中国电力

杨珺，张闯，黄旭，孙秋野

2015, 48(6): 1-7. DOI: 10.11930.2015.6.1

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发展智能电网是能源可持续发展的重要支撑，而以分散式发电的方式利用可再生能源发电是智能电网的一大特点。从经济、技术和环境等因素出发，将人工鱼群算法和猫群算法相结合，提出了一种新型的优化方法——猫鼠种群算法。研究了分散式风力发电的优化配置问题，包括选择分散式风力发电机的位置和确定风力发电机的容量。猫鼠种群算法同鱼群算法一样，具有参数不敏感性，解决了优化算法参数较多带来的困扰。最后本文以IEEE14节点系统为例，验证了算法的有效性和优越性。

风光互补发电系统的可靠性分析

张世翔，丁倩

2015, 48(6): 8-13. DOI: 10.11930.2015.6.8

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为了分析风光互补发电系统的可靠性，基于RTS标准测试系统，建立了风电场模型和太阳能光伏发电系统模型，分析了风光互补发电系统的可靠性和影响可靠性的因素,分析结果显示,在风能和光伏发电互补作用下，系统的可靠性指标相对于仅接入风电时会有所上,在风光互补发电系统中加入电池储能系统可以提高风力发电系统的可靠性。

风力机独立桨距角鲁棒自适应跟踪控制

崔双喜，王维庆

2015, 48(6): 14-19. DOI: 10.11930.2015.6.14

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针对风力机非线性电动桨叶系统，分析了桨叶承受的力矩和空气动力造成的不平衡载荷。根据动量矩定理，建立了具有时变不确定项的桨叶动力学模型。设计了风力机独立桨距角鲁棒自适应跟踪控制器，给出了控制器自适应参数的自适应更新率算法。利用李雅普诺夫稳定性理论，证明了桨叶控制系统的稳定性。采用Matlab/Simulink软件建立风力机桨叶动力学模型，仿真验证了控制策略的有效性和可行性。结果表明，在勿需知道桨叶系统时变不确定参数和不平衡载荷的情况下，所设计的控制器能够快速实现独立桨距角跟踪控制，控制器对复杂非线性桨叶模型表现出良好鲁棒控制效果。

利用大用户直接消纳风电的利益均衡优化模型

张晨，陈坤，谭忠富，董安有

2015, 48(6): 20-25. DOI: 10.11930.2015.6.20

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中国风电存在严重弃风问题，风力资源的地理分布与电力负载之间并不匹配。大用户在电力负荷中占有较大比例，可通过调整大用户生产计划来实现风电的消纳。首先以风电消纳发电量最大为目标建立调度优化模型，分析了大用户与风电联合调度下，风电场和大用户在合作和不合作情况下的盈利情况。由于大用户风电联合调度，导致大用户在夜间作业降低了生产效率，增加生产成本，为鼓励大用户参与风电消纳的积极性，建立了以风电与大用户的效益最大化为目标的调度模型，根据大用户的经济损失进行经济补偿。

大规模风电集中接入的电力系统储能容量配置策略

韩勇，郑翔宇，彭生江，李臻，沈渭程，梁才

2015, 48(6): 26-31. DOI: 10.11930.2015.6.26

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风电集中并网给电力系统安全稳定运行带来新的挑战，配置储能则是改善电力系统静态和动态稳定性的有效手段。分析了储能在解决风电并网问题中的作用，基于液流电池建立了储能装置的机电暂态模型；以电力系统安全稳定为目标，应用数字仿真方法计算了风电集中接入的电力系统对储能的容量需求，提出了配置策略；针对中国典型风电接入电力系统，以保证电力系统静态和动态稳定性为目标，求取了该系统对储能容量的需求，并通过仿真计算验证了配置策略的正确性。

