中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊
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ISSN 1000-7229 CN 11-2583/TM
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针对风电场的无功电压问题，构建了风电场模型，提出了一种综合考虑双馈风电机组（doubly-fed induction generator，DFIG）和静止无功补偿器（static var compensator，SVC）的无功电压协调控制策略。建立了综合考虑风电场公共接入点（point of common coupling，PCC）的电压偏移量和无功源的无功裕度的目标函数。基于混沌量子粒子群算法对风电场进行无功电压控制，通过协调DFIG和SVC的无功出力，使得风电场PCC的电压满足要求，同时提高其无功源的无功裕度。最后，以华北某风电场为例进行算例分析，验证了所提无功电压协调控制策略的可行性及有效性。
传统基于电压源换流器（voltage source controller，VSC）的统一潮流控制器（unified power flow controller，UPFC）开关频率高、输出电压谐波大、电压等级低，同时在运行过程中也有遭受短路故障的可能性和风险，特别是在大容量高电压的场合下，极易造成器件的损坏。将模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）引入UPFC中，同时改进MMC的控制策略以适应所提拓扑的要求，同时由于MMC的引入，短路故障的风险进一步加大，因此在MMC-UPFC的基础上设计了限流模块，该限流模块能在系统短路故障下有效地抑制短路电流，且该限流器在正常工作情况下并不会给线路增加负担。整个UPFC的拓扑具有模块化程度高、谐波小、容量扩展、短路快速限流等特点，该文所设计的拓扑增加了系统的可靠性、安全性和经济性。
随着大规模风电并网，电网故障情况下风电机群连锁脱网事故严重威胁电网安全稳定运行。为此，从抑制DFIG机群脱网的角度，提出了一种考虑抑制双馈异步风力发电机（doubly-fed induction generator，DFIG）机群脱网的风电场无功补偿配置新方法。该方法首先以风电场为中心进行无功平衡初步分析，通过无功需求和有功传输之间的定量关系，确定风电场所需要配置的低压电抗器组和低压电容器组容量。然后通过不同负荷方式下风电出力波动和线路N-1运行时的风电场母线电压无功分析，校核初步配置方案对系统静态安全的适应能力。最后，在分析电网故障情况下DFIG机群无功需求特征基础上，通过加入一定容量的静止同步补偿器（static synchronous compensator，STATCOM）来抑制机群脱网，从而使无功补偿方案能满足系统安全运行的要求。该方法已应用到了某省网大容量风电接入220 kV的无功配置专题研究中，在经济和技术上是可行的和有效的。
针对电力系统的多目标最优潮流问题，首先通过遗传算法取得帕累托解集，从而充分反映出不同优化目标之间相互影响、相互背离的内在关系，在此基础上利用纳什讨价还价博弈方法选取全局最优解。探讨同时考虑发电费用（或发电煤耗）最小和系统网损最小的多目标最优潮流问题，首先验证该问题满足讨价还价博弈公理，再通过强度帕累托演化算法（strong Pareto evolution algorithm 2, SPEA2）求解得到帕累托前沿，保证收敛速度较快且帕累托前沿分布均匀，最后基于纳什讨价还价博弈求得最优解，解决了不同目标函数之间可能存在的矛盾。该文通过对IEEE 14节点系统的算例计算，验证了该方法的有效性。
