2014年, 第35卷, 第9期　
刊出日期：2014-09-01

  

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理论研究
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  特高压GIS变电站VFTO仿真计算研究

  王磊，陈洁，万磊，林晓静，戴敏

  电力建设. 2014, 35(9): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.001

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  气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear, GIS）中的隔离开关投切空载短母线时会产生陡波前、高幅值的特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage, VFTO），对GIS及其连接的设备产生危害，严重影响设备的安全运行。通过电磁暂态程序（electro-magnetic transient program, EMTP），针对我国“皖电东送”工程某特高压变电站开展了仿真研究，并对影响VFTO的几种因素进行分析。结果表明，母线拓扑结构和残余电荷电压对VFTO影响较大，通过合理设计隔离开关可减小残余电荷电压水平，从而显著降低变电站VFTO水平。
  
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  基于出线的变电站综合负荷建模方法

  黎静华，叶柳

  电力建设. 2014, 35(9): 7-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.002

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  针对目前统计综合法和总体测辨法等负荷建模方法存在数据需求量大，难以反映负荷时变性或辨识速度慢、精度低等缺点，提出了基于出线的变电站综合负荷建模方法。该方法从变电站出线入手，首先建立出线负荷模型，进而对变电站整体建模，得到含静态负荷、动态负荷、配电网及电容补偿的出线-综合负荷模型。仿真算例结果表明，该方法较总体测辨法，辨识速度和精度都有较大的提高，具有一定的可行性及工程实用性。
  
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  基于风剪效应的独立变桨控制对漂浮式风力发电机性能的影响

  谢双义，金鑫

  电力建设. 2014, 35(9): 13-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.003

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  随着风力发电机塔架高度以及叶片尺寸的增大，风剪效应对风力发电机性能的影响越来越显著，为此提出了基于风剪效应的独立变桨控制策略。分析了漂浮式风力发电机支撑结构的动力学模型，结合针对陆上风力发电机提出的基于风剪效应的独立变桨控制策略，并使用线性二次型调节技术（linear quadratic regulator, LQR）分别对3种漂浮式风力发电机的独立变桨控制器进行了设计，在Matlab/Simulink软件中搭建仿真模型并与Fast软件进行联合仿真。仿真结果表明：所采用的独立变桨控制策略对3种形式的风力发电机的功率、纵摇运动影响并不相同。独立变桨控制策略可以明显降低单柱式风力发电机的功率波动，但对张力腿式和驳船式风力发电机来说效果不明显甚至变得更差；而对于漂浮式风力发电机的纵摇运动来说，独立变桨和统一变桨控制策略对单柱式和张力腿式风力发电机的影响差别不明显，而对驳船式风力发电机来说，独立变桨控制策略使其纵摇角度变得更大。
  
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  基于小样本集的网侧风电功率预测方法

  魏国清, 黄良毅, 杨苹，邹澍

  电力建设. 2014, 35(9): 18-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.004

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  风电功率预测多采用统计预测模型，为了达到可接受的预测精度，需要大量的历史数据对模型进行训练，不适用于缺少历史数据的新建风电场，为此提出基于小样本集的网侧风电功率预测方法。基于风电场少量的历史数据，运用支持向量机方法建立了网侧风电功率预测通用模型，并用此通用模型对风电场功率进行初步预测；在通用模型预测的基础上，利用区域内风电场的特征参数对这一网侧通用模型进行辨识和修正，从而得到区域电网网侧风电功率预测结果。实际算例验证了基于小样本集的预测方法的可行性，实际预测精度较好，说明该方法适于历史数据样本较小的风电场的功率预测，能够减少功率预测中统计预测方法对数据的依赖。
  
输配电技术
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  基于导线互感取能的输电线路雷击故障点定位系统

  黄新波，张斌，石杰，陈小雄

  电力建设. 2014, 35(9): 22-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.005

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  研发了基于导线互感取能的输电线路雷击故障点定位系统，实现了输电线路雷击故障点的精确定位。重点介绍了导线互感取能单元的设计、实验验证及特性，该系统采用罗氏线圈作为电流互感器实现对雷电电流信号的捕捉，采用GSM无线网络实现监测终端和监控中心的通信及报警，采用ZigBee无线网络实现三相监测终端间的通讯。试验结果表明该系统可实现输电线路雷击故障点的精确定位。
  
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  复合绝缘子老化状态评估方法研究综述

  黄成才，李永刚

  电力建设. 2014, 35(9): 28-34. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.006

