智能电网技术体系探讨

电网智能化是促进可再生能源发展、实现节能减排的重要手段。随着电力电子、IT、通信等技术的不断发展,智能电网将成为电力工业的重要发展方向。文章首先论证发展智能电网的必要性;介绍智能电网的性能要求,包括:自治和自愈能力、防御能力、电网兼容性、高效运营和管理、优质和友好性、电力交易的方便性。指出智能电网的实现需要加强基础技术和功能实现2方面的研发:基础技术主要包括电力设备、量测和通信设备、信息管理系统、决策与控制理论4个方面;功能实现则主要包括智能控制中心、智能变电站、智能线路、智能保护系统、智能需求侧管理5个方面。最后从电网性能、经济效益、社会效益3方面简要论述智能电网的绩效评价体系。上述问题的解决将有助于对智能电网的深入研究和应用。

双时间尺度电力系统动态模型降阶研究(一)——电力系统奇异摄动模型

电力系统是一个多时间尺度的大规模非线性系统 ,其稳定性分析非常复杂。为提高稳定计算的效率 ,对复杂的电力系统模型进行化简 ,以实现系统化降阶非常必要。文中以电力系统物理电路为基础 ,导出了一个计及电磁快动态的电力系统奇异摄动模型。推导中 ,以感应电动机并联线性阻抗为负荷模型 ,并考虑了线路充电电容与负荷补偿电容。该模型是一个标准的双时间尺度模型 。

多时间尺度电力系统的模型降阶及稳定性分析 (一)基本理论

在双时间尺度系统中 ,慢流形的存在性及其基本特征的研究为系统时间尺度分解及系统降阶提供了理论基础。但对于多时间尺度的电力系统模型降阶问题而言 ,还必须研究快流形的存在性及其基本特征 ,以给出固定系统慢动态的降阶条件。文中研究了慢流形的基本理论及略去快动态的条件 ,提出了系统快流形这一不变流形的存在性定理 ,并在系统初值落在快流形的条件下 ,实现系统的精确降阶。文中所得到的结果不仅为电力系统降阶奠定了理论基础 ,而且可以对电力系统的短期失稳与中。

多时间尺度电力系统的模型降阶及稳定性分析(二)电力系统的降阶与中长期失稳

从元件的基本方程出发 ,导出了电力系统的三时间尺度模型。利用慢流形和快流形的概念 ,研究了电力系统三时间尺度动态模型降阶的条件。在感应电动机并联线性阻抗的负荷模型下 ,证明了在静态稳定和暂态稳定分析中略去发电机定子绕组阻尼磁链和负荷感应电动机转子绕组磁链动态的合理性 ;证明了在静态稳定分析中固定发电机组原动机力矩的合理性 ;通过一个利用固定负荷慢动态的降阶模型判断暂态稳定性导致误判的实例 ,说明了在暂态稳定分析中随意地固定负荷慢动态是不可取的 。

新型双凸极永磁记忆电机的特性分析

将记忆电机的概念运用到双凸极电机设计中,提出一种新型的双凸极永磁记忆电机。由于该电机中采用了具有高剩磁、低矫顽力的铝镍钴,使得在几乎不产生额外损耗的情况下就可以方便地实现在线调磁,从而实现真正意义上的弱磁。同时,该双凸极永磁电机的结构特点决定了电枢反应几乎不会影响永磁体的磁化状态,保证了永磁体工作点的稳定性。该文提出一种简化磁滞模型与常规有限元时步法结合的方法,计算分析了电机各项性能,并与样机的试验结果进行比较,验证了该电机的设计思想与分析方法。

发输电系统扩展中可靠性的经济价值评估与决策

电力市场环境下发输电系统的规划评估决策在某种程度上是可靠性和经济性的博弈,其关键是可靠性的经济度量,由此决策发输电系统应该预留多少安全裕度。目前发输电系统扩展规划中的可靠性决策,往往利用单一用户停电损失值将发输电系统可靠性指标化为经济性指标,作为发输电系统规划的优化目标。针对这一不足,该文应用经济学中无差异曲线的分析方法,建立了发输电系统扩展中可靠性的经济价值评估与决策模型,解决了从经济性角度对可靠性进行度量的关键问题。据此对发输电系统规划方法进行改进,并用实例验证了该经济价值评估方法的有效性和实用性。

电力系统动态安全分析综述

摘要:对动态安全分析系统的功能和结构设计进行了详细的论述,归纳了当前动态安全分析采用的主要方法,简要介绍了两种实用化的动态安全分析工具以及目前世界上几个在建的动态安全分析项目,并分析了对当前动态安全分析系统的调查结果,最后阐述了当前动态安全分析需要改进的几个方面。

