期刊,高电压技术 2024年卷11期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

高电压技术

中国电力科学研究院　中国电机工程学会

主办单位：中国电力科学研究院　中国电机工程学会

主　　编：杨迎建

出版周期：月刊

国际刊号：1003-6520

电子邮箱：hve@sgepri.sgcc.com.cn

电　　话：027-59835528

邮政编码：430074

地　　址：湖北省武汉市珞瑜路143号武汉高压研究所

高电压技术/Journal High Voltage EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>本刊为国内外唯一集中、全面地反映当前高电压技术领域科技信息的专业技术刊物，国内外公开发行，是国务院学位办审定的中文重要期刊、中文核心期刊，EI page one和《科技文献通报》收录期刊。本刊根据电力生产、建设、科研、教学需要提供导向性、实用性信息及技术措施，推广实用技术的成果，为我国科技发展、领导决策、促进生产发挥接口、载体和桥梁作用。本刊报道内容包括高压设备、输电线路、系统暂态、测试工程、电磁、城网供电、电力电子等及生态环保生物医疗等边缘、交叉学科。既有基础理论研究也有工程实践应用。本刊读者对象为电力系统生产、建设、运行、管理部门及相关产业科研、设计、制造单位的领导、科技人员、大专院校师生及其他相关工程技术人员。

正式出版

收录年代

高渗透率新能源发电并网变流器跟网/构网型稳定控制技术综述与展望

李明常永康毛永涛刘恩俊...

4773-4788页

查看更多>>摘要：随着以光伏和风电为代表的新能源渗透率不断提升,电网的特性愈发复杂,传统单一模式跟网型和构网型变流器无法完全满足电网的需求.因此,一方面,高渗透率条件下,局部电网的阻抗波动更加显著,电网表现出强弱交替变化的特点,现有并网变流器稳定控制应用存在局限性,如何将两种控制模式结合,使得变流器能够兼顾经济性和稳定性是研究热点;另一方面,现有并网变流器控制难以适应复杂电网特性的非线性变化.高渗透率条件下,受到新能源间歇性、电网故障导致设备/支路切除等因素的影响,电网结构/参数呈现非线性变化.为此,探索非线性控制在跟、构网变流器中的应用,使得变流器在复杂电网状况下能够具有更强的稳定性.综上,该文在构网型和跟网型单一控制的基础上,综述了几类结合跟、构网两种模式优点的控制方式,涉及单机双模式切换控制、单机双模式融合控制以及多机场站混合模式控制.然后,进一步阐述如何改进现有并网变流器控制,使其能够适应复杂电网特性的非线性变化.最后,对未来变流器控制技术进行了展望.

关键词：

高渗透率新能源并网电网阻抗非线性控制构网型控制跟网型控制

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不平衡电网下Y源双级矩阵变换器的无源滑模控制策略

程启明王海伦沈治超王为涛...

4789-4801页

查看更多>>摘要：针对双级矩阵变换器电压传输比低的缺点,在直流部分嵌入 Y 源网络,组建了 Y 源双级矩阵变换器(Y-source two-stage matrix converter,YSTSMC),其具有电压增益大、无源元件少、开关损耗低等特点.当电网电压产生不平衡工况时,系统会出现较大的波动进而影响功率因数和电能质量,降低了系统运行的可靠性.为了完善不平衡电网电压下YSTSMC变换器的输入控制,对YSTSMC变换器的输入功率控制进行了研究,传统PI控制器存在参数调节比较困难、控制精度不高、超调量较大和抗干扰能力不强等问题,为此提出了不平衡电网电压下基于无源滑模控制(passivity based control-sliding mode control,PBC-SMC)的YSTSMC控制系统,并证明其稳定性.仿真和实验的结果表明,基于无源和滑模理论基础的PBC-SMC控制策略可以使系统的响应速度和电能质量得到提高.

关键词：

Y源双级矩阵变换器电网不平衡无源控制滑模控制PI控制

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基于势能界面的带锁相环变流器暂态同步稳定裕度评估

鲍颜红吴峰任先成张金龙...

4802-4811页

查看更多>>摘要：接入弱电网带锁相环变流器的暂态同步稳定问题是新能源高占比电力系统主要的稳定问题之一.该文在大扰动下锁相控制变流器动态过程分析基础上,基于锁相环加减速过程中虚拟动能和势能的相互转化,提出了一种锁相控制变流器暂态同步稳定裕度的评估方法.通过延拓虚拟功角轨迹局部逼近锁相环动态系统的稳定域边界,以边界出口点处的临界势能近似局部临界暂态能量,通过计算故障恢复后锁相环能量和临界势能界面的距离定义其稳定裕度.所提方法可以有效评估锁相控制变流器暂态同步稳定裕度,相比已有方法评估结果更逼近真实的稳定域边界,满足电力系统变流器驱动稳定性的量化分析需求,在 MATLAB/Simulink 中搭建仿真模型计算验证结论的正确性.

