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2019年 38卷 1期
刊出日期:2019-01-23

论文报告
综述与述评
新技术应用
目次
 
       论文报告
1 基于优化原子分解的含频谱干涉谐波/间谐波检测算法
董海艳, 贾清泉, 刘楚, 崔志强
针对现代电网中含主瓣干扰和负频率干扰的谐波/间谐波信号,提出了一种基于优化原子分解的快速检测方法。对待分析信号加Hanning窗并进行FFT谱估计,根据频域谱线的相位特性和谱线幅值的比值校正理论,构建一种高可信度综合频谱干涉判据,判断频域内发生主瓣干扰或负频率干扰的谱线。对受干扰谱线在其邻域的一定频率间隔范围内进行粒子群优化(PSO)算法粗搜索,将得到的寻优参数重新离散化,在更小的范围内采用原子分解算法,快速准确获得谐波/间谐波参数。本文方法大大减小了匹配追踪算法的寻优范围和计算量,并能保证搜索的全局最优。仿真结果表明本文算法可快速有效分析含频谱干涉的复杂谐波/间谐波信号。
2019 Vol. 38 (1): 1-9 [摘要] ( 12 ) HTML (1 KB)  PDF (999 KB)  ( 25 )
10 基于GPU的电磁暂态并行仿真研究
姚蜀军, 韩民晓, 张硕, 林芝茂, 李昊
随着电力系统大量高压直流、新能源、柔性交流输电系统的接入,传统电磁暂态仿真由于步长小、仿真速度慢,已无法满足大规模系统的仿真需求。近年来,图形处理器(GPU)在高性能计算领域发展迅速,通过GPU优化从而提高电磁暂态仿真计算效率成为可能。本文在研究了GPU结构特点后,提出了一种适用于电磁暂态仿真线性方程组的并行LU分解算法,从三个方面对传统算法进行了加速。通过和基于CPU的传统算法的仿真结果对比,证明了本算法的优越性。
2019 Vol. 38 (1): 10-16 [摘要] ( 12 ) HTML (1 KB)  PDF (1820 KB)  ( 19 )
17 基于灰色关联分析法的电力系统隐蔽性数据攻击检测新方法
苑开波, 罗萍萍, 王高猛, 金冬鸣, 姚历毅
传统状态估计难以对带有隐蔽性粗差的注入量测进行辨识,本文提出一种基于灰色关联分析法的电网状态估计隐蔽性数据攻击检测新方法。该方法将历史相邻断面量测向量的差分构成量测变化序列,通过灰色关联分析法计算各序列之间的加权关联度,构成未受攻击时的加权关联度阈值域,若当前断面量测变化序列的加权关联度超出阈值域,则判定该断面量测数据受到信息恐怖攻击。为了使低出线数节点的强相关量测受到攻击后,增大其在加权关联度中的影响,进一步提出了基于节点出线度的量测加权权重计算方法。通过IEEE14节点系统分析了多个状态变量被不同模式的数据攻击时的检测结果,验证了本文方法的有效性。
2019 Vol. 38 (1): 17-23 [摘要] ( 15 ) HTML (1 KB)  PDF (934 KB)  ( 30 )
24 基于节点-线路关联度权重的配电网电能质量评估方法
吴杰, 席晓林, 闫晓安, 孙黎明, 李冬亮
本文提出一种基于节点-线路关联度权重法的配电网电能质量评估方法。在传统电能质量评估方法的基础上,将配电网中所有节点的电能质量情况考虑在内,然后通过对各节点电能质量评估结果进行加权求和,从而得出整个配电网的电能质量情况。其中,配电网各节点的权重则是依据节点在配电网中所处位置而决定的,即通过节点-线路关联度权重法计算得出。本文通过Matlab/Simulink搭建了33节点配电网模型,依据该模型首先对本文所提出的节点-线路关联度权重法进行详细阐述;然后通过组合赋权、德尔菲法和拟合曲线等方法对配电网电能质量打分,得到电能质量的综合评估结果;最后通过投切大负荷、投入单相负荷以及组合扰动实验,科学有效地验证了本文所提评估方法在网络结构上的适用性;并且利用雷达图对配电网中各个节点的抗干扰能力进行分析。
2019 Vol. 38 (1): 24-30 [摘要] ( 9 ) HTML (1 KB)  PDF (975 KB)  ( 18 )
31 主动配电网短期负荷预测研究
