华北电力大学学报(自然科学版)


  • 基于改进VEPSO的MMC-MTDC系统多目标最优潮流方法研究

    艾欣;荣经国;王坤宇;

    针对模块化多电平换流器型多端直流输电系统(Modular Multilevel Converter Multi-Terminal DC,MMCMTDC)最优潮流问题,提出一种基于改进向量估计粒子群算法(Vector Evaluated Particle Swarm Optimization,VEPSO)的多目标最优潮流优化方法。首先建立MMC-MTDC分层控制和优化体系,换流站级采用直流电压斜率控制策略以稳定直流电压和平衡有功功率,系统级考虑线损和电压不平衡度建立多目标潮流优化模型。在兼顾系统稳定和功率平衡等约束条件的同时,加入换流站N-1约束,通过对系统进行多目标潮流优化得到MMC控制目标参考值,最终实现系统的优化运行。针对等式约束和不等式约束条件,提出了一种基于动态调整罚函数的方法以提高算法的收敛性。最后通过优化和仿真验证了所提基于改进VEPSO的多目标最优潮流计算方法的有效性。

    2019年03期 v.46;No.199 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 277K]
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  • 含三端柔性环网装置的交直流混合配电网分层控制策略研究

    孟明;魏怡;刘晗;朱国林;

    与传统交流配电网相比,交直流混合配电网优化运行技术的研究在控制策略、优化调度等方面面临巨大挑战;作为电力电子器件的柔性环网装置可以灵活调控系统功率,优化系统运行,具有广泛的应用前景。针对上述研究,搭建了含三端柔性环网装置的交直流混合配电网网架结构,并详细分析了三端柔性环网装置的工作原理。立足于全局优化的角度,提出了一种分层控制策略:正常运行时,优化调度层以配电网有功损耗最小建立优化模型,通过潮流计算为下层控制器传输优化指令;故障情况下,本地层柔性环网装置根据故障状态的不同,快速切换控制方式,以保证电网稳定运行。Matlab/Simulink仿真结果验证了该控制策略的有效性,仿真结果表明:该分层控制策略结合了优化调度与本地控制的优点,在各种工况下均能有效优化系统运行,提高了配电网供电可靠性。

    2019年03期 v.46;No.199 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 309K]
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  • 基于能源区块链网络的微电网经济调度模型

    谢红玲;郑雅男;李燕青;

    现有微电网经济调度模型存在的可再生能源及负荷预测误差大、信息透明度低、系统安全风险高等问题。将区块链技术引入微电网,研究基于能源区块链网络的微电网经济调度,再计及储能和用户侧响应,提出基于智能合约的多时间尺度微电网经济调度方法。仿真结果表明该模型可以充分提高可再生能源的利用率,提高微电网系统的信息透明性、数据安全性和存储安全性,实现微电网的去中心化经济调度。

    2019年03期 v.46;No.199 17-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]
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  • 考虑电力系统发电成本和负荷裕度的多目标最优潮流方法研究

    陈政琦;艾欣;

    电力是我国能源战略的中心,提高电气化水平已经成为优化能源结构、提高能源效率的根本举措。针对当前电力需求量的持续增长,电力生产和消费同步进行的特点,寻求发电成本的投入与负荷增长的最优平衡状态,以减少不必要的能源消耗,保证在电网安全稳定运行及发电运行成本最优的同时得到理想的负荷裕度。因此提出计及电力系统发电成本和负荷裕度的多目标最优潮流方法,并采用PARETO方法分析多目标函数的优化问题,然后采用拉格朗日乘子法(Augmented Lagrangian Methods)进行求解,并结合IEEE14节点结构及数据,通过MATLAB仿真,验证了该算法的有效性,并实现多目标最优潮流的稳定运行状态。

    2019年03期 v.46;No.199 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
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  • 考虑综合需求侧响应的区域性综合能源系统运行优化

    易文飞;张艺伟;黄永章;刘聪;

    综合能源系统(Integrated Energy System,IES)为解决能源困境提供了新的途径。将需求侧响应引入区域性综合能源系统(Regional Integrated Energy System,RIES),在RIES框架下,提出一种考虑综合需求侧响应(Integrated Demand Side Response,IDSR)的运行优化模型。首先以典型的冷\热\电RIES为框架,根据能源生产、转换、消费各环节的能量流动关系,建立了RIES的多能量流模型。然后从能量转移的角度出发,分析了通过开展IDSR转移系统能量流,提升可再生能源消纳的潜力。最后以系统运行的经济性为目标,考虑系统能量平衡和各能源设备的运行约束,建立了考虑IDSR的RIES运行优化模型,并设计了求解算法。以某地区RIES为例,对所提的方法和模型进行了计算验证,结果表明开展IDR能够有效提升系统经济性,提高可再生能源消纳水平。