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  分析了目前国内外关于复合绝缘子老化状态评估方法的研究现状，介绍了喷水分级法、静态接触角法、扫描电镜（scanning electron microscope，SEM）法、泄漏电流测量法、粉化观察法、硬度试验法、能谱分析法等7种常用老化评估方法的试验方法及优缺点，重点分析了傅里叶红外光谱分析法、紫外成像法、热刺激电流（thermally stimulated current，TSC）法、核磁共振法等4种新方法的特点与缺陷，并给出了相关试验结果。研究结果表明：现有的复合绝缘子老化状态评估方法各有优缺点及其适用条件，未来硅橡胶材料老化程度评估研究的主要方向或将集中在基于空间电荷测量和电导电流测试方面。
  
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  特高压直流线路复合材料转动横担设计

  孙涛，赵雪灵，高理迎，孙元章

  电力建设. 2014, 35(9): 35-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.007

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  结合目前国内FRP复合材料杆塔的现状，依托灵州—绍兴±800 kV特高压直流输电线路工程，提出FRP复合材料转动横担的受力机理、设计方案，并通过塔线耦合模型进行仿真分析。分析结果表明：FRP复合材料转动横担通过在纵向不平衡张力作用下，发生转动，释放纵向不平衡张力，减小了横担及塔身的受力，可有效减轻塔重和基础混凝土用量，具有良好的经济效益和社会效益。
  
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  城市轨道交通供电系统电能质量限值计算方法

  朱明星，钱辰辰，段晓波，李令冬，胡文平，戎士洋

  电力建设. 2014, 35(9): 39-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.008

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  近年来，由于城市轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点，在国内大中型城市迅速发展，但是城市轨道交通用电属性决定了其为典型的非线性“污染源”负荷。为了保证含城市轨道交通的供配电系统安全稳定运行，需要明确含城市轨道交通电网电能质量限值的计算方法，以利于对其进行电能质量测试与评估。基于这一背景，研究了城市轨道交通接入电网电能质量限值的计算方法，提出了含城市轨道交通负荷的供配电系统电能质量限值计算方法，并对某实际城市轨道交通供配电系统进行了电能质量限值计算，为科学评估含城市轨道交通供配电系统的电能质量提供了评估依据。
  
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  考虑导线换位的特高压同塔双回线路故障精确测距方法

  张健康，林军，粟小华，胡勇

  电力建设. 2014, 35(9): 46-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.009

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  为解决因特高压同塔双回线的导线间距大、导线间的参数不同使基于序分量的故障测距产生较大误差的问题，提出基于同塔双回线故障精确计算的故障精确测距算法。对不同换位段的线路采用特征模量分解方法计算转移矩阵；将故障网络矩阵和各换位段的矩阵相乘得到两端母线至故障点的转移矩阵；用实测数据计算的故障前、后的电压和电流相量计算线路两端的系统阻抗矩阵和等值电源电势；求解方程得到线路两端故障后的电压和电流相量。由计算结果可知：当设定的故障距离和故障电阻网络与实际值相等时，线路两端故障后的电压和电流各相量实测值与计算值的实部和虚部的误差平方和为极小值；提高搜索实际故障距离和故障电阻网路的速度可以减少计算量。
  
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  基于分布式光纤的电力电缆检测数据质量优化技术

  孙世国，黄志敏，叶尚兴，江友华

  电力建设. 2014, 35(9): 53-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.010

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  分布式光纤能够有效实现电力电缆的在线监测，但由于分布式光纤节点部署不均衡、采集频率频繁、感知数据强关联等特点，造成所测电力电缆数据的真实性受损，从而形成漏报、误报，这就对光纤传感监测技术的数据质量和数据管理技术提出了更高的要求。基于此，给出了分布式光纤检测电力电缆健康状态的软硬件平台，并针对电力电缆检测漏报、误报现象，通过提高数据采集质量，采用不确定感知数据的自动检测及修复算法，从而在数据出现异常情况时能够进行有效修正，提高了电力电缆感知数据的质量，降低了光纤检测系统的缺陷发生率，提高了工作效率。最后，通过实验进行了算法验证。
  
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  城市高压配电网接线模式自动识别

  王哲

  电力建设. 2014, 35(9): 59-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.011

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  建立了城市高压配电网的接线模式模型，并基于该模型提出了接线模式自动识别方法。首先，该方法对城市高压配电网接线模式经过概括和抽象，形成了电源、网架、负荷三层体系结构，并建立各自的数学模型。其次，基于网络拓扑分析，形成“电源-网架-负荷”供电关系及“网架-网架”联络关系。最后，分别分析并提取三层体系中的典型特征元素，利用模式识别理论达到接线模式识别的目的。此外，对国内常用典型接线给出了模式识别的特征表达式并建立接线模式特征库；对国内非典型接线通过确认其合理性后添加到特征库中,如不合理则会给出说明。实例表明，本方法可以有效识别高压配电网接线模式，也适用于中压配电网电缆网接线模式识别。
  