一种基于公共直流母线的链式储能系统

金一丁

2015, 48(6): 32-38. DOI: 10.11930.2015.6.32

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随着城市电网中分布式储能系统容量的增大，储能系统接入的电压等级也在升高，基于城市配电网对电能质量的要求，电网接入系统的谐波必须控制在较低水平，这就限制了器件的最低开关频率，使得大容量储能系统的效率难以提高。常规多电平变流器技术可以在降低器件开关频率的同时达到更高的输出波形质量，符合大容量变流器的发展趋势，但其中工频变压器的设计、体积与噪音等都限制了多电平拓扑的发展。结合多电平链式拓扑与高频变压器技术，设计了一种基于公共直流母线的多电平储能系统，并通过仿真与实验验证了这种拓扑结构的可行性，有望在未来作为一种可选的储能系统接入方案。

基于差分进化算法的阴影影响下光伏阵列MPPT控制研究

林祺蓉，王俏俏，林祺蔚，林琳，董晨晖，刘红霞

2015, 48(6): 39-44. DOI: 10.11930.2015.6.39

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当光伏模块受到阴影影响时，其功率-电压（P-V）特性曲线有多个峰值点，传统最大功率跟踪控制（MPPT）算法，如扰动观察法（P&O），由于采用局部搜索范围，无法准确跟踪全局最大功率点（GMPP）。提出一种基于差分进化（DE）最优算法的全局最大功率点跟踪方法，同时修正了算法的变异方向，使得所有变异算子总能收敛到最优，有助于算法快速收敛。采用Matlab/Simulink对所述算法进行了仿真分析，并与传统扰动观察法进行了对比，本文所述MPPT方法具有更高的效率和功率输出。

风电场风能资源储量和技术开发量估算方法

刘志远，彭秀芳，冯莉黎

2015, 48(6): 45-50. DOI: 10.11930.2015.6.45

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风电场规划前期，需要进行风能资源评估，得到实际风电场区域内的风能资源储量和技术开发量。提出了一种比较实用的关于风电场风能资源储量计算的技术路线，对江苏省某风电场工程进行了预装轮毂高度处风能资源储量和技术开发量的估算，并与实际布置风机后风电场年发理论电量继续对比，该风电场风能资源储量约为2.53万kW，技术可开发量约为1.98万kW，验证了该方法的适用性和准确性。

基于改进遗传算法含OLTC风电系统电压控制

李生虎，王艳艳，雷庆坤，钱壮

2015, 48(6): 51-57. DOI: 10.11930.2015.6.51

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为了克服风电波动使电压难以控制的问题，建立了以电压安全、网损和电压比调节裕度为目标的多有载调压变压器（on-load tap changer，OLTC）协调优化模型，以便带负荷切换电压比，使调压更灵活有效；结合风速Weibull分布和风电机组出力特性，将风电机组有功出力划分为若干区间，采用区间均值参与多OLTC协调优化，以确定电压比调节方案，并估计电压安全的概率；为改善遗传算法的全局收敛性，采用整数编码，综合概率生存和最优保留策略选择子代种群，并依据随机配位数组和变量约束内的随机数组对子代个体进行交叉变异，以用于风电系统中电压比优化调节方案计算。算例表明：合理选择目标权重和划分风电波动区间，电压比优化调节方案能确保较高的电压安全概率；改进遗传算法可有效地降低普通遗传算法就近取整的控制误差；电压安全目标的权重越小，风电出力划分的区间数越少，越不利于系统电压安全；风电机组有功出力越低的区间组合，目标函数值越小，系统电压越安全。该方法用于含风电的电力系统，可提高电压比优化调节方案电压控制的精度及电压安全的概率。

基于模糊控制的广域阻尼控制器设计

孙琳，李天然，钱俊杰，蔡玮，吴华仁

2015, 48(6): 58-62. DOI: 10.11930.2015.6.58

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针对互联电力系统低频振荡问题，提出了一种用广域反馈信号作为附加稳定信号的励磁控制器的设计方法。广域信号传输存在的通信时滞用模糊控制方法进行补偿。描述了确定模糊推理规则的方法，首先分析模糊逻辑控制器的输入量和理想输出量，根据输入量和输出量之间的关系确定模糊论域、隶属度函数和模糊推理规则，从而建立模糊逻辑控制器。用Matlab/Simulink软件对4机2区域系统进行仿真，测试模糊广域阻尼控制器性能。仿真结果表明，所设计的控制器能补偿通信过程中存在的较大时滞，增加互联电力系统阻尼。仿真结果验证了模糊控制具有较好的鲁棒性和适应性。