关键词：

锁相环同步电压源型变流器暂态同步稳定势能轨迹延拓稳定裕度

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计及不确定性因素影响的变电站220kV侧检修规划

张侃君王婷周虎兵黎恒烜...

4812-4825,中插1页

查看更多>>摘要：随着高比例可再生能源并网,电源侧的功率波动不断增强,变电站220 kV侧检修期间电网运行面临更多的不确定性风险,对检修规划方案的鲁棒性提出更高要求.但目前还没有成熟的方法能够辅助制定适应于多种不确定性因素耦合的输电环境下的变电站220 kV侧检修规划方案.为此,首先以输电网规划理论为基础,结合工程实践经验,以经济性成本与检修期间系统的可靠性运行能力为优化目标,综合考虑检修工程约束条件以及电网潮流安全条件,构建了变电站220 kV侧检修确定性模型.进一步地,以概率驱动自适应鲁棒优化理论为基础,将可再生能源出力与设备随机故障等不确定性因素嵌入至上述确定性模型中,进而得到了计及不确定性因素影响的变电站220 kV侧检修规划模型,并基于benders分解与线性规划理论对模型进行优化,以提高模型的求解效率.通过对改进IEEE-RTS79算例及实际工程案例进行检修规划分析,验证了模型的有效性.

关键词：

变电站220kV侧检修输电网规划不确定性因素鲁棒优化benders

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基于有限状态机的新型配电网多流融合仿真引擎

刘科研李昭贾东梨叶学顺...

4826-4836,中插2-中插3页

查看更多>>摘要：新型配电网具有多源化、数字化、信息化、柔性化及互动化的特点,其所涉及的信息系统和物理系统紧密耦合、复杂多变,对常规配电系统的规划、运行仿真分析提出了挑战.为解决上述问题,针对配电网能量流、信息流、业务流和控制流的融合特性,提出一种基于有限状态机的新型配电网多流融合仿真引擎,构建了基于实时快速仿真的融合仿真架构,设计了物理层、上位机、实时仿真层之间的状态互动控制方案,以及各层内部的状态控制转换策略,并以新型配电网故障重构应用场景为例,接入融合仿真引擎,优选最佳故障重构路径,并与传统优化模型进行了对比.算例仿真结果表明:所设计的方案能够有效结合新型配电网控制系统,通过通信和控制实现新型配电系统的故障定位与优化重构,为新型配电网的数模混合仿真、业务场景复现与优化运行提供技术支撑.

关键词：

新型配电网配电信息物理系统有限状态机多流融合仿真配电网故障重构

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复杂多端柔直配电网短路故障全过程全网特征量计算方法

戴志辉李涵伟李毅然

4837-4849,中插4-中插5页

查看更多>>摘要：多端柔直配电网短路阻尼小、惯性低,系统中存在大量电力电子器件使得故障发展呈强非线性、阶段性特征,传统短路计算方法关注"点"和"线"的故障特征,难以顾及"网"级特性.为此,着眼短路故障从电容放电到交流侧馈流发展的全过程,系统引入直流故障口理论,首先利用阻抗的高频特性将故障网络合理化简,再经拉普拉斯反变换后得到电容放电阶段的故障电流时域近似解,并通过故障口阻抗求得全网特征量;在交流稳态馈流阶段,建立了换流器端口转移矩阵,经换相重叠修正后消去网络中的混联节点,进而得到适用于多端柔直配电网的稳态短路计算方法.最后,基于PSCAD/EMTDC平台搭建仿真模型,验证了不同故障位置及过渡电阻下所提短路计算方法的准确性.

关键词：

多端柔直配电网短路计算故障口高频等效换相重叠

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混合级联十一电平逆变器功率与开关损耗双均衡倍频调制方法

李国华李应东邬泽华

4850-4863页

查看更多>>摘要：混合级联多电平逆变器可以利用较少的开关器件实现较高电平输出,进而得到了广泛应用;但实现高低压单元间功率均衡难度更大.直流侧采用电池组模块进行供电时,功率达不到均衡会使得各H桥单元对应的电池组模块处于不同的放电特性,增大了故障概率和维修难度且增加了后期的维修成本.针对此问题,提出2种1:1:1:2混合级联十一电平逆变器功率和开关损耗双均衡倍频调制方法.首先,2 种方法分别对 3 个低压单元采用三角载波、重构载波进行移相,从而实现在全调制度范围内将逆变器的等效开关频率由fc提高至6fc/12fc;使得低压单元各开关器件开关次数均围绕在 60 次/174 次左右上下浮动,实现了低压单元内开关损耗均衡;使得调制度M=0.9/0.6/0.3时低压单元输出功率均围绕在657.5 W/293.5 W/73.5 W上下浮动,实现低压单元间的功率均衡,其次对高压单元采用阶梯波低频调制,随调制度的变化对导通角进行动态调整,使得高压单元各开关器件开关次数均为1次,实现了高低压单元内开关损耗均衡;使得调制度M=0.9/0.6/0.3时高压单元与低压单元输出功率均围绕在1317 W/657.5 W、586 W/293.5 W、146.5 W/73.5 W上下浮动,实现了高低压单元间功率均衡,之后对比分析2种方法各自的优缺点及其适用场合.最后,通过实验验证该方法的正确性和可行性,并给出了直流电压比为1:1:1:...:x的混合级联H桥逆变器双均衡的普适方法.

