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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基于±800 kV特高压换流站设备可靠性和经济性的综合考虑，提出一种新的避雷器配置方案，该方案提出在换流站直流侧配置M2避雷器，让其与V3避雷器串联代替交流侧A2避雷器泄放能量。采用平波电抗器分别配置在极线和400 kV直流母线上的方式，同时去掉了CB1B避雷器和E1H高能量避雷器。通过对比典型的±800 kV特高压换流站避雷器配置方案和该经济配置方案，论述了经济配置方案优化经济性的原因，并根据避雷器直流参考电压的选择原则给出了一个参数选择方案。该文所介绍的避雷器配置方案和所选用的避雷器参数对±800 kV特高压DC输电工程具有一定的指导作用。
单机容量达到百万kW的直接空冷火电机组空冷岛具有庞大的体积和更多的空冷单元，环境风导致的系统性能空间分布不均匀性更为明显。空冷岛的结构与布局优化，为百万kW空冷机组应对环境风不利影响提供了可行的技术途径。针对2×1 000 MW直接空冷机组，建立物理数学模型，考虑环境自然风和空冷单元轴流风机输运空气流的耦合作用，采用数值模拟方法，获得空气侧流场和温度场的三维分布。特别针对实际运行中最为不利的锅炉后来风，在不同风速，以及空冷岛和主厂房不同距离条件下，从机理上解释空冷岛冷却通风流量和换热性能的变化规律。结果表明：随着环境风速增加，空冷岛的换热能力降低；距离增大，随风速增加换热性能恶化的趋势更为显著；环境风速大于6 m/s时，距离越大，热风回流率越高；相比于其他更大距离的布置方式，距离15 m布置方式流动换热性能更好；环境风速较大的情况下，紧密的空冷电站建筑布局，更有利于抵御大风的不利影响。
储能系统具有快速吸收或释放电能的优点，能有效弥补可再生电源波动的缺点，被广泛用作旋转备用。该文建立了考虑储能系统的发电商最优供给双层优化模型，其中上层考虑的是柴油机组的利益，下层考虑的是能源服务提供商的利益。针对下层优化模型具有不光滑的特性，采用光滑化函数进行处理。为了求解模型，通过KKT条件（Karush-Kuhn-Tucker）将双层优化转化成一个单层优化问题，并采用非线性互补松弛条件把非线性约束转换为线性约束。最后，通过数值实验证明了该模型和算法的有效性。
提出了一致性主动控制的方法对分布式储能装置进行优化控制，每一控制目标只需和邻近目标交互局部信息，在没有全局性信息的场景下实现全局最优一致性控制。一致性主动控制方法使系统中储能装置处于相同的放电比例状态，以满足实际应用的要求。该方法通过对一个Leader节点的监控，结合局部储能装置间主动的信息通信实现最终一致性的目标。基于IEEE3和IEEE32系统的算例结果验证了配电网分布式储能系统一致性主动控制算法的可行性和有效性。
在“风光储”并网系统中，需要考虑间歇性新能源的不确定性对电力系统的影响，基于此，构建了计及风电、光伏发电系统出力不确定性和负荷随机性的常规电源和储能装置随机优化日前调度模型。模型考虑了储能装置充放电限制的约束条件，在假设风速服从Weibull分布，光照服从Beta分布的条件下，推导出“风光储”并网系统等效负荷的平均方差表达式，并以此为目标函数建立储能装置随机优化调度模型，衡量平抑常规机组波动的能力。应用双链量子遗传算法进行求解，最后以IEEE30节点系统为例验证了所提出模型的可行性和有效性。
针对传统变压器故障诊断方法的不足，介绍了多种智能诊断方法在基于油中溶解气体分析（dissolved gas-in-oil analysis， DGA）的变压器故障诊断中的应用，包括人工神经网络、模糊理论、专家系统、灰关联分析及其他智能方法。通过对这些智能诊断方法的分析，得出其优缺点及需要改进的方案，为研究人员选择最优油浸式电力变压器故障诊断方法提供参考。最后对基于DGA的变压器故障智能诊断方法进行了展望，并分析了未来的发展方向。