基于图论的含分布式电源配电网故障恢复算法

冯杰，陈骏宇，陈明军，王晶

2015, 48(6): 63-71. DOI: 10.11930.2015.6.63

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含分布式电源配电网的故障恢复策略对于配电网的安全性至关重要。针对含分布式电源和联络开关的配电网络，提出了基于图论的故障恢复算法。在充分考虑负荷恢复总量、开关次数和网络损耗的基础上，建立了含分布式电源的配电网故障恢复模型，以及配网故障恢复下的目标函数；设计了基于图论理论的不可行解修正和调整机制，即通过网络状态生成、网络区域划分、网络结构修正、负荷校验4个步骤，实现对不可行解的修正；利用量子离散粒子群算法其优越的优化特性，实现目标函数的最优；通过算例分析，验证了图论算法在智能优化算法中对不可行解修正的优越性和基于图论算法应用于配电网故障恢复问题上的有效性。

500 kV升压站雷电反击侵入波过电压的影响因素研究

王建南，蒋昆，骆仁意

2015, 48(6): 72-79. DOI: 10.11930.2015.6.72

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为了合理选择变电站雷电侵入波过电压的防护措施，基于正交设计试验方法及ATP-EMTP仿真计算，以某500 kV变电站为例，研究了反击侵入波过电压各主要影响因素的影响程度（用显著性水平F值来衡量）及部分影响因素的敏感水平区间。计算结果表明，系统运行方式、1号至0号杆塔距离、TV（电容式电压互感器）装设情况、避雷器至设备距离、雷击点位置以及杆塔冲击接地电阻的显著性水平F值之比为5.56∶ 2.13∶1.00∶4.64∶24.58∶7.58；将杆塔冲击接地电阻由10 Ω降至5 Ω，控制1号至0号杆塔距离为200 m左右，加强进线段0~900 m的防雷击保护，可显著降低反击侵入波过电压水平。

变电站设备热力带电除冰技术研究

胡霁，邵瑰玮，蔡焕青，付晶，文志科，万丽芬

2015, 48(6): 80-85. DOI: 10.11930.2015.6.80

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通过对各种防冰害技术进行综合比较分析，提出一种变电站设备除冰的适用技术，即热力带电除冰技术。针对包括热风除冰法、热水除冰法、辐射加热除冰法在内的3种热力除冰方法，建立工程计算模型。从理论上分析各种方法的除冰效率和能耗，并将理论计算结果与试验结果进行比较分析，同时对现场带电作业的安全性进行了理论分析和试验验证，得出的相关结论可为热力带电除冰技术的实际应用提供技术指导。

扩径导线结构稳定性评估体系

万建成，司佳钧，刘龙，刘臻

2015, 48(6): 86-93. DOI: 10.11930.2015.6.86

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在满足输电容量和线路工程要求的前提下，使用扩径导线能够节省导体材料，进而减少铁塔载荷和结构重量。提出了4种JL（Ｘ）K/G1A-530（630）/45扩径导线的设计方案；针对4种扩径导线开展了扩径导线结构稳定性仿真分析、扩径导线结构稳定性展放验证、扩径导线与放线设备适配性及扩径导线的压接研究。根据研究结果，推荐圆线疏绞型扩径导线用于浙福线1 000 kV特高压交流同塔双回线路工程，给出了关于张力设备、放线滑车、卡线器、旋转连接器等施工设备的指导意见，并提出了评估扩径导线结构稳定性的方法。

电动汽车共享式家用充电设施的优化运行研究

李敏，苏小林，阎晓霞，张艳娟

2015, 48(6): 94-101. DOI: 10.11930.2015.6.94

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充电设施的合理化选择对电动汽车的普及与发展有着重要影响。针对中国现阶段电动车发展情况，提出了家用纯电动乘用车的能源补给方式宜采用共享式家用充电设施，并采用层次分析法对家用充电设施、共享式家用充电设施、直流快充设施、换电设施4种充换电设施的技术经济关键性指标进行了比较分析，结果表明，采用共享式家用充电设施有助于提高充电设施的经济性和有效性。通过对影响经济性关键因素的分析，提出了共享式家用充电设施的最优发展策略及建议。