采用换位设计的新型双凸极永磁电机

常规双凸极永磁(doubly salient permanen tmagnet,DSPM)电机通常采用集中绕组设计,且定子上每个永磁体对应整数倍的相绕组,造成了各相磁路每相最大与最小磁链处的变化率不一样,由此导致了各相反电势的偏差及每相反电势的左右不对称。每相绕组的各个串联线圈的自感随转子位置呈同方向变化,加剧了每相自感的波动程度,从而导致了磁阻转矩及转矩脉动的增加。提出一种新的DSPM电机及其设计方法——换位设计,以保持各相磁路严格对称,并且每相邻线圈的自感随转子位置变化趋势正好相反,从而可以最大程度地削弱磁阻转矩及电磁转矩脉动。利用时步有限元法进行计算,并与一台现有的类似结构的DSPM电机进行比较,样机的实验结果验证了该方法的有效性。

基于风电机组启停频度的风电间歇性定量刻画及分析

对风电间歇性进行定量分析并掌握其特性是风电安全高效并网研究的基础工作。首先对风电间歇性现象进行定义和描述,并提出基于风电机组单位时间启停频度作为风电间歇性定量刻画指标。在此基础上,以中国北方地区2个典型风电场为研究案例,采用数理统计的方法分析风电间歇性的季节、昼夜变化特性以及启停频度的概率分布。研究发现,不同地区的风电间歇性季节变化特性存在较大差异,而昼夜特性则存在相似性,白天风电间歇性强于夜间。采用纵向时间序列分析的方法统计不同时刻风电机组启停频度的概率分布,并利用Exponential 2函数进行拟合,并进一步研究拟合函数对不同年份数据的适应性。最后,探讨该间歇性定量刻画指标在实际中的应用可行性。

基于IPV6的国内能源效率的综合分析及评价系统构建

国内能源效率分析及评价工作非常重要,目前相关研究都集中在相关政策和基础算法等方面,缺乏针对能源效率综合分析及评价系统的构建方法相关研究,尤其是针对下一代互联网技术的应用探究。本文首先介绍了基于IPV6的服务端局域通讯网络架构设计策略,构建了基于IPV6网络协议的能源效率大数据综合管控平台,平台不仅可以实现了国内各类能源效率大数据的收集,而且还可以利用特征识别方法确定能源效率影响因素。然后,基于典型数据挖掘和人工智能算法集,可以方便建立分类预测和聚类分析的应用模型;平台既可对各省份能源效率高低进行分类预测,又可将能源效率高的省份与效率低的省份区分开来,实现了对全国整体能源效率的综合分析与评价。这对我国能源互联网发展建设、利用大数据技术提升能源综合利用效率具有一定的借鉴意义。

Zeeman原子吸收光谱分析法中谱线轮廓的研究 Ⅰ.原子发射谱线、原子吸收谱线和Zeeman原子吸收谱线轮廓间重叠关系图的建立

详细报道用理论计算和绘制的37个元素分析线的发射线轮廓、吸收线轮廓和Zeeman分裂后的吸收线轮廓,并建立了在原子吸收光谱法中三者轮廓间的重叠关系图.

直流调制策略对交直流混联系统的频率稳定性影响研究

在交直流混联电力系统中,交流侧系统发生故障将会引起互联系统区域间的频率振荡,从而导致常规机组的调频压力增大,机组阀门动作频繁。在不增加交流系统中常规机组调频压力的前提下,如何利用直流系统传输功率可进行快速调节和具有短时过载能力的特点进行直流输送功率的有效控制具有重要的意义。本文首先对直流输电系统的附加频率控制器进行建模,在此基础上对引入附加直流频率限制器后的两区域交直流电力系统进行仿真,重点分析交流系统发生故障时,附加直流频率控制器对系统频率稳定性的影响以及附加直流频率限制器控制参数对系统频率稳定性的影响。仿真结果表明,附加频率控制器可以有效减小系统频率波动,附加直流频率限制器的调频死区、比例增益Kp1和Kp1等参数能对电网频率产生影响。其中,调频死区的减小能有效的降低系统频率的波动,但死区值不能设置过小,以防直流频率限制器频繁动作。比例增益Kp1和Kp2越大,系统频率波动越小,调频效果越理想,但是由于限幅环节,比例增益有调频能力上限。

多路径异步CDMA系统动态子空间跟踪算法

针对CDMA系统用户数改变,从而导致信号子空间维数变化时的情况进行分析,提出一种基于基旋转的动态子空间跟踪算法,并将其应用于多路径异步CDMA系统的多用户检测算法中。仿真结果表明,该算法能迅速地跟踪维数变化了的信号子空间,从而提高基于该跟踪结果的CDMA多用户检测算法的性能。

基于小波分析的短期电价ARIMA预测方法

电力市场中的电价具有特殊的周期性,以天、周、年为周期波动,且大周期中嵌套小周期。作者提出一种基于小波分析的累积式自回归滑动平均方法(WARIMA)用于短期电价预测,首先利用小波变换能将交织不同频率成份的混合信号分解成不同频带上的块信号的特性,将电价这一随机序列进行小波分解,得到低频上的概貌序列和高频上的细节序列,并在此基础上对各个子电价序列分别利用累积式自回归滑动平均模型(ARIMA)进行预测,然后在电价平稳时段用概貌序列预测结果直接作为电价预测结果,而在电价非平稳时段将各子序列预测结果重构作为最终的预测结果。为了对比分析,将直接使用ARIMA模型的预测结果和采用WARIMA方法的预测结果进行了比较,表明引入小波分析对提高预测精度是有益的。

