华北电力大学学报(自然科学版)


  • 考虑可再生能源出力不确定性的多能源电力系统日前调度

    赵书强;李志伟;

    随着可再生能源的开发利用,以风电和光伏发电为代表的不确定电源对电力系统安全运行影响越来越大。传统对风电和光伏发电出力不确定的研究,大多假设其预测误差服从正态分布,但正态分布并不能准确描述这一误差分布。基于此,采用人工神经网络直接模拟预测误差的分布规律以确定其对调度方案的影响,同时为了提高模型的求解速度利用神经网络模拟机会约束条件成立的概率水平,将训练好的人工神经网络嵌入机会约束规划模型求解中,形成能够考虑风、光出力不确定性的多能源电力系统日前调度模型。为提高可再生能源消纳能力,调度模型在保证经济性的同时,优化可再生能源的渗透率。采用博弈优化理论,将得到的多目标优化非劣解作为博弈参与者的策略集,进一步通过相互博弈达到纳什均衡的过程寻找最优策略解。最后通过修改的IEEE30节点系统,采用实际风电场和光伏电站出力数据验证了所提模型的有效性。

    2018年05期 v.45;No.195 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 393K]
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  • 基于改进矢量匹配法的雷电下变压器等效端口模型研究

    梁贵书;荆永明;

    为了简化雷电冲击下变压器端口集中参数模型,可以通过矢量匹配法和导纳综合理论建立其等效电路模型。然而,尽管矢量匹配法高效稳定,但其拟合精度易受初始极点的影响。结合具有全局收敛特性的遗传算法提出了一种改进方法,将矢量匹配的最终均方误差作为遗传算法的目标函数,通过不断迭代找到最优初始极点。仿真结果表明,在逼近变压器端口导纳函数时,所提改进矢量匹配法较传统矢量匹配法具有更高的拟合精度且在相同拟合精度下可以降低电路阶次。此外,为了进一步验证等效模型的准确性,分别对同一变压器的三种不同模型施加相同标准冲击电压波,计算其端口电压,入波电流,绕组末端流出电流和经外壳流出电流,仿真结果显示三种模型响应信号可以吻合。

    2018年05期 v.45;No.195 11-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 769K]
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  • 降雨条件下球电极表面电晕放电特性的试验研究

    王新宇;王胜辉;杨广华;王华倩;律方成;刘云鹏;李楠;

    降雨会改变电极表面的电晕放电特性,分别以直径10 cm、20 cm、30 cm及50 cm的均压球为研究对象,在试验室内人工模拟了大、中、小三种不同降雨强度,研究了球电极表面雨滴分布及对电晕放电的影响。研究表明:电晕放电会改变雨滴的形态及位置,使其更接近半球体,位置分布趋于均匀;雨水的存在会使球电极起晕电压明显降低,且表现出一定的极性效应,试验用四种球电极负极性比正极性起晕电压低0~20 k V左右;放电强度会随着球电极直径的增加而减弱,同时随着雨量的增加而增强;雨滴会造成球电极表面电晕放电强度出现间歇性变化;电压降低的过程中,电晕放电强烈程度明显弱于加压过程。电场仿真表明随着雨量增加,电极下表面雨滴径向距离会减小而轴向距离增加,雨滴附近局部场强畸变程度增加,起晕电压降低。

    2018年05期 v.45;No.195 21-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]
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  • 基于最优相似度与IMEA-RBFNN的短期光伏发电功率预测

    李燕青;杜莹莹;

    针对光伏发电功率受气象因素影响而具有波动性与随机性问题,提出一种基于最优相似度与IMEARBFNN的短期光伏发电功率预测方法。利用相关性分析与平均影响值(Mean Impact Value,MIV)算法选取出温度、湿度、辐照度3个气象因素作为输入指标,通过最优相似度理论计算得到预测日的相似日。将相似日数据与预测日气象数据作为输入,采用改进思维进化算法(Improved Mind Evolutionary Algorithm,IMEA)优化径向基神经网络(Radical Basis Function Neural Network,RBFNN)模型对预测日光伏发电功率进行预测。结果表明改进思维进化算法优化径向基神经网络可以提高模型预测精度,为光伏发电功率预测提供一种有效方法。

    2018年05期 v.45;No.195 29-35+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
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  • 改进型滑模观测器飞轮储能系统控制方法

    宋兆鑫;张建成;赵霁晴;郭伟;