对企业标准OPGW光缆热稳定参数的分析

迟兴和，孙鹏，魏烈强，翟彬，石能森，陈斌

2015, 48(6): 102-106. DOI: 10.11930.2015.6.102

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在OPGW光缆工程设计中，短路电流热容量是一个重要参数，相同组成结构的OPGW光缆，企业标准和国网物料库中的推荐值差异较大。依据规程规定，对短路电流热容量的计算方法和参数取值进行了全面的比较、分析、研究。针对铝包钢组成结构的光缆，合理选择钢、铝导电率计算参数，利用铝包钢导线综合比热法，对光缆短路电流热容量的计算方法进行简化。结果表明，企业标准推荐的短路电流热容量值明显偏少，对企业标准和国网物料库中的推荐值，可用简化计算法验算、修正。

基于离网型风电的海水淡化系统优化设计

李超，周喆，李利平

2015, 48(6): 107-112. DOI: 10.11930.2015.6.107

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离网型风电海水淡化系统是一种利用可再生能源解决沿海地区水资源短缺问题的重要方式。为了促进其科学发展，提出了一种离网型风电反渗透海水淡化系统的优化设计方法。该方法以风电海水淡化系统总收益最高为目标函数，在满足风机、蓄电池、反渗透海水淡化装置的运行约束下对系统的设计和运行参数进行优化，从而得到系统经济收益最高时的风电海水淡化系统各装置的最优规模。优化结果显示，该方法得出的结果显著优于其他方案，该方法对风电海水淡化系统设计具有指导作用。

特高压工程用145 kV电容器组试验回路建设

成俊奇，王昊晴，李玉春，李向阳，李庆余

2015, 48(6): 113-117. DOI: 10.11930.2015.6.113

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为满足特高压工程所使用的高电气寿命电容器组开关关键技术研究要求，新研发的开关需要通过相关的型式试验。对145 kV无功补偿电容器组开关电寿命试验回路的试验方法、参数计算、试验设备及试验结果分析进行了详细介绍，通过试验回路的应用，试验结果中的各个参数均达到相关标准要求，为保障特高压输电线路用高压开关的安全运行提供了技术参考。

基于IED的微网关联区域保护研究

唐波，李昱，彭友仙，曹红英，陈彬

2015, 48(6): 118-123. DOI: 10.11930.2015.6.118

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为克服微网中保护整定困难、选择性不足等带来的问题，提出了基于智能电子设备的微网关联区域保护的方法。根据微网的5种区域划分思想，提出了区域属性的概念，并采用IED将微网5种区域划分得更为明确，制定了各种区域对应的故障判定原理及方法，利用分布式决策保护策略，确定了微网关联区域保护方案及IED保护流程，并通过PSCAD/EMTDC仿真结果验证了本保护的有效性。

广西远景年多回直流落点相互影响分析

王巍，康义，李悝，陈前

2015, 48(6): 124-127. DOI: 10.11930.2015.6.124

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广西壮族自治区能源资源缺乏，远期的电力缺口将主要考虑以直流的方式接受外区水电予以补充，而多直流并列运行将对电网的安全稳定运行造成一定影响。从分析广西电网远期电源建设空间入手，结合远景广西省内电源建设规划、外区受电规划以及分区电力流等情况，对广西电网接受直流的落点、远景规模以及相互影响进行了研究，并对多直流落点可能带来的电网安全稳定风险进行初步分析，初步判断广西远期具备接受多回直流落点的能力，但对各落点的接入方式还需进一步研究，研究结论可供电力规划参考。

