晓丽;王飞;任惠;陆海;严玉廷;

    建筑光伏(Building Integrated Photovoltaic,BIPV)发电功率出力的随机波动特性,新型负荷与传统负荷的相互作用、需求侧响应和分时电价对负荷特性的影响是智能建筑能量管理系统(Energy Management System,EMS)优化运行必须考虑且亟待解决的突出问题。以BIPV功率、负荷功率与室外温度预测值为基础,在建立的建筑室内环境参数与建筑能耗的数学模型上综合考虑系统整体的经济性与用户舒适度,联合日前、日内两个时间尺度建立了智能建筑EMS的两阶段优化模型。日前尺度计及分时电价,以系统运行经济性为目标,制定可控电源机组启停、可平移负荷、储能装置的优化运行方案;日内尺度则在日前优化基础上综合平衡系统经济性和用户舒适度,对可控电源功率及可控负荷功率进行滚动优化。通过两个不同时间尺度上的协同优化,以实现多类型电源、储能及参与需求侧响应负荷的"源-荷-储"多能互补优化运行。最后通过实际数据的算例仿真验证了所提模型的有效性。

    2018年01期 v.45;No.191 48-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
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  • 基于交替条件期望的短期负荷概率密度预测

    蒙园;张建华;龙日尚;

    现今电力系统短期负荷预测的点预测方法多种多样。为弥补传统点预测方法结果过于单一的问题,结合温度及日历序列因素对负荷的影响,提出基于交替条件期望(ACE)的短期电力负荷概率密度预测方法。以温度及日期序列为负荷影响因子,建立基于交替条件期望理论的非参数回归模型,计算历史负荷与影响因子的非线性回归方程;考虑日类型及星期类型等多重因素,利用模糊聚类方法选取相似日;以回归方程为基础,根据所得相似日及预测日影响因子,进行负荷回归值计算,并利用核密度估计(KDE),得到负荷概率密度曲线。利用某市的实测数据,进行负荷概率密度曲线预测,并选取概率密度众数作为负荷点预测值,与其他负荷预测方法结果相比较,仿真结果表明该方法的精度高、可靠性好。

    2018年01期 v.45;No.191 58-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K]
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  • 基于加载辅助线圈的高效无线能量传输技术

    陆振君;马啸天;唐万春;于正永;张海勇;

    针对目前磁耦合共振无线能量传输方式中存在传输距离远造成系统传输效率低等问题,提出了加载辅助线圈的高效率无线能量传输技术,即在发射线圈与接收线圈之间增加一个辅助线圈。通过建立系统模型对基于加载辅助线圈的能量传输系统等效电路进行了分析,并讨论了整个系统的传输效率与耦合系数、辅助线圈自谐振频率之间的关系。仿真结果表明,与传统的两线圈磁耦合无线能量传输系统相比,加载辅助线圈技术能够使传输效率在收发线圈之间的耦合系数为0.01和0.1时分别能够提高48%和7%。

    2018年01期 v.45;No.191 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
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  • 高压交流输电线无线电干扰数值方法研究

    张建功;赵军;张业茂;陈国强;

    输电线路的电磁环境问题随着输电线路不断升高的电压等级而变得越来越严重,其中输电线路的电晕放电形成的无线电干扰就是电磁环境的相关问题之一,输电线路的无线电干扰水平对电力线路的设计具有重要的指导作用。目前用于计算无线电干扰的主流研究方法大多有经验公式法和激发函数法,这两种方法均基于实验测量并总结试验数据归纳得到的,由于海拔、温湿度、气压等多种因素的影响,形成了形式不同的各种表达式,因此存在一定的适用条件限制。基于电晕电流的计算方法,直接应用数值计算得到的电晕电流代入激发函数法的求解过程,数值计算了架空输电线路的无线电干扰。通过与经验公式法和激发函数法的计算结果进行对比,分析了宏观上的粗糙系数以及微观上的离子迁移率,复合率对无线电干扰强度的影响。为数值分析无线电干扰提供了可选的思路。

