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期刊信息/Journal information
华北电力大学学报(自然科学版)
华北电力大学学报(自然科学版)

阎维平

双月刊

1007-2691

journal@ncepu.edu.cn

0312-7522435

071003

北京市德胜门外朱辛庄北农路2号

华北电力大学学报(自然科学版)/Journal Journal of North China Electric Power University北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由华北电力大学主办的自然科学学术性期刊，国内外公开发行，季初月出版。本刊以马列主义、毛泽东思想和邓小平理论为指导，以促进科学技术发展、培育科技人才和为社会主义现代化建设服务为宗旨，主要报道有关火力发电、供电及管理方面的最新研究成果，介绍国内外电力科技发展动态，内容包括：发电厂设备的运行与控制、电力系统自动化、继电保护、节能技术等。本刊立足本学校，面向全社会，作者和读者群体由与上述专业有关的教学、科研、生产等领域的从业人员组成。对国家、省（部）级自然科学基金资助项目、重点攻关项目的论文优先刊登。
正式出版
收录年代

    含循环换电负荷及充电站的微电网多目标优化调度

    颜湘武卢俊达贾焦心齐兵保...
    1-10页
    查看更多>>摘要：电动换电重卡由于具有充电功率高、周期性强的循环换电负荷特性,一旦短时大量接入微电网中,将带来经济性和安全性的挑战.首先讨论电动汽车充电、循环换电负荷的不同特性,建立含循环换电负荷及充电站的微电网模型;提出一种综合考虑微电网经济性及联络线功率波动性的多目标调度优化方法;采用线性加权方法将多目标问题转化为单目标问题;最后利用CPLEX工具对仿真算例进行求解,仿真算例表明,所提优化方案可有效求解综合考虑不同权重下微电网净利润、联络线交换功率及换电站内电池最优调度问题,能在尽可能减小微电网与上级电网交换功率波动性的同时,使得微电网获得最大净利润.

    循环换电负荷电动汽车充电站微电网多目标优化调度混合整数规划CPLEX

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    特高压混合三端直流输电系统定功率MMC交流故障穿越策略

    陆书豪潘恒毅贾秀芳许建中...
    11-20页
    查看更多>>摘要：送端采用电网换相换流器(LCC),受端采用模块化多电平换流器(MMC)的特高压混合直流输电系统是直流输电技术重要的发展方向之一.在该系统中,各换流站每极均由高、低两个阀组直流侧串联而成.当其受端MMC发生网侧故障时,现有穿越策略或将引起定有功功率MMC阀间均压环节失效,从而导致子模块电容过压的问题.针对该现象,首先梳理了系统在故障工况下面临的主要问题和矛盾;接着,重点针对阀间均压环节失效的内部机理进行了研究,并提出了一种基于有功功率限幅值的站间协调穿越策略,此外,为使其能够较好地适用于不对称故障,采用了一种零序电压注入的方法,以平衡不对称故障下相单元间的桥臂电流直流分量;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了相关模型,通过仿真对比,验证了本文策略能够兼顾不同受端站的桥臂过流和子模块过压风险,实现交流故障的可靠穿越,并尽可能地提升了故障期间的功率传输能力.

    特高压混合直流输电系统稳态均压环节交流故障协调穿越零序电压注入功率限幅值

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    基于多目标双层规划的分布式电源选址定容

    杨扬王彤
    21-30页
    查看更多>>摘要：针对高比例分布式电源(distributed generators,DGs)并网位置与容量大小优化问题,提出一种解决多DGs选址定容问题的多目标双层优化模型.该模型中上层模型结合损耗灵敏度和电压稳定指数挑选并网位置,下层模型获得并网位置后以有功损耗、电压偏移指数、电压稳定指数为优化目标函数调整DGs容量.其次,由于下层模型中含有非凸的DistFlow潮流方程,通过二阶锥凸松弛技术将下层模型转化为混合整数二阶锥规划模型,并运用多权重法将多目标优化模型转化为易于处理的单目标优化模型.最后在PG&E69节点系统中测试,结果表明,DGs在最佳位置接入特定容量,可显著降低配电网有功损耗,改善电压分布、提高电网电压稳定性.与现有文献中优化算法对比分析,验证了所提模型的有效性,此外,还分析了测试系统接入DGs的最佳数目和渗透水平.