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  糯扎渡、溪洛渡高压直流输电工程安全稳定控制系统

  张中庆，颜俊，张立平，马怡晴

  电力建设. 2014, 35(9): 65-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.012

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  为保证糯扎渡、溪洛渡高压直流输电工程投运后南方电网系统的稳定运行，分析了糯扎渡、溪洛渡直流输电系统在交直流并联运行及直流孤岛运行方式下，直流闭锁故障对系统安全稳定特性的影响及稳定问题的解决措施。从切机灵敏度、直流闭锁故障形式、交流断面功率水平、500 kV线路检修方式、直流孤岛运行方式多方面对影响糯扎渡、溪洛渡直流工程安全稳定控制的各种关键因素进行了详细的分析，得到了安全稳定控制系统的控制方案。在此基础上提出了糯扎渡、溪洛渡直流稳控系统的设计方案，包括：控制对象、控制因素、安全稳定控制装置的配置方案、主要功能及装置间交互信息内容。
  
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  一种提高电力系统静态电压稳定裕度的切负荷算法

  傅旭,付翀丽,黄明良

  电力建设. 2014, 35(9): 71-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.013

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  电力系统运行过程中发现静态电压稳定裕度低于临界值时，应及时采取控制措施以提高静态电压稳定裕度。给出一种电力系统静态电压稳定裕度的在线估计和提高静态电压稳定裕度的切负荷算法。该方法首先利用节点静态电压稳定指标（voltage stability index，VSI）识别出系统的薄弱节点,然后通过电压幅值优化来提高薄弱节点的电压幅值进而达到提高静态电压稳定裕度的目的。我国某实际682节点系统的仿真表明所提切负荷方法具有计算量小、速度快等特点。
  
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  智能变电站二次设备就地化防护技术

  牛强,钟加勇，陶永健，姜帅，席亚克，韩湘，张瑞芬

  电力建设. 2014, 35(9): 76-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.014

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  智能变电站二次设备就地化满足“节材、节地、节能”等要求，是当前智能变电站建设的研究热点。为推广应用智能变电站二次设备就地化建设模式，总结了近年来二次设备就地化防护技术现状，分析温度、湿度、电磁干扰对二次设备的干扰机制；针对现有防护技术的不足之处，提出了一种预制舱防护方案，描述了舱内柜体单列和双列配置方法，具有布置紧凑、经济性好、防护效果明显、可厂内预制生产、建设周期短的特点，有效提高了智能变电站建设效率，降低了智能变电站建筑面积、工期、投资等指标。智能变电站二次设备就地化将进一步推进智能变电站“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”，具备推广应用的价值。
  
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  覆冰导线空气动力系数数值分析

  刘振宇

  电力建设. 2014, 35(9): 82-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.015

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  采用ANSYS12中的FLUENT模块模拟覆冰导线周围的空气流场，计算不同分裂导线在全迎风攻角下的升力系数、阻力系数及扭矩系数。首先通过将湖北省中山口三分裂导线的数值计算结果与风洞实验数据进行对比，验证了计算模型的精确度，然后运用该计算模型对部分多分裂导线的气动力参数进行计算分析，得到覆冰厚度、覆冰形状以及来流风速对气动力系数的影响，同时计算分析了导线间距与直径比对尾流的影响，得到的空气动力参数可为导线舞动研究提供载荷支持。
  
发电技术
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  基于混凝土损伤塑性模型的自然通风冷却塔非线性抗震分析

  叶浩，李华锋，黄志龙

  电力建设. 2014, 35(9): 88-92. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.016

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  为了明确人字型支柱对自然通风冷却塔抗震性能的影响，基于混凝土损伤塑性模型运用通用有限元软件ABAQUS建立了三维实体模型，并考虑了构造配筋，进行地震波作用下的时程分析。通过对冷却塔抗震薄弱部位支柱部分节点拉伸损伤因子的输出统计进行分析，研究不同跨间距和不同支柱对数的人字型支柱对冷却塔结构抗震性能的影响。研究表明：对人字型支柱冷却塔，缩小跨间距有利于提高结构的抗震性能；在不考虑风阻等其他因素时，本研究所选塔型适当增多支柱对数有利于提高结构的抗震性能。
  
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  基于最小二乘综合权重优化模型的风电场电能质量评估

  杨梅，周喜超

  电力建设. 2014, 35(9): 93-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.017

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  针对主观或客观赋权方法的局限性，提出基于最小二乘综合权重优化模型用于风电场电能质量的综合评估。构造了基于最小二乘法的综合评价模型以降低评价值的偏差，通过构造拉格朗日函数对条件极值进行求解，实现了层次分析法在主观赋值和客观赋值法的有机统一。甘肃昌马西风电场的仿真实例表明，基于最小二乘综合权重优化模型的风电场母线电能质量评估结果正确合理，从而证明了模型的有效性。
  