    2019年03期 v.46;No.199 33-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 304K]
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  • HVDC引发次同步振荡的复转矩系数法分析

    李佳琪;文俊;于世游;刘河林;黄永宁;张汉花;韩民晓;

    次同步振荡是电力系统运行的不正常状态,发生后可能损坏汽轮发电机组转子,危害电网运行。我国直流工程附近电厂已多次发生次同步振荡,因此高压直流输电引起次同步振荡的问题亟待解决。以高压直流输电引发次同步振荡的机理分析为基础,利用复转矩系数法,对含高压直流输电的系统建立数学模型进行理论分析。然后基于PSCAD/EMTDC搭建含高压直流输电的系统仿真模型,应用复转矩系数法对算例系统进行理论计算与仿真结果综合分析,验证复转矩系数法对于高压直流输电引起次同步振荡研究的有效性。最后,通过复转矩系数法,分析与高压直流输电相连的送端电网强度对系统次同步振荡的影响。

    2019年03期 v.46;No.199 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K]
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  • 交直流复合电压下油纸绝缘气隙放电模型油中溶解气体诊断

    张书琦;苑清;齐波;赵志刚;刘雪丽;

    换流变压器作为直流输电工程的核心设备,其运行可靠性直接影响整个电网安全运行的稳定性,但直流电压的加入是否会导致油纸绝缘产气特性变化,影响故障诊断结果还需进一步确认。针对该问题搭建了模拟换流变压器实际运行工况的平台并进行试验。试验分别在交流电压和不同比例交直流复合电压下,采用气隙放电模型,对油纸绝缘局部放电油中溶解气体进行了研究。研究结果表明:气隙放电模型在交流电压下油中溶解气体主要以H_2为主,在交直流电压复合电压下则以C_2H_6和CH_4为主;局部放电起始阶段的诊断中,交流电压下通过油中溶解气体可以诊断得到低能放电故障,但交直流复合电压下无法得到故障结果;局部放电临近阶段交流电压下诊断结果均为电弧放电,而交直流复合电压下50%的诊断结果为低能放电。气隙模型在交流和交直流复合电压下油中溶解气体存在明显区别,导致诊断结果不同。因此运用改良三比值法对换流变压器故障诊断还需要进一步优化。

    2019年03期 v.46;No.199 50-56+65页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
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  • 考虑导线弧垂的雷电感应电压计算与分析

    刘欣;岳慧清;

    为了提高配电线路的安全可靠性并对线路防雷设计提供有价值的参考依据,基于非均匀传输线理论和Agrawal场线耦合模型,实现了一种用于求解非均匀多导体传输线场线耦合模型改进电报方程的单变量时域有限元(FETD)法,通过与双变量FETD法对比,验证该方法的正确性。针对典型35 k V架空配电线路,计算了不同大地电导率和雷击距离条件下考虑导线弧垂的雷电感应电压,并分析了弧垂对雷电感应电压的影响机理。结果表明实现线路雷电感应电压的准确计算需要计及弧垂的影响。此外,比较了考虑弧垂、电晕和架设地线对雷电感应电压的影响,进一步说明了考虑导线弧垂的必要性。

    2019年03期 v.46;No.199 57-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 326K]
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  • 输电线路无源干扰分析时导线建模方法研究

    卢莹;赵志斌;干喆渊;张建功;

    输电线路对邻近无线电台站的无源干扰可能影响无线电台站信号的有效接收和发射,因此准确计算在外界电磁波入射情况下包括架空导线和杆塔在内的输电线路的电磁散射是确定两者合理避让间距的基础。对于雷达台站而言,由于雷达的工作方式等影响,架空导线是影响雷达探测的主要因素。针对一般情况下应用矩量法开展无源干扰计算时,将架空导线全部假设为圆柱导体,分别就建模方法为线模型、三角形面模型的架空导线空间电磁场的方法进行了阐述,并且与实际绞线形式架空导线的计算结果进行了对比,获得了建模方法不同的导线在雷达不同工作频率和空间不同位置处的电场强度,分析了应用线模型和三角形面模型等面模型以及实际绞线模型对导线建模的适用范围。从而为获得雷达与无线电台站的避让距离提供了建模基础。

    2019年03期 v.46;No.199 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 337K]
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  • 350 MW供热机组低压缸切除改造灵活性提升分析