    2018年01期 v.45;No.191 73-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 191K]
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  • 基于磁链-相角下垂的新型有功负荷分配控制研究

    王艾萌;张佳;

    在传统的电压-频率下垂控制中存在复杂的多重反馈环路和较大的频率偏差,采用相角下垂控制可以有效地减小频率偏差但会影响有功分配的准确性,针对这些问题提出了一种基于磁链-相角下垂的新型有功负荷分配控制策略。首先,推导了基于虚拟磁链的相角下垂控制方法。然后,分析了磁链-相角下垂控制中影响有功分配的因素,进而提出了一种新型的有功负荷分配控制方案。该方案在不影响系统稳定性的前提下,通过加入补偿控制使并联逆变器按照其额定容量实现准确分配。最后,在一个具有并联逆变器的微网模型中验证了所提控制策略的有效性。仿真结果表明:所提控制策略能同时实现有功功率的准确分配和频率的零偏差,并且该策略采用直接磁链控制取代了传统的多重反馈环路,控制简单,动静态性能良好。

    2018年01期 v.45;No.191 79-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 454K]
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  • 分裂导线不同步脱冰动力响应研究

    董永星;武怡帆;芮晓明;姬昆鹏;刘彬;展雪萍;赵彬;

    输电线路覆冰脱落会引起导地线大幅振动,对线路结构产生潜在的危害,在分裂导线中更容易发生子导线不同步脱冰的现象。首先开展了单导线脱冰试验,验证了输电线路有限元建模及覆冰载荷模拟方法的有效性。随后利用相同的方法建立了六分裂导线-间隔棒体系的有限元模型,研究了分裂导线在不同步脱冰时各子导线的脱冰跳跃高度、导线张力和导线束扭转角的影响因素及变化规律。结果发现:部分未脱冰子导线的最大动态张力超过了导线全覆冰时的静张力,在分裂导线脱冰跳跃研究过程中应重点关注。

    2018年01期 v.45;No.191 86-91+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 373K]
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  • 基于改进萤火虫算法的冷热电联供系统多目标优化调度

    张荣权;王怀智;王贵斌;彭建春;江辉;

    冷热电联供系统应用和优化具有重要的意义。所提出的新型冷热电联供系统优化模型考虑了能源利用、环境保护和成本等限制因素。在该模型基础上提出了一种改进萤火虫算法,采用了多群组搜索、无用的内部种群删除和改变步长因子等方法,这能提高搜索速度、寻找最优解。同时提出基于规范法线约束的改进萤火虫算法的双目标帕累托前沿优化算法,该方法通过规范法线约束法转化为两类单目标问题,然后通过改进的萤火虫算法进行单目标搜索。仿真算例采用标准IEEE39节点系统验证了所提算法在解决多目标冷热电联供系统优化问题时的优越性。

    2018年01期 v.45;No.191 92-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 275K]
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  • 脱酸塔烟气内流特征的数值模拟研究

    贾振南;李春曦;尹水娥;叶学民;

    脱酸塔是吸收烟气中酸性气体的关键装置,其内流特征与脱酸效率密切相关。建立了某脱酸塔物理模型和数学模型,采用数值模拟分析了不同烟气流速、雾化盘转速和喷雾量对内流特征和烟气平均停留时间的影响。结果表明:改变烟气进口速度将改变液气比、速度分布和气液混合程度,并影响烟气回流区的大小和分布;提高雾化盘转速有利于液滴破碎,但对烟气停留时间的影响很小;喷雾可在雾化盘出口附近形成小回流区,有利于脱酸反应的进行,低喷雾量时部分烟气携带吸收剂喷射到塔壁上,增加了塔壁腐蚀的风险;在烟气流速为8 m/s、转速为10 000 r/min、喷雾量为4 kg/s情形下的烟气停留时间适中(26.4s)、流场更均匀,有利于烟气脱酸过程。烟气进口速度是影响烟气在塔内停留时间的主要因素。

    2018年01期 v.45;No.191 101-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1060K]
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