在电源规划中，具有可持续发展的电源规划越来越受到重视。该文在综合考虑经济、科技、环境等多领域的情况下，分析了可持续发展的电源规划评价指标，并构建了考虑可持续发展的多目标电源规划决策模型。根据模型中目标变量、属性变量等因素变量特征分为不同的子集，并基于贝叶斯网络理论获得不同节点间的逻辑关系，降低了规划模型问题的复杂性。应用算例表明所提模型和求解方法可行、有效。
模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）拓扑结构引入统一电能质量控制器（unified power quality conditioner, UPQC），既能够提高UPQC的容量又可以提高UPQC的电压等级，从而扩展了UPQC在中压领域的应用，使UPQC具有更加广阔的适用前景。然而当负载侧出现短路故障时，如何合理地操作保证其安全可靠地运行，不仅是系统对装置的要求，更是装置保护自身的要求。针对上述情况提出了应用于MMC型UPQC（MMC-UPQC）故障保护策略制定的原则，采用反并联晶闸管支路与线路断路器之间的动作配合，将串联MMC与故障线路隔离开，最终实现有效保护装置的目的。PSCAD/EMTDC环境下的仿真结果验证了所提方法的有效性及可行性。
对不同换位形式下1 000 kV同塔双回线路的感应电压等问题进行了计算和分析。从限制感应电压、潜供电流、线路参数不平衡度的角度看，4段换位优于3段换位但多用1个换位塔；5段B型换位优于6段A型换位且可省1个换位塔；4段换位与6段A型换位的效果大致相当。为此，建议同塔双回线路着重考虑3种换位形式：3段换位（l/3，l/3，l/3）、4段换位（l /6，l/3，l/3，l/6）和5段B型换位（l/6，l/6，l/3，l/6，l/6）。一般不推荐采用2次以上的全循环换位。
室温硫化硅橡胶（room temperature vulcanized silicone rubber，RTV）具有很好的防污性能，在电力系统中已广泛应用，但不同类型的RTV涂料防污性能不同。测定了不同RTV涂料的静态接触角，并对RTV涂料污闪后的憎水性恢复特性以及交直流下的闪络特性进行了试验分析。试验结果表明，长效型RTV涂料（P-RTV）的憎水性大于高自洁型RTV涂料（S-RTV）；在同一污秽度下P-RTV污闪电压比S-RTV高，说明更强的憎水性意味着更高的防污性能。此外，沿面闪络会导致P-RTV涂料憎水性暂时性的部分丧失，污闪电压幅值下降11.1%~21.1%，此部分丧失一段时间后可恢复，而S-RTV涂料憎水性的丧失部分却是不可恢复的；RTV涂料表面均有不同程度灼烧痕迹且放电痕迹分布在与高压端相连的绝缘子下表面，这是导致表面防污性能下降的因素之一。直流电压下RTV涂料表面灼烧痕迹明显，抗漏电起痕性能较弱。P-RTV综合性能优于S-RTV，因此实际使用应优先考虑P-RTV。研究结果对RTV涂料的研制和使用具有一定的指导意义。
导线接头在电网中起着机械和电气的连接作用，运行过程中由于导线接头松动、脱落等故障严重威胁电网安全可靠运行，并导致能量损耗，利用合理的手段检测导线接头运行状况一直是运行部门关注的焦点。该文模拟导线接头螺帽松动、螺杆松动、螺栓错位、扭力弯曲和剪切断股这几种典型故障缺陷，利用紫外检测仪检测其作用电压下紫外放电光子数差异。试验结果表明：随着作用电压的提高，导线接头各种故障下的紫外放电光子数随之增加；运行电压下，导线接头各种典型故障下测得的紫外光子数存在明显差异，利用紫外成像检测可以有效用于导线接头的故障检测。研究结果为输电线路的运行状态检测提供了参考。
提出了一种多回直流协调阻尼控制器的设计方法，用子空间辨识法对系统降阶建模，用遗传算法进行参数寻优，并对时滞系统稳定性进行了评估。首先利用基于Prony分析的主模比指标计算法选择直流控制器的广域输入信号，通过仿真得到扰动下系统输入输出数据，基于数据对系统进行子空间辨识，得到系统开环状态空间方程。其次将控制器加入开环系统得到闭环系统状态空间方程，以多种运行方式下的系统最小阻尼比最大化为优化目标，针对闭环系统状态空间方程，用遗传算法对控制器参数进行协调优化。采用基于自由权矩阵的时滞稳定性判据，分析含有多回直流协调控制器的广域电力系统的时滞稳定性。最后以南方电网为例，对多回直流协调阻尼控制器进行仿真，仿真结果表明，通过该方法所得到的多回直流协调阻尼控制器能够较好地提高电网阻尼水平，并满足时滞系统稳定性的要求。