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  660 MW超超临界机组快速甩负荷控制策略及试验

  郭萌，何亚刚，顾玉春，俞基安，苏乾

  电力建设. 2014, 35(9): 97-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.018

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  快速甩负荷功能对于维持电网及大型火电厂稳定运行具有重要的意义,布连电厂660 MW超超临界机组快速甩负荷（fast cut back,FCB）试验时，通过合理调整磨煤机跳闸次序及时间间隔，以及合理控制一、二次风和引风，能够维持良好的炉膛负压及锅炉的正常燃烧。探讨了对高、低压旁路的控制方式，以及汽温、汽压、凝汽器及除氧器水位等重要参数的控制策略，结果显示，各主要参数波动幅度小并能够迅速稳定，验证了控制策略的合理性和逻辑功能设计的完善性，为超超临界机组快速甩负荷试验提供经验借鉴。
  
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  基于三角模糊数的风电场建设风险评价模型

  程亮

  电力建设. 2014, 35(9): 103-108. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.019

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  针对风电场建设单位在风电场建设风险评价中偏好使用传统工具且评价效果受主观偏好、信息不全面影响的现状，结合层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）、模糊综合评判（fuzzy synthetic evaluation，FSE）构建了基于三角模糊数的模糊层次风险评价模型。为提高风险评价的准确性，利用FSE扩大信息量、使用两两比较判断矩阵计算风险因素排序权重，并采用三角模糊数刻画人类思维的模糊性。实例应用的结果证明,该模型层次分明、操作简单的特点使其在风电场建设的风险评价实践中具有可行性。
  
电力经济研究
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  基于蒙特卡洛模拟的电网建设工程基本预备费测算

  侯学良，杨颖蓉，李越

  电力建设. 2014, 35(9): 109-113. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.020

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  现行的电网建设工程基本预备费的测算主要依据固定费率，而基本预备费是预留来应对不可预见费用的，具有不确定性，仅仅依靠固定费率计取，不能很好地反映实际情况。为此，运用Minitab对影响电网建设工程基本预备费测算的各种因素（变更因素、自然灾害因素、额外建场费因素）的实际分布状况进行拟合分析，根据因素之间的相互关系建立测算模型，并结合实际案例通过Matlab进行蒙特卡洛模拟。模拟结果表明，与现行的测算方法相比，该方法能够很好地反映基本预备费的实际变动情况，可为造价人员合理控制工程造价提供参考。
  
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  基于FTA的电力工程基本预备费影响因素重要度分析

  李越，杨颖蓉，侯学良

  电力建设. 2014, 35(9): 114-117. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.021

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  为了能够找出基本预备费各影响因素自身在导致其费用发生方面的重要程度，运用故障树分析法（fault tree analysis， FTA），在构造出影响因素故障树模型的基础上，对设计变更、自然灾害、建设场地变更三大影响因素的相关发生概率进行了调查统计，推导出各影响因素的敏感程度和重要程度。其结果表明，该方法得出了导致电力工程基本预备费发生的三大主要影响因素在其中所处的地位和优先级，为在电力工程的实际建设过程中提高基本预备费的使用效率提供了理论参考依据。
  
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  基于切比雪夫不等式的输变电工程造价合理区间的计算方法

  张戈力，温卫宁，李培栋，任妍，卢玉，商桑

  电力建设. 2014, 35(9): 118-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.022

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  输变电工程造价管理是电力工程建设管理的重要内容，为了在输变电工程建设决策、工程评审中提供一种定量的分析依据，定义包含期间内80%样本工程的区间为造价合理区间。提出了一种基于切比雪夫不等式的区间计算方法，该方法运用的箱线图优化了原始数据，提高了计算可信程度；然后依据切比雪夫不等式确定了寻优迭代计算的初值，利用一维寻优计算的进退法计算得到造价合理区间。计算结果具有一定的数学基础，可为电网工程标准化建设提供可靠的分析依据。
  
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  我国电网工程造价管理模式的发展与完善

  卢艳超，温卫宁，郑燕

  电力建设. 2014, 35(9): 123-127. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2014.09.023

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  研究我国电网工程造价管理模式的发展历程，完善现有的造价管理模式是实现工程造价的可控、在控的技术支撑，是对电网工程造价管理理论和方法的探索。首先结合我国投资体制改革，以时间为主线分析造价管理模式的发展历程；然后分别从计价体系、管理流程和组织结构3个层面分析我国电网工程造价管理模式的现状及存在的问题；在此基础上通过对国外先进造价管理经验的归纳总结，对进一步完善我国未来造价管理模式提出建议。