    配电网分布式电源多目标优化选址定容混合整数二阶锥规划

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    计及工况预测误差的主动配电网日前无功优化调度策略

    张旭刘伯文王怡
    31-40页
    查看更多>>摘要：为解决工况预测误差较大时,日前无功优化调度方案优化效果不佳的问题,提出了计及工况预测误差的主动配电网日前无功优化调度策略.首先,使用轻量级梯度提升机算法建立日前工况功率预测模型;其次,考虑大规模高比例分布式电源接入主动配电网,以调度时段内所有时间断面的多目标加权累加和为目标函数建立日前无功优化调度模型;最后,设计了一种变寻优粒子空间的改进引力搜索算法对日前无功优化调度模型进行求解,该算法根据历史工况预测误差评价指标调整寻优粒子空间各维度的上下限矩阵,从而抑制了当无功区域内工况预测误差较大时可控设备调度异常的缺陷.最后采用拓展的IEEE 33节点系统算例进行有效性验证.

    主动配电网日前无功优化调度工况预测分布式电源轻量级梯度提升机改进引力搜索算法

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    基于组合赋权与灰云模型的综合能源系统需求响应效益评价

    盛四清张佳欣李然
    41-52页
    查看更多>>摘要：考虑到当前综合能源系统研究缺乏完善的需求响应量化评估方案,难以在优化运行层面综合评估需求响应效益这一问题,提出了一种基于改进AHP群决策—CRITIC组合赋权与灰云模型的综合能源系统需求响应效益评价方法.首先,从综合能效性、社会经济性和需求侧互动性三个维度构建了需求响应效益评价指标体系.其次,采用一致性和权重拟合性更优的指数标度法构造判断矩阵,降低赋值误差,并通过AHP群决策法确定主观权重,从而削弱主观极值偏差对权重的影响;在由CRITIC法确定客观权重后,基于最小欧氏距离建立组合权重模型,并通过非线性规划求取最优组合权重;针对评价等级信息的模糊性与隶属等级的随机性,采用正态灰云白化权模型确定指标分类等级与场景评分.最后,以北方某综合能源系统为例,根据用户参与需求响应方式设置了 4种运行场景,分析了不同需求响应对系统运行的影响与作用,算例结果表明所提指标体系与评价方法科学有效.

    综合能源系统需求侧响应综合评价AHP群决策法CRITIC法最小欧式距离正态灰云白化权模型

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    含P2G和复合储能的高速公路服务区综合能源系统日前优化调度

    王宁玲窦潇潇李承周杨超云...
    53-61,69页
    查看更多>>摘要：为了提高高速公路服务区综合能源系统可再生能源消纳能力、降低经济成本,本文面向高速公路服务区中电、气、冷、热等多态能源,基于能源枢纽矩阵建模方法,建立能源供给侧、能量转换侧和负荷需求侧各模块的能量转换与供需耦合特性模型;在充分消纳可再生能源的情况下,以系统运行总成本最小为目标函数,建立系统优化调度模型;针对同一负荷不同运行场景下的调度结果表明,所提模型能最大程度使用风光发电,降低系统总运行成本;供给侧引入电气耦合与负荷侧引入复合储能的调度结果表明,所提模型能达到系统运行费用最优,同时可实现系统周期内运行费用的"削峰填谷".

    公路服务区能源枢纽优化调度P2G复合储能可再生能源消纳

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    基于KL散度距离处理风电不确定性的负荷恢复分布鲁棒优化

    刘艳王建涛周皖晨顾雪平...
    62-69页
    查看更多>>摘要：在构建以新能源为主体的新型电力系统的背景下,在恢复控制过程中积极利用新能源并充分应对其对运行安全带来的潜在风险对于减小停电损失具有重要意义.首先,为了表征风电出力的不确定性,采用KL散度(Kullback-Leibler)距离作为筛选极端风电出力场景的控制条件,并据此构建模糊集作为风电出力典型场景.在满足相关运行安全约束的前提下,建立了以最大化加权负荷恢复量为优化目标的分布鲁棒优化模型以制定计及风电的负荷恢复方案.经松弛处理和对偶转换所得到的混合整数二阶锥模型可调用商业求解器求解.以接入规模风电场的IEEE 10机39母线系统为例进行仿真,结果表明:相比于传统的鲁棒优化方法,该方法降低了优化结果的保守性,有助于加快负荷恢复,减小停电损失.

