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南方电网技术
南方电网科学研究所有限责任公司
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饶宏

双月刊

1674-0629

nfdwjs@csg.cn；nfdwjs@yeah.net

020-38120860 38120823 38120841

510080

广州市越秀区东风东路水均岗6号粤电大厦西塔18楼

南方电网技术/Journal Southern Power System TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
正式出版
收录年代

    基于谐波状态空间理论的12脉动换流站阻抗建模

    王顺亮谢洋赵远马俊鹏...
    1-9页
    查看更多>>摘要：为分析谐波对电网换相型换流器高压直流输电系统(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)稳定性的影响,亟需建立一个考虑谐波耦合效应的LCC-HVDC精确模型.基于谐波状态空间(harmonic state space,HSS)理论,考虑频率耦合效应和控制系统建立了12脉动LCC的阻抗模型,所建交直流谐波阻抗模型能在更宽的频带与扫频结果吻合.最后通过PSCAD电磁暂态仿真结果与HSS阻抗模型计算结果对比,验证了所提出的LCC-HSS阻抗模型的正确性.LCC-HSS阻抗建模方法提高了对LCC换流站进行数学建模的精确性,且可以适应多种模式下LCC换流站阻抗建模,为LCC系统稳定性分析及参数优化提供了较为精确的模型.

    谐波状态空间高压直流输电小信号模型谐波阻抗

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    MMC子模块开关器件开路故障诊断策略

    刘宗沛吕世轩郑丽君刘琛...
    10-19页
    查看更多>>摘要：模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)内部开关器件发生开路故障时,会导致输出电流畸变,相间环流增大,严重危害设备的安全稳定运行.准确判断开关器件开路故障发生的子模块是MMC系统稳定运行的关键,分析了IGBT和续流二极管发生开路故障时的故障特征,提出了一种基于电容电压增量比值判断的IGBT开路故障诊断方法,准确判断发生IGBT开路故障的子模块;利用二极管发生开路故障时桥臂电流和开关函数的关系,提出了基于周期性故障特征累计分析的续流二极管开路故障诊断方法,准确判断发生二极管开路故障的子模块,并设计了冗余控制方案.基于RTDS仿真平台搭建了MMC整流级模型,所提出的故障诊断策略能准确判断故障器件与故障子模块,解决了开关器件开路故障难以诊断的问题.

    模块化多电平换流器故障诊断IGBT开路二极管开路冗余

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    聚丙烯电缆及模塑接头绝缘层性能对比分析

    展云鹏刘唱徐曼侯帅...
    20-28页
    查看更多>>摘要：聚丙烯(polypropylene,PP)具有工作温度高、绝缘性能优良和可回收再利用的优点,已成为热塑性电缆绝缘材料研发的热点.模塑接头采用与电缆本体相同的材料作为接头绝缘,不仅可以解决预制式接头可活动界面的问题,还有助于实现整个PP电缆线路体系的绿色可回收性.首先完成了10 kV PP电缆模塑接头的制作,并对PP电缆及模塑接头绝缘切片的晶体结构、电气性能和力学性能进行了研究.结果表明:与电缆绝缘切片试样相比,PP模塑接头绝缘切片试样的结晶度较高、微晶尺寸较大、熔融温度较高;电气性能上,其体积电阻率较高、介质损耗角正切值较小、工频击穿场强较高;力学性能上,其断裂伸长率较小、弹性模量较大.这可能是由于电缆与模塑接头工艺不同所致,电缆采用水冷方式进行冷却,PP在快速降温过程中形成小尺寸球晶,而模塑接头在室温下自然冷却,PP分子链充分折叠排列形成大尺寸晶体.晶体结构的不同导致了电缆绝缘与模塑接头绝缘电气性能和力学性能的差异,但二者之间仍具有较好的一致性,验证了模塑接头应用于PP电缆的可行性,并为高压PP电缆和模塑接头的进一步研发提供参考.

    聚丙烯电缆模塑接头晶体结构电气性能

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    复杂土壤条件高压直流接地极与埋地油气管道防护距离研究

    胡上茂吴泳聪刘刚屈路...
    29-35页
    查看更多>>摘要：为保障埋地管道附近人员的安全,对高压直流接地极对埋地管道的电流干扰及人身安全距离进行了研究.首先,利用CDEGS仿真软件建立了埋地管道受高压直流接地极的干扰模型,筛选了影响安全距离的主要因素;其次,研究了埋地管道在不同均匀土壤和多层复杂土壤的安全距离;最后,建立了均匀土壤与复杂土壤的安全距离折算关系,提出了采用最大管地电位并利用系数修正得到复杂土壤安全距离的方法.研究结果表明,土壤电阻率对安全距离的影响最大;若均匀土壤的安全距离小于8 km,修正系数采用0.85,可以得到复杂土壤的安全距离;若均匀土壤安全距离为8～12 km,修正系数与安全距离符合幂函数的关系;若均匀土壤安全距离大于12 km,建议修正系数取0.53.所提方法可供高压直流接地极及管线设计提供参考,并且可为未来拟建高压直流接地极选址提供借鉴.

    高压直流接地极埋地管道土壤电阻率安全距离均匀土壤复杂土壤

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    考虑源荷储不确定性的新型电力系统随机生产模拟方法

    刘俊磊刘新苗娄源媛邢月...
    36-42页
    查看更多>>摘要：新型电力系统可再生能源占比不断增加,给电力系统的安全稳定带来新的挑战,对新能源出力不确定性进行随机生产模拟对电力系统的规划和运行具有指导意义.首先,对新能源出力和负荷预测的不确定性进行建模.然后通过主成分聚类分析方法对新能源出力和负荷数据的时序性相关性进行处理,并结合等效变量函数法进行随机生产模拟;最后,通过某省实际电力系统算例进行了验证,证明了所提出的理论方法的正确性,可为新型电力系统随机生产模拟提供新的思路和方法.