    针对飞轮储能系统所用永磁同步电机中高速运行时使用滑模观测器估算转子位置和速度存在误差的问题,对传统滑模观测器进行了改进,使用双曲正切函数代替Sign函数,减少了滤波环节和相位补偿环节,有效消除了飞轮电机中高速运行时的抖振,实现了对转子位置和速度的精确估计。此外,采用基于转子预定位的I/F控制策略控制飞轮电机的启动和低速运行,实现飞轮电机全速度范围的无传感器控制。搭建了飞轮储能系统仿真模型,进行了飞轮储能系统的启动、充电、待机、放电仿真。仿真结果验证了改进型滑模观测器飞轮储能系统控制方法的正确性和有效性。

    2018年05期 v.45;No.195 36-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K]
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  • 变压器状态评价博弈式证据理论模型研究

    王骏;郑重;周圆;王琪;黄宇峰;李波;

    变压器状态评价存在大量模糊、不确定甚至是冲突信息,同时现有的评价方法还主要依赖专家的主观经验,这些都阻碍了状态评价进一步的发展。针对以上问题,提出了一种新的评价决策模型,将模糊集理论、权重博弈论和改进证据理论的优点融入到评价方法中来。评价指标体系包括油色谱、电气试验、绝缘油和运行参数4个影响因素共20个评价指标。首先采用模糊集理论获得所有指标的状态隶属度,其次用模糊层次分析法和熵权重方法分别计算各指标的主观权重和客观权重,随后利用权重博弈论结合主观权重和客观权重获得指标的综合权重,最后用改进证据理论将4个因素的评价结果融合,得到变压器的状态评价结果。通过实例验证,该模型可以准确反映变压器的实际状态,为电力公司开展状态评价和安排状态检修工作提供了理论与实践支撑。

    2018年05期 v.45;No.195 43-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 282K]
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  • 基于NSTFT-WVD变换的VFTO频谱分析方法

    刘世明;李帅;谈翀;臧英;张舜钦;程军卫;王传勇;

    特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)包含的频率成分与变压器等绕组类设备的谐振频率匹配时,会在其内部产生谐振过电压,威胁其绝缘安全,因此有必要对VFTO的频谱特征进行分析。从信号分析的角度看,VFTO波形是一种非平稳信号,傅里叶变换无法描述其频率随时间的变化情况,因此提出采用归一化短时傅里叶变换-魏格纳威尔分布(normalized STFT-WVD,NSTFT-WVD)分析VFTO的频谱特征。首先介绍了NSTFT-WVD变换的原理及实现步骤,然后比较了NSTFT-WVD变换与其他时频变换方法的性能,并采用该变换分析了VFTO现场试验波形,验证了该变换用于VFTO频谱分析的有效性,最后基于NSTFT-WVD变换定量分析了隔离开关类型和避雷器对VFTO频谱的影响,验证了该变换用于VFTO频谱分析的优良性能。

    2018年05期 v.45;No.195 52-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 467K]
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  • 考虑DG入网策略配电网过流保护方案

    莫峻;吉斌;

    针对配电网故障点下游线路保护问题,提出了一种与DG入网策略相配合的过流保护方案。考虑到DG故障限流特点,采用查阅DG入网信息表方法构建过流保护判据,解决了传统过流保护因故障限流而无法正确动作问题。为了使故障特征最大化,提出了基于故障电流贡献度的两种阶梯式DG入网策略。算例分析表明,改进过流保护方案能够在故障限流条件下正确识别故障,且具有优于传统过流保护的灵敏性。通过比较两种DG入网策略发现,采用全局方案的保护动作性能不及区域方案,但全局方案对原保护改动较小,适应性更好,具有更大工程实用价值。

    2018年05期 v.45;No.195 62-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 329K]
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  • 断路器控制线圈电流特征诊断故障的技术分析及展望

    赵书涛;朱继鹏;王波;马莉;

    在基于控制线圈电流特征变化检测断路器控制回路、电磁铁及运动部件缺陷有其独特优势。在建立电磁铁模型基础上推导等效电路的电流方程,剖析了控制线圈电流双峰波形的时间和幅值量特征,讨论了电流信号的小波去噪和形态滤波方法,并简要分析了几种特征优化方法。归纳了控制线圈电流特征诊断断路器故障的主流方法,对比了动态时间规整、聚类分析和故障树分析等故障诊断算法的优越性及局限性,并指出基于线圈电流判别故障的关键在于对基础数据样本处理,认为以线圈电流为主、融合多种信号建立先验知识数据库,引入深度学习和现代模式识别等人工智能算法才能使断路器故障诊断技术研究趋于实用化。

    2018年05期 v.45;No.195 70-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 255K]
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  • 基于Daubechies小波分析的双循环流化床气化室压力波动特性研究