    张猛;刘鑫屏;

    为解决电网所面临大规模新能源电力消纳的问题,需要对供热机组进行灵活性改造。在众多改造方式中,低压缸切除技术具有经济效益高、成本低、可行性高等诸多优势。对于供热机组在低压缸切除方式下的运行,通过利用变工况热力计算的方法来对机组灵活性的提升进行定量的分析与计算。以某350 MW供热机组为例,对该机组进行热力计算,在不改变额定供热抽汽的前提下,通过与其他工况下功率对比,分析该技术对供热机组灵活性的提升。结果表明,低压缸切除改造能使该机组负荷率降低至45%以下,满足现有的国家调峰政策要求,可以为供热机组低压缸切除改造提供有益的支撑。

    2019年03期 v.46;No.199 73-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 175K]
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  • 集成回热式汽轮机的超超临界二次再热机组设计优化

    段立强;孙婧;

    以某660 MW超超临界二次再热机组为案例,针对超超临界二次再热机组回热抽汽过热度偏高的问题,提出了集成回热式汽轮机且单独配置发电机的4种集成方案,采用热量平衡法和火用分析法将它们与常规机组(基准系统)、加装两级外置式蒸汽冷却器的二次再热机组(参比系统)进行热力性能的对比研究,获得最优集成方案,并对最优方案与参比系统进行变工况下抽汽过热度和能耗的对比研究。结果表明:方案4中回热加热器的总火用损最小,方案3中机组的发电煤耗和总火用损均最小,发电效率达48. 05%;在变工况下方案3中回热加热器的火用损始终低于参比系统的;与基准系统相比,在不同负荷下方案3的节煤量均大于参比系统。研究成果将为超超临界二次再热机组抽汽回热系统的节能和改造提供有益的理论指导。

    2019年03期 v.46;No.199 80-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 486K]
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  • 再压缩与部分冷却二氧化碳布雷顿循环热效率对比分析

    赵文升;郑鹏宇;付文锋;王雅倩;

    随着能源技术的迅速发展,超临界二氧化碳发电相关理论和技术的研究得到了越来越广泛的关注。为了探究各参数变化对热效率的影响,基于超临界再压缩二氧化碳布雷顿循环系统和部分冷却系统,进行热效率对比分析。以初压、初温、分流系数、预压压力和预热温度为变量条件,研究再压缩与部分冷却系统的循环效率变化规律,并对两系统各设备的?损以及系统最佳循环效率进行对比。结果表明,初温初压和分流系数对热效率有较大影响。两系统一定存在最优分流系数使得系统达到最佳效率;在一定条件下,初温越高循环效率越高,而初压越高循环效率先增大后减小。循环系统初温720℃,初压20 MPa以下时,部分冷却系统比再压缩系统拥有更高的循环效率,且回热器和冷凝器拥有较低的?损。

    2019年03期 v.46;No.199 90-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 374K]
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  • 烟煤及其逸出气中挥发性有机化合物研究

    程杰;汪涛;张永生;潘伟平;

    采用热重-红外-气质(TG-FTIR-GC/MS)三联机,对神华烟煤及其逸出气体进行同步分析,进而对煤大分子结构,逸出气中挥发性有机化合物的组成等方面提供研究基础。采用串联的傅里叶红外光谱仪、色谱质谱联用仪对不同气氛下的热重逸出气分别进行分析,研究挥发性有机化合物的种类、相对含量及变化趋势。研究结果表明氧气参与烟煤受热挥发性有机化合物释放过程中,酚类物质最先消耗,其次是烯烃类物质,烷烃类和芳香烃类物质相对消耗较慢。即使在氧气气氛下,仍会有少量挥发性有机化合物逃逸。其变化规律可以对燃煤电厂实际烟气中挥发性有机物的排放及控制提供基础。

    2019年03期 v.46;No.199 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
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  • 新电改背景下的售电市场竞争策略博弈模型研究

    李鹏;胡金辉;谭忠富;

    提出了新电改进程中的一种电力市场交易模式,构建了售电商市场竞争调整策略的系统动力学模型,研究了不同情景假设下的售电商调整策略有效性,并基于该模型对不同售电商行为进行了博弈分析。研究结果表明,构建的动力学模型具有可行性,售电商通过调整负荷预测策略不仅可以降低考核成本总值,还可以降低分摊占比,但是只适用于在5%的幅度范围内调整,超过范围不仅达不到降低分摊考核成本的效果,甚至会增加分摊考核成本。

    2019年03期 v.46;No.199 103-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 536K]
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