QoS路由选择:问题与解决方法综述

保证服务质量的QoS路由 (QualityofServiceRouting)是网络中解决QoS问题的一项关键技术 .QoS路由的主要目标是为接入的业务选择满足服务质量要求的传输路径 ,同时保证整个网络资源的有效利用 .度量参数选择问题、寻路问题和路由信息不准确问题是QoS路由中的几个主要研究内容 .本文围绕这三个方面 ,介绍了QoS路由中的主要问题及相关的解决办法 ,并探讨了今后QoS路由可能的研究方向 .

电力市场中辅助服务的获取与定价

讨论了电力市场环境下辅助服务的获取与成本的分摊问题,简要介绍了国际上几个典型的电力市场中辅助服务的获取及其定价方法。在此基础上,对我国电力工业市场化后的辅助服务的获取和定价原则提出了一些看法。此外,还阐明了备用容量和主能量交易一体优化的思想以及确定备用容量的容量电价和电量电价的原则。

有源滤波器定频滞环电流控制新方法

提出了一种基于优化电压矢量的有源滤波器定频滞环电流控制新方法。该方法用一组滞环比较器判定参考电压矢量所在区域 ,并据此选择适当的两相开关独立地用定频滞环控制技术控制相应的相间电流 ,以实现良好的电流跟踪。这一方法的主要特点是无需估计系统阻抗参数即可用优化电压矢量实现定频滞环控制 ,因此既具有较高的直流电压利用率和较高的控制精度 ,又保持了稳定的开关频率 ,从而有效地提高了有源滤波器的综合性能。计算机仿真结果表明了本方法的有效性。

电力市场下长期购电方案及风险评估

系统研究了购电商(Electricity Purchaser,EP)的购电分配及风险评估问题。通过分析电力市场中EP长期购电特点,按照现代投资组合理论建立购电组合问题的一般模型,并对目前普遍存在的长期合同和现货2市场间的购电分配问题进行具体分析,探寻长期合同价格、合同电量与现货市场价格之间的关系。进一步考虑EP的风险偏好时,采用金融领域广泛采用的效用函数和Value-at-Risk(VaR)方法建立了确定最佳组合方案和定量评估风险的模型。最后,针对高峰和低谷分开竞争的市场运营模式,确定EP的购电组合并进行风险评估,并用算例进行定量验证。文章旨在建立购电组合和风险评估的方法论。

运用保险理论的备用容量辅助服务分散决策机理初探

电力市场中的备用容量辅助服务一般都是集中处理的 ,由系统运行人员确定并向备用容量供应商购买所需的备用容量 ,再把相应的费用分摊给用户。这种方法很难保证辅助服务的高效率 ,并会导致辅助服务市场中的投机现象。备用容量可以通过分散决策的方法由每个用户自主决定吗 ?如果可以 ,怎样使每个用户制定最优的辅助服务购买计划 ?如果采用分散的方法 ,即每个用户都尽可能最大化自己的利益 ,能否使其实现全社会效益最大 ?文中就这些问题做了基础性探讨 ,并针对两种情况进行了建模和分析 :1通过要求电能供应商提高发电可靠性来减小用户电能被中断的风险 ,其中采用了“供给者保险”( provider insurance)方法 ;2假设市场有电能供应商、用户 (被保险者 )和备用容量供应商 (承保者 ) 3个参与者 ,用户和备用容量供应商就备用容量进行交易 ,并以两者间的保险条款促使备用容量供应商履行其责任。两种情况的研究均表明 ,一旦用户购买了适当定义的保险单 ,就会对承保者引入约束和激励 ,使其为自身利益而积极地提供用户所要求的可靠性或备用容量。同时 ,购买保险还可以使用户减少预期的停电损失 ,将风险转移到中立的承保者身上。文中还证明了所提出的分散决策方法能够达到社会效益最优。

基于最优电压矢量的有源滤波器电流控制新方法

提出了一种新的基于最优电压矢量的有源滤波器滞环电流控制方法。该方法的特点是用一组滞环相间电流比较器和一组阶梯式相间电流比较器相结合，快速、正确地判断有源滤波器参考电压空间矢量所在的区域，并由此决定最优电压矢量及对有源滤波器实行滞环电流控制。用电磁暂态程序进行的计算机仿真结果表明，该方法能快速、正确地确定最优电压矢量，从而可有效地降低开关频率和提高有源滤波器的效率。其突出优点是在参考电压空间矢量变化较快且难以预测的情况下，仍能快速跟踪及确定其所在的区域，从而可有效地减少电流补偿误差，改善有源滤波器的性能。