西南山区大部分为具覆盖层下伏基岩场地，并且地势陡峻。在其输电线路工程中，场地在地震作用下的稳定性对上部杆塔结构的安全影响较为明显。目前对于不同场地条件对地震动的影响有一定的研究，但针对西南山区陡坡地形，特别是具基岩场地中基岩强度对场地地震效应的研究还较少。以西南山区某典型输电线路场地为研究对象，采用FLAC3D数值分析软件，运用时程分析方法，分析场地地震峰值加速度放大系数、场地永久位移随覆盖层厚度和基岩强度的变化特征，探讨西南山区不同场地地基条件的地震效应。研究表明：随着覆盖层厚度的增加，场地峰值加速度放大系数逐渐减小、永久位移逐渐增大；随着基岩强度的增大，场地水平峰值加速度放大系数逐渐减小，竖向峰值加速度放大系数逐渐增大、永久位移逐渐减小。
随着电力系统通信自动化技术的发展，各种信息采集系统得到广泛应用，这为分析电网故障的时空特性提供了有利条件。以H省电网500 kV输电网为例，探讨了5年间500 kV输电线路故障在较长时间段上的行为特性。首先在输电线路故障时间序列层面上，统计分析输电线路故障发生的时间（单位：天）与同一时间点故障累计频次和累计概率之间的相互关系，采用Kolmogorov-Smirnov（K-S）法检验其分布的正态性，并根据R/S时序分析法计算出H省电网500 kV输电网5年间输电线路故障基于时序的Hurst指数，从而判断其在时间序列上具有长程相关性。然后，在空间层面上，统计分析5年期间H省电网每条500 kV输电线路故障次数与其发生频次和累计概率的关系，得出输电线路故障在空间上符合幂律分布特征。研究电网故障的时空分布特性为电网的风险管理和风险预测提供了辅助决策的依据。
IEEE对中波频段输电线路无源干扰谐振机理及其影响因子进行了较为深入的研究，但相关结论无法解释短波频段无源干扰仍存在的谐振现象。为得到短波频段输电线路无源干扰谐振的决定性影响因子，考虑各种可能对干扰造成影响的因素，如线路档距、铁塔数量、导线、地线等单一宏观结构，研究输电线路与天线组成的电磁开放系统中场域的无源干扰水平。引入灰色系统理论及相关性分析，计算各种影响因子对干扰变化的灵敏度，得到各种宏观结构与干扰的关联程度。分析结果表明，线路档距是短波频段无源干扰谐振的决定性影响因子，线路设计阶段可采取调整档距的方法规避干扰极值频点。
针对由6回高压直流输电及特高压直流输电组成的超大规模多馈入直流输电系统共同接入的电网——华东电网，首先分析了12脉动换流器向电网注入谐波的工作机理以及电网谐振发生的原因。采用PSASP程序对上海电网所有500 kV及部分220 kV变电站进行谐振扫描，扫描类型包括正常运行及可能导致电网谐振的故障工况。结果表明：正常运行时，一些变电站存在低次频率的串联及并联谐振频率；而在故障工况下，某些变电站的谐振特性将发生很大改变，将新增针对第8次、11次及13次的并联谐振频率，因此可能与交流系统第7次背景谐波以及12脉动换流器的第11次及13次特征谐波产生谐波放大甚至谐振，从而产生谐振过电压及过电流。最后提出了抑制谐振的措施。
针对实际中时序性负荷模型难以直接运用于无功优化的问题，提出基于枢轴量法的负荷建模新方法。由于配电网中多随机参数是并行的，提出基于贝叶斯公式时空解耦的配电网系统场景划分策略，建立多随机参数下的配电网多目标无功优化场景概率模型。最后运用改进的IEEE33标准节点测试系统验证上述模型的有效性，结果证明了此文方法是高效和灵活的。