冷却塔排烟风洞模拟

马进，姜益善，沈凡卉，田文鑫，徐祎，

2015, 48(6): 128-132. DOI: 10.11930.2015.6.128

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将烟囱放入冷却塔内（烟塔合一）的电厂逐渐增多，因此有必要对其进行风洞模拟，以更好掌握塔内流场及相关情况。按照相似理论，给出了塔内烟气扩散过程主要关系式；通过风洞实验，模拟了烟塔合一塔内流场和烟气浓度，研究了不同环境风速下百叶窗全开、上下游百叶窗分别关闭对塔内流场的影响，给出了塔内烟气流场的形态及烟气中心漂移方向及漂移量，指出塔壁附近烟气浓度比烟道壁附近浓度低许多；研究了穿透风的发生条件和范围，模拟了一些抑制穿透风措施的效果；将北方某电厂流场实测结果与类似电厂风洞模拟结果进行简单比较，所得结果非常接近。研究结果表明，所给出的烟气在塔内扩散公式近似成立。

大型汽轮发电机结构振动故障的分析及治理

何国安，师军

2015, 48(6): 133-128. DOI: 10.11930.2015.6.133

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对大型汽轮发电机在现场屡屡出现的结构振动故障进行了振动特征分析，并结合发电机的结构及安装特点，指出故障原因是发电机的支撑刚度下降所引发的结构共振。据此提出，现场可通过调整地脚螺栓的紧力、在定子上压重物、定子的安装调整、现场动平衡等措施，来消除或减缓发电机的结构振动故障。同时给出了相应的工程实例，说明该类振动故障的处理方法。

富氧燃烧电站锅炉运行监控分析

黄勇理，刘杰，柳朝晖，郑楚光

2015, 48(6): 139-143. DOI: 10.11930.2015.6.139

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为了验证富氧燃烧技术的可行性、运行的安全性、装备的可用性以及系统的可靠性，采用特征对比、定性分析的方法，对传统空气燃烧系统、国内已有富氧燃烧示范项目工程系统的组成和结构特点以及实际运行过程经验进行分析，提出富氧燃烧系统区别于空气燃烧的主要技术特点和运行监控要求。

海水淡化喷嘴分布特性的实验研究

刘秋生，杨庆卫，李会雄，郝陈玉，冯永昌

2015, 48(6): 144-150. DOI: 10.11930.2015.6.144

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为验证国产喷嘴性能，对低温多效海水淡化用进口M5型工程喷嘴和一种国产研制型蓝色喷嘴做了单喷嘴的喷淋布液分布实验，对比分析了这2种喷嘴的全周向喷淋布液分布特性以及喷淋流量和盐水浓度对其布液分布的影响。实验结果表明：研制型蓝色喷嘴与M5型喷嘴的喷淋布液分布规律基本一致；单喷嘴喷淋布液规律并不随流量的增大而发生大的变化；盐水浓度对喷嘴的喷淋布液分布规律影响不大。实验证明国产喷嘴性能良好，满足工程应用要求。

国产1 000 MW火电机组FCB功能设计与实现

黄卫剑，湛志刚，万文军，尹武昌，杨铁强

2015, 48(6): 151-155. DOI: 10.11930.2015.6.151

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针对电力系统运行的需求，论述了实现火电机组FCB功能的必要性，并指出了火电机组实现FCB功能的关键技术与实现基础。以某台建设期未设计FCB功能的1 000 MW火电机组为例，通过对实际系统配置情况的分析，提出了实现机组FCB功能的系统改造与控制逻辑设计方案和循序渐进开展FCB功能试验的步骤，给出了100%负荷FCB功能试验结果。试验结果证明提出的改造方法及实施方案是正确和有效的，并且具有改造周期短、成本低的优点，可为电网和机组带来巨大的安全效益和经济效益。

S209FA型燃机“二拖一”联合循环并汽及解汽应用研究

赵军锋，何改平

2015, 48(6): 156-160. DOI: 10.11930.2015.6.156

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介绍了巴基斯坦古杜电厂S209FA型燃气-蒸汽联合循环“二拖一”机组启动方式及热力系统特点，针对试验过程中旁路控制出现的问题进行了优化和完善，对不同并汽方式进行了验证。高、中压同时并汽有利于汽轮机的推力平衡和稳定运行，由于同时控制设备和参数较多，不易实现自动并汽；先并中压，后并高压蒸汽，最后并入低压蒸汽的方案实现了机组自动并汽，机组负荷稳定，能够满足机组的快速启停和稳定运行的要求，提高了机组的自动化水平。

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