    大停电负荷恢复风电不确定性KL散度距离分布鲁棒优化

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    风电—光伏—光热发电系统联合优化运行研究

    孙科赵书强李志伟
    70-79,89页
    查看更多>>摘要："风光热储"是近几年多种新能源互补发电的新模式,以有效解决用电高峰期和低谷期存在的电力输出不平衡问题,并提高能源利用率,实现清洁发展.为此研究了光热电站的运行机理和工作模式.建立了风电—光伏—光热发电系统联合优化运行模型,以高优先级优化匹配调度曲线的程度,以低优先级优化联合系统的可再生能源消纳能力.为提高风力发电、光伏发电并网的可靠性,采用预测误差描述二者出力存在的不确定性,并采用样本均值近似法对其进行了确定化处理.然后对优化模型中的非线性因素进行了线性化处理,最后调用Cplex求解器得出联合系统最佳调度方案.结果表明,光热电站可以调节联合发电系统的上网功率,使其尽可能满足调度曲线的需求;另外,采用样本均值近似法处理不确定变量,并且将优化模型线性化后,可以更加快速地求出最优解.

    光热电站联合发电系统优化运行目标规划不确定性转化

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    附带STATCOM的HVDC系统改进参考电压控制法

    张博航王涛顾雪平
    80-89页
    查看更多>>摘要：在弱交流系统下对于附带有STATCOM的电网换相换流器高压直流输电(Line Commutated Converter based High Voltage Direct Current,LCC-HVDC)系统,存在着 LCC 逆变站与 STATCOM 之间耦合导致 LCC-HVDC系统的稳定裕度下降问题,这会减弱LCC-HVDC抑制换相失败的能力.此外,HVDC控制环节之中的电压指令电流控制(voltage dependent current order limiter,VDCOL)环节的输出电流指令大幅剧烈波动还有几率会导致HVDC系统在首次换相失败之后发生后续换相失败.针对上述问题提出了一种"改进参考电压"的思想,对STATCOM和VDCOL的参考电压与输入电压分别进行修正.首先在STATCOM原本的参考电压经过一个"虚拟电抗"之后得到一个新的参考电压,通过这个改进参考电压弱化了 STATCOM电压外环控制模块与LCC逆变站的耦合,减小了交流系统等效阻抗的大小,提升了系统对干扰的抵抗能力.然后对VDCOL的输入电压进行改进,新的改进输入电压改善了故障后VDCOL输出电流指令的大幅剧烈波动情况.最后通过三个层次的对照试验,验证了所提方法的有效性.

    LCC-HVDC系统静止同步补偿器改进参考电压电压指令电流控制换相失败

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    向微网供电的级联换流器均压控制策略

    徐晓宇蔡梦路赵成勇宣佳卓...
    90-100,122页
    查看更多>>摘要：直流侧串联交流侧并联的级联换流器拓扑目前是中低压小容量场景下输电系统换流器的较优选择,针对级联换流器直流侧电容均压问题,以级联换流器的数学模型为基础,提出了一种可以向全/高比例新能源微电网供电的具备均压功能的级联换流器控制策略,包括均压定电压/频率控制和均压优化下垂控制,并根据混合势函数理论分析了所提控制策略的大信号稳定性,给出了控制器的参数设计要求.相比传统均压策略,提出的策略不仅能参与系统的频率控制/调节,均压优化下垂策略还能免去模块间的数据通信.仿真结果表明,所提策略能在稳态和各种故障工况下实现均压功能,实现了对全/高比例新能源微网的频率调节,保证系统频率不超出安全阈值.

    级联换流器均压下垂控制调频混合势函数

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