随着电网规模的不断扩大，短路电流超标问题已成为制约电网负荷增长和电网发展的突出因素之一。传统的限流措施已经很难满足现代电力系统发展的需要，随着超导材料的快速发展，超导限流器这种利用新兴超导技术而研制出的快速有效的限流装置应运而生。由于饱和铁心型超导限流器拥有突出的优越性能，其被广泛应用于输电线路及配电系统中。考虑到饱和铁心型超导限流器的实际结构，提出了一种新式等效磁路法，进而可以精确、有效地分析限流器的暂态特性。等效磁路法的提出对饱和铁心型超导限流器的理论分析及实际应用都有重要的意义。
提出了一种针对超、特高压交流输电线路绝缘子的检测机器人研发方案，所研制的机器人具有高效的行走和检测方式，其体积小巧、轻便易用、可检测绝缘子串零值。检修人员只需配合机器人检测程序操作，将机器人放置在需要检修的绝缘子上即可。机器人会自动逐片移动检测，每越过一片绝缘子，立即触发智能绝缘子检测单元，完成阻值检测。软件仿真与硬件测试表明，该绝缘子检测机器人能够实现智能化安全检测，对保证电力系统的安全稳定运行具有重要的社会效益和经济效益。
针对特高压变电站主设备GIS、变压器和电抗器的使用材料、工艺结构和加工特点，提出利用衍射时差（time of flight diffraction，TOFD）超声检测法，对主设备进行焊缝缺陷检测。首先从设备的材料、母材的厚度等方面深入分析TOFD超声检测法的适应性及检测参数选择原则，并对不同厚度的铝板、钢板进行试验验证。结果表明，TOFD法检验厚度为6 mm左右和10 mm及以上的合金铝、碳钢等材料的焊缝时，采用高频率探头，能够清晰而准确地判断缺陷大小、性质、自身高度。
针对单一仿真软件无法同时考虑复杂电力系统中传统元件、新型元件、复杂控制系统的问题，提出Matlab/SimPowerSystems与电力系统分析综合程序（power system analysis software package， PSASP）联合仿真接口的实现方法。采用多端口等值电路研究软件模型的连接问题，通过PSASP的用户程序接口（user program interface， UPI），调用Matlab引擎API函数实现2个仿真程序的联合仿真；通过控制交互仿真过程，在Matlab/SimPowerSystems中以更精细的步长进行仿真，实现两者以混合步长进行仿真。最后通过搭建光伏并网算例，验证联合仿真接口的可行性与正确性，为电力系统新型元件和控制装置接入大系统后的暂态稳定计算提供了新的方法。
分布式电源系统在电动汽车、工业控制、通讯等行业得到大量应用。级联是分布式电源系统中各变换器的一种典型连接方式，由于变换器之间的交互影响，可能导致级联变换器系统出现稳定性问题。目前的研究主要集中于电压-电压型级联变换器系统的稳定性分析、阻抗测试及设计方面。该文的目的在于系统地研究各种类型级联变换器系统的小信号模型，在此基础上得出各自的稳定性判据。首先建立了电压源型及电流源型变换器的二端口小信号模型。然后根据级联变换器系统中源变换器及负载变换器的类型，将级联变换器系统分为电压-电压型、电压-电流型、电流-电压型以及电流-电流型这4类，分别建立了它们的小信号模型，并得出了相应的稳定性判据。最后以电压-电压型级联变换器系统为例，通过将仿真及理论计算结果进行对比分析，验证了所建立的小信号模型的正确性。
在分析微电网中相关电源发电技术的基础上，建立以发电成本、污染物排放费用、甩负荷补偿费用和微电网网损补偿费用最小的多目标数学优化模型，应用超效率数据包分析评价方法，将多目标优化转换为单目标规划问题。鉴于传统蝙蝠群体易聚集于局部极值，导致早熟，将混沌序列以及自适应调整策略融入到蝙蝠优化算法，提出一种改进型多目标蝙蝠优化算法，为克服算法本身对缺乏变异机制的缺陷，利用混沌理论以及动态自适应调整机制的特性，对蝙蝠算法参数进行调整。最后通过算例验证所提算法具有良好的实用性和适应性，同时也验证了所提模型的实际意义。