    陈鸿伟;麻哲瑞;杨新;赵争辉;

    双循环流化床中气化室内压力波动特性对物料稳定循环具有重要影响。在双循环流化床冷态实验系统上,测取不同工况下气化室风室、布风板上方的压力信号,采用Daubechies小波分析的方法对气化室风速、提升管风速、颗粒粒径对气化室压力波动特性的影响进行分析,发现:随着气化室风速的增加,小波分析中各尺度能量均呈增加趋势,其中ED3、ED4两尺度能量占比最大,且随着气化室风速增加,RD3、RD4两尺度能量所占比呈先迅速增加,后基本不再变化;随着提升管风速的增加,提升管内物料相对停留量相对减小,更多的物料集中于气化室内,使得气化室内小波能量也存在一定程度增加,但ED3、ED4仍占比较大;随着颗粒粒径的增加,气化室物料流化相对困难,其在相对工况下的能量相对减小,且各层能量中占比最大部分逐渐由RD3层向RD4层转移。采用小波分析方法对气化室压力特性的分析,为双循环流化床的床内流动特性研究提供新思路。

    2018年05期 v.45;No.195 78-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 274K]
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  • 碟式太阳能集热器结构对热辐射影响

    李少华;王丽伟;廖明俊;

    为了研究碟式太阳能系统中聚焦点发散情况下,集热器形状参数对系统光热转换效率的影响,采用蒙特卡罗射线跟踪方法对三种类型集热器进行数值模拟。研究结果表明:当聚焦面尺寸不变时,辐射通量聚光比基本一致;聚焦面上热量密度呈现圆环状温度分布;集热器结构对腔体壁面热量分布有影响。以上研究结果对碟式太阳能系统的理论设计和实际性能预测提供理论参考。

    2018年05期 v.45;No.195 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K]
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  • 椭圆管外含不凝结气体自然对流凝结换热性能研究

    李慧君;贾怡琼;

    特殊的换热管型有利于加快气液膜排泄及分离,使换热器的换热性能提高,达到节能的目的。在自然对流的情况下,基于双膜理论和边界层理论,在考虑气液界面热阻的情况下,建立了椭圆管外气、液膜厚度及传热系数的数学模型,利用C++软件进行编程得到不同初始参数、曲率下的气、液膜厚度、凝液量、气、液膜热阻、气液界面热阻和传热系数沿管壁的分布规律。研究结果表明:其他条件不变,传热系数随管壁温度的增大而增大,随混合气压力的增大而减小,随不凝结气含量的增大而减小;对于当量直径相同的椭圆管,其他条件不变,曲率越大,越易发生液膜分离,传热系数越大。管外存在不凝结气体时,气膜热阻>液膜热阻》气液界面热阻。计算结果与文献基本相符,能够较好的反映实际,为强化换热提供一定理论指导。

    2018年05期 v.45;No.195 90-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 729K]
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  • N-甲基环已胺(MCA)-离子液体水溶液脱碳吸收焓实验研究及再生能耗计算

    李京;湛志钢;丁常富;朱德臣;

    对新型脱碳试剂-MCA(N-甲基环己胺)与甲基咪唑类离子液体混合水溶液进行了实验考察,测定MCA-[Bmim][BF4](1-丁基-3-甲基咪唑四硼氟酸盐)混合水溶液、MCA-[Bpy[BF4](1-丁基-吡啶的硼氟酸盐)混合水溶液在一定配比下的脱碳性能,与相当配比的MCA、MEA(已醇胺)水溶液脱碳实验对比,得到结果,30%w([Bmim][BF4])-30%w(MCA)水溶液脱碳速率及负载率均优于其他脱碳试剂;借助反应量热仪RC1考察MCA水溶液、MCA与[Bmim][BF4]混合水溶液的脱碳吸收焓、CO_2负载率的影响因素,得到结果,随温度和MCA浓度的升高,两种溶液中单位摩尔MCA的CO_2负载均下降,但随压力升高,负载率增大。MCA,[Bmim]BF4浓度和压力对溶液吸收焓的影响较小,温度对溶液吸收焓影响较大,随着温度升高两种溶液对CO_2的吸收焓升高,MCA-[Bmim]BF4水溶液、MCA水溶液吸收单位摩尔的CO_2,吸收焓集中在80~130 kJ之间。计算得到采用30%w(MCA)-30%w([Bmim][BF4])水溶液为燃煤电厂脱碳试剂时,脱除单位kg CO_2解吸能耗需要3.47 MJ,较同样条件下常规脱碳试剂MEA降低能耗20%。

    2018年05期 v.45;No.195 101-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 450K]
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