    可再生能源不确定模型聚类分析随机生产模拟

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    基于CPU-FPGA混合步长实时仿真的资源优化方法

    杨玉杰郝正航陈卓
    43-50页
    查看更多>>摘要：随着大量的高频电力电子设备接入电网系统,基于CPU实时仿真器由于串行计算的原因难以实现更小步长的仿真计算,采用基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)与CPU混合步长仿真逐步成为研究热点.然而在含有大量分布式电源的电力系统中,FPGA的资源消耗成为了仿真规模的限制因素.针对这一问题,提出了一种适用于CPU-FPGA联合实时仿真的资源优化方案,搭建了电力系统暂态联合实时仿真平台.以双馈风电系统为例,将整个系统划分为CPU部分与FPGA部分,两部分之间以千兆以太网进行异步通信,在FPGA部分内使用优化后的仿真流程以此降低对硬件资源的占用率.最后,通过实时仿真结果与Simulink离线仿真和传统仿真模型进行比较,证明采取该方式能在保证仿真精度的前提下有效减少对FPGA资源的消耗.

    混合步长仿真FPGA资源优化双馈风电系统Simulink离线仿真

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    基于网格型数值天气预报的风电集群日前功率预测方法

    邓韦斯车建峰汪明清鲁聪...
    51-57,78页
    查看更多>>摘要：风电集群日前功率预测是省级及以上电网调控中心制定发电计划、促进风电消纳的重要基础之一.风电日前功率预测(次日0时至24时)本质上是构建数值天气预报与实际功率之间的映射模型.充分挖掘数值天气预报气象信息与功率之间的深层映射关系是提升风电功率预测精度的重要途径.利用网格型的数值天气预报并采用残差网络建立风电集群预测模型,挖掘风电集群所属空间三维网格型的气象分布与功率的关联关系.以实际运行数据进行仿真,结果显示所提方法在先进性和适应性两个方面均优于现有成熟方法.

    网格型数值天气预报离散型数值天气预报风电集群日前功率预测

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    基于多维波形差异度聚类分析的配电网故障区段定位方法

    罗晗菁曾祥君喻锟李志...
    58-68,97页
    查看更多>>摘要：谐振接地系统运行环境繁杂,单相接地故障发生状态多变,基于单一特征量的传统配电网故障区段定位方法存在各自的定位判别盲区,方法可靠性和适用性难以保障.针对上述问题提出了一种无需整定的基于多维波形差异度聚类分析的配电网故障区段定位方法.依据故障点上下游各检测点零序电流暂态及稳态分量的波形差异性特征,通过离散Fréchet距离算法量化相邻检测点间的暂态及稳态波形差异度,并采用模糊C均值算法(fuzzy C-means,FCM)综合多特征信息以区分正常区段与故障区段,有效消除了单一特征定位盲区,实现故障区段自适应准确定位.PSCAD/EMTDC仿真结果以及10 kV真型实验结果表明所提方法不仅保证了在不同故障工况下的定位可靠性和适用性,还具有耐高阻能力强、抗噪性高等优点.

    谐振接地系统故障定位零序电流离散Fréchet距离模糊C均值算法(FCM)聚类

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    风电富集地区电网动态等值建模

    杨文佳胡永浩朱林武志刚...
    69-78页
    查看更多>>摘要：为了满足大规模风电并网下对地区电网进行详细仿真的需求,提出了一种适用于风电并网的地区电网等值方法.与聚焦于主网的传统动态等值不同,风电富集地区电网等值不仅要考察风电在地区电网中密集接入的特点,圈定各个风电场站影响范围,而且还要在边界节点上综合考虑外网的源、荷特性约束.所提方法可在保持稳态、暂态特性一致的前提下对外网进行大规模化简,实现地区电网的等值建模.首先,突破在风电场站接入点仅以短路比等电气强度指标来等效电网的传统方案,提出以节点残压来界定待研究区域与待等值外部区域;其次,考虑地区电网的拓扑约束对地区电网进行进一步化简;再次,考虑在边界节点上以等值同步发电机与复合负荷的组合形式构建外部系统的等值模型;最后,利用所提方法对实际风电富集地区电网进行了验证.仿真结果表明了所提等值方法的有效性.

    风电资源动态等值地区电网残压拓扑约束

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    基于多核CPU的风光新能源场站全拓扑实时仿真建模方法

    黄立滨郭临洪郭天宇赵艳军...
    79-88页
    查看更多>>摘要：风光新能源场站在构建新型电力系统中占据重要地位,其电磁暂态实时仿真愈发受到关注.由于新能源场站网络解算十分复杂,串行逻辑冗长,难以在目前开发较为成熟的多核CPU仿真机上实时仿真.因此提出了一种基于多核CPU的风光新能源场站全拓扑实时仿真建模方法.该方法基于电网络等效原理,建立发电单元四端子等效模型,依据该模型的仿真流程设计适用于多核CPU的并行仿真架构,实现新能源场站的实时仿真.所建场站模型利用内部电压的计算可保留高精度的全拓扑信息,同时通过降阶有效降低网络解算资源占用,缩短串行逻辑.经仿真测试,相较于RTDS模型,该方法所建模型在保证精度误差小于4%的同时可实时仿真的场站规模扩大3倍,有效降低实时仿真硬件成本.

    风光新能源实时仿真电磁暂态仿真模型

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