为了降低循环流化床（circulating fluidized bed，CFB）锅炉的SO2排放以符合日益严格的排放标准，针对在CFB锅炉炉内石灰石脱硫与石灰石-石膏湿法烟气脱硫（flue gas desulfurization，FGD）装置的两级脱硫系统，依托某台已配置两级脱硫系统的300 MW CFB发电机组的设备投资、运行成本等数据，分析了SO2排放限值、原煤含硫量、机组负荷、年有效运行时间和脱硫设备初投资对CFB-FGD两级强化脱硫系统经济性的影响，得出炉内外合理的脱硫份额方案。
基于海上风电场输电系统模型和海底电缆参数，分析了海上风电场无功补偿配置方法和海缆损耗的计算方法，建立了海上风电场输电系统简化模型，计算了不同规模、不同传输距离海上风电场采用两端补偿和陆上单端补偿两种方案时输出海缆导体损耗，得到了海缆导体损耗-风电场出力曲线。在风电场低出力水平及长距离传输时，两端补偿损耗更低，而在风电场高出力水平或短距离传输时，单端补偿损耗稍低一些。
针对近年来冬季雾霾引发的电力系统污闪事故日渐频繁严重的问题，利用1973年至2012年地面气象观测数据，从冬季采暖耗能排污的角度，结合Mann-Kendall法分析了气候变暖背景下石家庄市冬季采暖日与采暖度日的长时间尺度演化规律，并推算出更加灵活的供暖时限，以期降低由供暖式雾霾引起的污闪事故发生的频率。结果表明，受长时间尺度上气候变化所致冬季增温效应影响，石家庄市采暖日和采暖度日整体呈下降趋势，采暖耗能排污减少，有利于减轻雾霾现象。由于传统上石家庄市统一采用固定120 d时限的供暖制度，而用5日滑动平均法计算石家庄市实际采暖日数和采暖度日数均少于固定时限下的采暖日和采暖度日，因此，对石家庄市而言，如若取消一直沿用的固定采暖初、终日，根据天气条件试行灵活供暖，可能明显降低冬季采暖耗能排污，有助于消解供暖式雾霾，减轻雾霾天气给电力设备带来的不利影响。
为保障葛洲坝水电站机组的安全稳定运行，提高水量利用率和增加发电效益，计划对葛洲坝水电站19台125 MW机组（大江水电站14台、二江水电站5台）进行更新改造增容。以2015年湖北电网丰大运行方式为背景，采用BPA电力系统分析程序，搭建湖北电网网架结构模型，对葛洲坝水电站增容改造后的电网进行潮流稳定计算，并对相关机电参数进行了校核。仿真计算结果表明，葛洲坝水电站增容改造后，不影响近区500 kV网架送出和220 kV电网供电，不存在系统稳定问题，相关机电参数选择合理，满足系统运行要求。
本文在Bass模型原理的基础上，建立了关于政府投资、成本对超临界机组和超超临界机组的扩散影响模型，同时考虑了超临界机组和超超临界机组的竞争。研究发现：（1）超临界机组和超超临界机组的成本，对其扩散影响较小，而政府投资对超临界机组和超超临界机组的扩散影响较大；（2）在1.5倍和2倍于当前投资情景下，不同政府投资影响率下（Q值不同），超临界机组的最大市场装机容量分别为494.59，558.39，622.20 GW和434，518，602 GW，而超超临界机组的分别为905.42，841.61，777.81 GW和966，882，798 GW；(3)超临界机组和超超临界机组都将在2025年左右完成扩散过程。
中低压配电网是电力系统的重要组成部分，其损耗占整个电网损耗的50%左右，为此引入效益分享型合同能源管理机制，建立了配网节能低碳优化模型，采取了更换高效变压器、增加10 kV线路无功补偿、更换配网线路导线等低碳优化措施。结合某地区配电网运行现状实例计算，证明了基于合同能源管理的配电网低碳优化模式能有效地降低配电网损耗，提高电能质量和可靠性，且具有很好的节能效益，适于大范围的推广。