管鑫, 刘会家, 张振, 陈波, 刘士祥, 黄景光
主动配电网通过市场机制来引导群体性的主动需求行为,电网负荷特性随之发生改变,降低了传统负荷预测技术的预测精度。考虑主动配电网在传统负荷的基础上引入响应负荷的计算分析,提出适用于主动配电网的组合预测方法。分析用户响应特性及规律,考虑影响用户响应度的因素并将其线性参数化,建立基于响应度评估模型的响应负荷预测方法;将传统负荷分解成季节性基荷和残差,基荷采用相似日负荷预测技术进行预测,残差利用集成神经网络模型进行预测,建立改进神经网络组合预测模型。利用时变响应模型模拟主动配电网负荷数据集来进行仿真验证,与其他负荷预测技术进行对比,实验结果证明了所提负荷预测方法的有效性。
2019 Vol. 38 (1): 31-38 [摘要] ( 11 ) HTML (1 KB)  PDF (1002 KB)  ( 9 )
39 基于电阻型高温超导故障限流器的双馈风电场故障穿越策略研究
宋文峰, 王倩, 李亚楠, 刘柳, 王昕钰
为了提升基于双馈风力发电机组(DFIG)的风电场故障穿越能力,本文提出了在DFIG风电场出口变压器高压侧装设电阻型高温超导故障限流器(HTS-FCL)的风电场故障穿越策略。基于YBCO超导材料的E-I特性建立HTS-FCL的仿真模型,以DFIG的等值模型为基础分析了电网故障下采用HTS-FCL保护对DFIG的定、转子电流的影响,由理论推导证明了所提策略的有效性。在此基础上搭建了采用HTS-FCL保护的DFIG风电场仿真模型,仿真结果表明采用HTS-FCL保护策略可以有效提升DFIG风电场的故障穿越能力。
2019 Vol. 38 (1): 39-46 [摘要] ( 9 ) HTML (1 KB)  PDF (1309 KB)  ( 8 )
47 磁通耦合型饼式线圈短时直流冲击特性研究
刘师卓, 夏东, 邱清泉, 张志丰, 刘清峰, 王浩男
基于电压源型换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)技术在经过多年的研究后取得了一定的进展,并且已有多项工程在运行中。然而直流短路故障的处理仍然是VSC-HVDC电网亟待解决的问题之一,目前的断路器难以在短时内开断如此大的故障电流,因此要与限流器进行配合。电阻型超导限流器(RSFCL)已经在交流情况下进行了大量的研究,它被认为是最具有潜力的直流限流技术。然而传统的双绕无感线圈并不适用于直流输电场合,由于结构特殊使其在直流高压故障中容易发生闪络,造成超导限流器发生不可控的后果,因此需要新型的线圈结构来满足柔性直流输电保护的需求。本文基于连续式单饼限流线圈结构,对不同磁通耦合连接方式的磁场分布进行了仿真分析,建立了短时直流大电流冲击平台;同时设计了磁通耦合型饼式线圈,并对其进行了高压过电流冲击实验与分析,计算了冲击电阻过程中的电阻和热量变化并进行了讨论。本文的分析结果对电阻型直流超导限流器的设计,以及阈值与裕量的确定有一定的指导意义。
2019 Vol. 38 (1): 47-53 [摘要] ( 13 ) HTML (1 KB)  PDF (4751 KB)  ( 9 )
54 对流条件下架空导线载流-温度分布热路模型构建
董选昌, 曲烽瑞, 李艳飞, 方百里, 王亦清, 李炀, 刘刚
由于架空导线径向温差的存在,仅仅以监测得到的架空线路表层温度表征导线温度,为线路安全运行埋下隐患。为此,本文根据架空导线内部导体结构特征,借鉴热电比拟思想,提出了导线内部温度分布热路模型,并确定了分布接触热阻和分布内热源的计算方法;为验证模型精度,设计并搭建升流实验系统和风洞测温实验平台,以LGJ240/30mm2导线为例,对自然对流条件和强制对流条件下的模型计算结果进行实验验证和分析。验证结果表明:自然对流条件下,各层导体温度的平均相对误差为4.6%,强制对流条件下各层导体温度的平均相对误差仅为1.54%;径向温差的计算精度高于IEEE标准模型。
2019 Vol. 38 (1): 54-60 [摘要] ( 11 ) HTML (1 KB)  PDF (995 KB)  ( 15 )