关键词：

逆变器倍频调制重构载波等效开关频率开关损耗均衡高低压单元间功率均衡

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基于潮流引导神经网络的配电网贝叶斯状态估计

梁栋刘啸宇曾林孙智卿...

4864-4874页

查看更多>>摘要：针对量测不足条件下配电网状态估计方法精度较低的问题,提出了基于潮流引导神经网络的配电网贝叶斯状态估计方法.首先,基于各节点的历史数据学习注入有功、无功功率的 2维高斯混合概率分布,据此进行蒙特卡洛抽样和潮流计算,以获取用于神经网络训练的丰富样本;其次,以最小化状态估计误差和潮流方程失配量为目标,建立了基于潮流引导神经网络的配电网贝叶斯状态估计模型,通过在损失函数中融入潮流物理损失惩罚项,获取满足电网运行约束的一致解;再次,采用 BOHB(贝叶斯优化+Hyperband)方法对神经网络超参数进行优化,并提出了基于迁移学习的拓扑变化和分接头调整条件下的自适应方法;最后,实际数据和三相平衡/不平衡配电网的测试结果表明,所提方法较基于伪量测的状态估计方法和无潮流引导的贝叶斯估计方法估计精度更高,且在拓扑变化和分接头调整时具有较好的自适应性能.

关键词：

潮流引导神经网络贝叶斯状态估计配电网迁移学习

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基于值函数近似的发电商报价与市场出清双层优化算法

陈荃郇嘉嘉郑淇源张丹宏...

4875-4885,中插6页

查看更多>>摘要：针对碳交易和绿证交易机制下发电商策略报价与市场出清问题,提出了一种基于值函数近似的双层优化算法.首先,以发电商利润最大为目标,综合考虑报价约束、潮流约束与碳配额约束,建立了发电商策略报价和市场出清的双层优化模型.其次,提出基于响应面的值函数近似技术,可以在不引入整数变量的情况下将双层模型转换为单层模型,实现快速求解.再次,从紧支光滑权函数的角度对所提基于响应面的值函数近似技术进行改进,通过赋予采样点不同的权重因子,解决非光滑值函数难以准确近似的问题,提高计算精度.最后,通过算例分析验证了所提算法的有效性.仿真结果表明,相较于传统的双层优化算法,所提方法的求解效率提升了3倍以上,且不损失计算精度,为电-碳-证耦合下的发电商报价与市场出清提供一种有效工具.

关键词：

双层模型值函数近似响应面方法绿证交易电力市场

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基于k值调制三电平Boost PFC变换器的变占空比控制

马兰明燕妮吕霄曹晓琦...

4886-4901页

查看更多>>摘要：随着国家大力发展城市轨道交通,不间断电源(uninterruptible power supply,UPS)系统作为关键供电装置,具有重要的研究意义和价值.为了满足相关电能质量法规的要求,集成功率因数校正(power factor correction,PFC)输入级是保证轨道交通基础设施设备供电的UPS系统的重要要求.三电平Boost PFC在采用传统载波调制时,在一定的输入电压范围内输入电流始终为零,导致变换器功率因数校正效果较差.因此,提出一种基于k值调制的变占空比控制的方法,不仅可以解决高输入电压下传统载波调制存在的问题,且可进一步抑制输入电流的畸变从而提高输入电流波形质量.首先介绍了这种k值调制方法,分析了其原理以及k值对变换器功率因数和电感电流有效值的影响.在此基础上,结合电压平衡策略对k值进行优化,解决直流侧输出电容电压上下不均衡问题.最后,针对高输入电压下输入电流仍然严重畸变的问题,提出一种基于k值调制的可变占空比控制方法,分析了变占空比控制对变换器功率因数、输出功率、电压纹波以及电感电流峰值的影响.最后通过仿真和搭建小功率实验平台,验证了所提控制方法的正确性和有效性.

关键词：

三电平BoostPFC变换器断续导通模式k值调制变占空比控制输入电流畸变电能质量

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