变电站内设备容量逐渐成为限制电网输送能力的瓶颈，该文对变电设备动态增容技术进行了研究，并设计研发了一套变电设备动态增容系统。系统通过采集变压器温度、电流等状态监测参量，依据GB/T 1094.7油浸式电力变压器负载导则和变压器热电路等效模型对变压器的过负载能力进行计算，并利用电流分流算法对过负荷后，变电回路中的断路器、互感器和隔离开关进行过负载能力校核，结合电网运行方式以及风险评估值，对变电设备的运行状态和增容能力进行分析评估。试点应用情况表明，系统计算结果可为调度人员的操作提供科学依据。
为了协调控制主动配电网中联络变压器与无功补偿装置，建立了基于多代理技术的全局协调控制模型。多代理技术凭借其灵活的结构和代理自治性，能够较好地将集中式控制与分布式控制结合在一起，建立的区域主导节点决策模型，能够实现电压越限区域电压薄弱节点的动态跟踪。将合同网通信协议和调压优先原则相结合，通过对无功-电压灵敏度指标的竞争，能够实现联络变压器和区域无功补偿元件补偿量计算的时序优化。最后在IEEE33配电系统中进行了仿真，仿真结果表明多代理技术能够协调联络变压器与无功补偿装置进行电压调节。
天中直流是第一条采用国产化直流控制保护技术路线的特高压直流输电系统，直流控制保护系统的运行可靠性对天中直流的安全稳定运行至关重要。模拟量是直流控制保护系统的源头，模拟量的准确性直接决定着控制和保护逻辑执行的正确性，影响着直流输电系统的运行可靠性。以天中直流中州换流站为例，详细分析了直流控制保护系统模拟量的自检逻辑，以期对后续特高压直流输电工程设计、建设和运维工作提供一定的参考依据。首先介绍了中州换流站直流控制保护系统模拟量的配置情况；接着分别对直流控制和直流保护用模拟量的自检逻辑进行了详细分析；然后根据工程调试存在的问题，指出了现有模拟量自检逻辑存在的不足之处；最后提出了进一步完善模拟量自检逻辑的建议和意见。
目前使用调谐质量阻尼器（tuned mass damper,TMD）对输电塔进行振动控制时，仅针对设计好的塔设计TMD，常忽略TMD对结构动力特性的影响。该文提出把输电塔和TMD视为一个系统，针对整个系统进行一体化设计。以系统传递函数的H∞范数为优化目标，采用遗传算法对角钢截面进行优化。在计算H∞范数时，用串联多质点模型模拟塔架结构以简化计算。为保证优化结果满足静力工况且不增加用钢量，引入惩罚函数来调整个体的适应度。最后以某输电塔为例进行优化计算,结果表明，一体化设计进一步降低了输电塔的地震响应，同时能保证结构满足静力工况且总质量不超过原设计的用钢量。该方法不需要求解时域响应，计算效率较高。
大跨越工程导线方案选择的合理性是大跨越工程设计的关键环节。拟建中某1 000 kV特高压交流输电线路工程的大跨越部分，从导线材料、载流量、电气性能、机械特性及经济性等多方面对各比选导线进行详细的技术经济比较和论证，优选出6×JLHA1/EST-640/170型特强钢芯高强铝合金绞线作为推荐方案，该导线在国内外同类特高压大跨越工程中系第1次采用，国内导线生产厂家已完全具备该型式导线的生产能力。
为了发展坚强智能电网，促进1 000 kV智能变电站的建设，研究1 000 kV变电站的智能化模式和过程层数字化的关键设计技术。首先，对1 000 kV变电站智能化现状进行分析，提出1 000 kV变电站5种智能化模式，推荐目前采用过程层无数字化的模式；其次，研究了1 000 kV变电站过程层数字化的关键设计技术，提出目前采用“常规互感器+合并单元”的方式实现采样数字化，采用“常规一次设备+智能终端”的方式实现控制网络化，并提出了1 000 kV和500 kV电流互感器保护绕组优化配置方案；最后，通过基于交换机N-1和N-2故障方式下网络可靠性原则，提出一种1 000 kV过程层网络新型设计方案，推荐SV和GOOSE共同组网、双重化保护各设置独立的双网。