       综述与述评
61 谐波责任划分研究现状及在分布式电源并网条件下的展望
王攸然, 张逸, 邵振国, 黄道姗, 林芳, 张伟骏
公共连接点处谐波电压畸变的原因可能来自负荷本身,也可能来自电网、其他负荷或分布式电源等,因此,需要研究谐波责任划分问题。谐波责任划分主要包括谐波发射水平估计、单母线谐波责任分摊以及配电网多谐波源谐波责任分摊三个研究方向。首先,总结了每个方向现有方法的基本原理和研究现状,并总结了量化背景谐波电压波动的共性问题;其次,基于分布式电源并网条件下的谐波特性,探讨了此条件下合理划分谐波责任的难点,包括背景谐波电压波动更剧烈,谐波责任定义不适用,谐振、不确定性谐波及谐波耦合对责任划分的影响等;最后,对谐波责任划分未来待研究的问题进行了展望。
2019 Vol. 38 (1): 61-69 [摘要] ( 10 ) HTML (1 KB)  PDF (913 KB)  ( 13 )
       新技术应用
70 基于经验小波变换的特高压并联电抗器振动信号分析
赵若妤, 马宏忠, 魏旭, 姜宁, 田涛, 谭风雷
为有效分析特高压并联电抗器振动信号特征,提出一种基于经验小波变换的特高压并联电抗器振动信号分析方法。该方法通过对信号傅里叶谱自适应的分割,在每个区间内构造正交小波滤波器来提取具有紧支撑傅里叶谱的固有模态,对提取出的模态成分进行希尔伯特变换,得到每一个分量的瞬时频率和振幅;综合仿真信号和实测特高压并联电抗器振动信号,将经验小波变换与经验模态分解两种方法进行探索性对比分析研究。研究结果表明,经验小波变换具有完备的小波理论支撑,可以自适应地设置信号模态分解层数,改善了经验模态分解存在的端点效应、模态混叠等现象,能更准确地体现振动信号的特征,区分特高压并联电抗器的不同运行状态。该方法为特高压并联电抗器振动信号特征提取与安全运行监测提供了一种新的手段。
2019 Vol. 38 (1): 70-75 [摘要] ( 10 ) HTML (1 KB)  PDF (1398 KB)  ( 7 )
76 500kW高温超导发电机负载三相断路故障运行分析
梁爽, 张东, 陈彪, 李秋君, 张路明, 宋乃浩, 周微微, 靖立伟
随着高温超导材料制备技术及低温制冷技术的不断发展,高温超导技术在电机方面展现出良好的应用前景。高温超导发电机由于其体积小、重量轻、效率高的优点,未来有望应用于高功率密度场合。目前对于超导电机故障运行的研究极少,本文对高温超导发电机进行了负载三相断路故障模拟仿真及现场实验,得到故障过程中定子输出电压、转矩等变化的仿真及实验数据,并在此基础上分析了超导线圈的电流变化,及故障对电机机械结构的危害。本文可为超导发电机故障状态的瞬态过程分析提供数据支撑。
2019 Vol. 38 (1): 76-81 [摘要] ( 8 ) HTML (1 KB)  PDF (1680 KB)  ( 7 )
82 基于相关系数和偏态指标的航空串联电弧故障检测
崔芮华,, 王洋,, 李英男,
针对航空串联电弧故障的检测与识别问题,提出一种基于相关系数和偏态指标的航空电弧故障检测方法。通过提取不同负载电流信号的相关系数和偏态指标,构建二维特征量,分析对比了隐含层节点数对极限学习机性能的影响,引入灰狼优化的极限学习机进行分类识别。对阻性、阻感性、阻容性和非线性负载的大量实验结果表明,所提方法能够有效提取不同负载电弧故障特征,串联电弧故障诊断率高达98%,可为开发新型的航空电弧故障断路器提供可靠参考。
2019 Vol. 38 (1): 82-88 [摘要] ( 11 ) HTML (1 KB)  PDF (923 KB)  ( 18 )
       目次
89 中英文目录(2019年 第1期)
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2019 Vol. 38 (1): 89-90 [摘要] ( 8 ) HTML (1 KB)  PDF (481 KB)  ( 7 )
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