由于新能源发电具有间歇性、随机性等特点，随着其装机容量的逐渐增大，电网调频备用容量不足的问题日益凸显。传统调频机组因其固有特性难以使实际出力与理论计算值相吻合，并且难以应对电力系统快速发展、新能源发电并网等引起的频率稳定问题。储能作为一种新兴技术，具有响应速度快、短时功率吞吐能力强、调节方向易改变等优点，可与常规调频技术相结合，作为电网调频的有效辅佐手段。该文立足于不同的实际电网情况进行储能容量配置研究，探索储能辅助传统机组调频的控制策略，为今后储能系统参与电网调频的工程应用提供一定的借鉴意义。
针对南海亟待发展风力发电、支持海岛开发建设的需求，搜集整理东沙、西沙、南沙共6处海岛气象数据进行了风资源评估和风机选型。运用双参数Weibull分布评估了各站点的风资源情况，结合多种小型风力发电机组的风速功率输出特性曲线，估算了不同风力发电机组的容量系数；还结合基于广义Pareto极值分布模型的跨阈法，利用极大似然估计法计算各站点五十年一遇最大风速。分析结果表明，南海风资源分布和最大风速均具有显著的地域性特征，位于南海南北两侧的东沙岛和人骏滩风资源条件优越，而中部的永兴岛、珊瑚岛、太平岛和南子岛风资源相对贫乏；此外，受热带气旋纬向活动规律影响，最南沿人骏滩的五十年一遇最大风速仅为35 m/s，远低于其他岛礁。
针对某1 000 MW超临界机组，建立了基于钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法捕集CO2的系统流程，研究了弛放率、气固分离效率、钙碳摩尔比对煅烧能耗、发电热效率及循环固体质量流量的影响。结果表明：引入碳捕集系统后，机组发电热效率为34.6%，较设计值降低了9.6%；将碳捕集系统回收热量用于发电，电厂净输出功率增加了113.4 MW；随着弛放率的提高，发电热效率、循环固体物料质量流量均下降，煅烧能耗先下降后升高；随着气固分离效率的提高，发电热效率、循环固体物料质量流量均升高，煅烧能耗先下降后升高；随着钙碳摩尔比的提高，煅烧能耗、发电热效率和循环固体物料质量流量均升高。
针对燃煤烟气中烟尘、SO2和NOx的超低排放要求，对包括：低低温电除尘、湿式静电除尘、双循环脱硫、双尺度低氮燃烧和选择性催化还原（selective catalytic reduction, SCR）等技术的原理、特点和工程应用情况进行了介绍；提出了“双尺度低氮燃烧+SCR脱硝+低低温电除尘+单塔双循环脱硫+湿式深度净化”的超低排放技术路线；分析了燃煤烟气污染物超低排放的经济性。
采用EnergyPLAN软件研究了电源结构为火电和风电的能源体系中，水性钠离子电池（aqueous sodium-ion battery，ASIB）在该能源系统中的技术经济性。研究结果表明：随着风储容量比的降低，能源系统的临界过剩发电量（critical excesses electricity production， CEEP）的削减量逐渐增大，而且风电的渗透比例越高，消减的CEEP值越大；随着风储容量比的降低，能源系统的年度CO2排放量和年度燃料成本逐渐减少；权衡年度总成本和CEEP值2个指标，从技术经济方面考虑，风储容量比为2.5：1～2：1时最优。
针对目前智能电网电力终端通信接入网建设中技术经济评价体系不完善的现状，从电力终端通信接入网建设成本、效益和费效比3个方面提出了电力终端通信接入网技术经济性评价指标集，借助目标评估中的层次分析法（analytic hierarchy process, AHP）与熵值分析法，确定了评价指标集中的各指标权重，从而构建了完整的电力终端通信接入网技术经济性评价体系。
