面向智能电网的大规模压缩空气储能技术
陈来军^１， 梅生伟^１， 王俊杰^２， 卢　强^１
（１． 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室（清华大学电机系）， 北京１０００８４；
２． 中国科学院低温工程学重点实验室（中国科学院理化技术研究所）， 北京１００１９０）
摘要： 风能、太阳能等新能源发电具有波动性和间歇性，大规模新能源的开发和利用给电力系统的
安全稳定运行带来了严峻的挑战。规模化的电能存储是解决这一问题的重要手段之一。在分析典
型储能方式特点和利弊的基础上，指出压缩空气储能有望成为诸多储能手段中的最佳选择之一。
本文提出了电能品位与储能效益的概念。简要回顾了压缩空气储能的国内外发展现状，重点介绍
了非补燃式压缩空气储能技术，展望了该技术在智能电网中的应用前景并指出了发展大规模压缩
空气储能尚需研究的关键技术，以期推动该技术在智能电网建设中的大规模应用。
关键词： 新能源接入； 电能品位； 压缩空气储能； 智能电网

基于量子行为粒子群优化算法⁃混沌神经网络的电力系统负荷预测
王冰山^１， 周步祥^１， 肖　贤^１， 林　楠^２
（１． 四川大学电气信息学院， 四川成都６１００６５； ２． 四川电力职业技术学院， 四川成都６１００７１）
摘要： 提出了一种基于量子行为粒子群优化算法和混沌神经网络相结合的电力系统负荷预测方
法。根据粒子群的量子行为特征，采用全同粒子系更新粒子的位置，改善传统的粒子群算法精度
低、易发散、收敛速度慢等缺点。利用粒子群优化算法优化出混沌神经网络的权值和阈值，克服混
沌神经网络参数确定难度大、速度慢的缺点。然后利用得到的权值和阈值，通过改进粒子群优化算
法⁃混沌神经网络模型，得到预测日的相应时刻负荷值。最后通过实际应用，证明该方法有较高的
预测精度和较好的准确性，具备一定的实际应用价值。
关键词： 量子行为； 粒子群； 全同粒子； 混沌神经网络； 负荷预测

风场群接入系统的静态电压稳定分析
刘文霞^１， 吴方权^２
（１． 贵州电网公司电网规划研究中心， 贵州贵阳５５０００３；
２． 云南电网公司红河供电局， 云南红河６６１０００）
摘要： 大量风电场以集群形式接入电网，将对系统安全稳定运行带来一定的影响。为计算风电场
群接入电力系统的静态电压稳定性，采用Ｎａｔａｆ 逆变换建立风场群相关风速模型，将风电场等效为
一台风机，以负的负荷形式接入ＰＱ 节点。在风场群不同相关度的风速下进行连续潮流计算，将系
统对应电压崩溃点作为系统负荷裕度，以分析系统静态电压稳定性。对接入风场的改进ＩＥＥＥ⁃１４
及ＩＥＥＥ⁃３０ 节点系统进行仿真计算，结果表明所提方法能有效分析风场群接入对系统静态电压稳
定的影响，为系统分析设计、运行控制提供一定的参考。
关键词： 连续潮流； 风场群； Ｎａｔａｆ 逆变换； 蒙特卡罗仿真； 静态电压稳定； 负荷裕度

基于改进ＰＳＯ 的Ｔｅｒｍｉｎａｌ 分段滑模励磁控制器设计
张　虹， 于　雷， 徐　滨
（东北电力大学电气工程学院， 吉林省吉林市１３２０１２）
摘要： 为获得较好的收敛速度，在快速终端滑模面的基础上，设计了一种Ｔｅｒｍｉｎａｌ 分段滑模励磁控
制方法。滑模控制律中参数较多，利用粒子群算法（ＰＳＯ）较好的搜索能力对控制律参数进行寻优。
利用单机无穷大系统，进行了多种扰动下的仿真分析。仿真结果表明，本文所采用的控制策略，响
应速度较快，能够有效地提高系统的静态和暂态稳定性，控制精度较高。
关键词： Ｔｅｒｍｉｎａｌ 分段滑模控制； 粒子群算法； 励磁控制； 单机无穷大系统

基于复矢量电流调节器的指定次谐波电流控制方法研究
钟　畅， 游小杰， 郭希铮
（北京交通大学电气工程学院， 北京１０００４４）
摘要： 三相并联型有源电力滤波器可以补偿电力系统中非线性负载引起的谐波与无功电流，其补
偿性能取决于电流调节器的控制精度与动态响应。本文采用复矢量分析法，提出一种复矢量ＰＩ 调
节器控制方法，该方法对系统参数变化的鲁棒性较好；针对数字控制系统的固有延时，在离散域下，
采用电压指令相位延迟补偿方法，消除延时对系统稳定性的影响；通过增加虚拟电阻，提高控制器
的抗干扰性能，提高谐波补偿精度。仿真结果验证了上述方法的有效性。
关键词： 指定次谐波消除； 延时补偿； 复矢量电流调节器； 虚拟电阻法

三相Ｚ 源并网逆变器的换相过程分析
李　杰^１， 屈克庆^２， 李战伟^１
（１． 上海开放大学信息与工程学院， 上海２００４３３；
２． 上海电力学院电力与自动化工程学院， 上海２０００９０）
摘要： 三相Ｚ 源并网逆变器有９ 个开关状态，电流换向过程相对复杂，对其换相过程的深入分析和
了解有利于逆变器主回路的合理设计以及效率的提高。本文根据逆变桥上ＩＧＢＴ 和缓冲电路的特
性，通过例图定性分析了三相Ｚ 源并网逆变器的换相过程。并通过一套带三相Ｚ 源并网逆变器的
永磁同步机风力发电系统上的实验证实了上述分析的正确性。
关键词： 三相Ｚ 源并网逆变器； 换相过程分析； 缓冲电路

基于双绕组永磁容错电机双余度控制系统研究
黄义红， 郝振洋， 穆晓敬
（江苏省新能源发电与电能变换重点实验室， 南京航空航天大学， 江苏南京２１００１６）
摘要： 基于双绕组永磁容错电机，对双余度电机控制系统进行控制策略分析。建立了系统的ＭＡＴ⁃
ＬＡＢ 仿真模型，包括电机本体模型、ＳＶＰＷＭ、三相全桥逆变器、转速ＰＩ 控制器、电流ＰＩ 控制器五部
分。仿真表明，该双余度控制系统能够实现恒转速与恒转矩模态切换。实验表明，在恒转速模式下
改变转矩转速不变，在恒转矩模态下改变转速转矩保持不变。仿真及实验结果表明当系统发生断
路故障时进行余度切换控制，故障态的输出功率和转速不变，实现容错控制。
关键词： 永磁容错电机； 双余度控制； 矢量控制； 余度切换

带谐波补偿绕组的变压器式可控电抗器的容性无功补偿性质分析
顾生杰^１，２， 田铭兴^２
（１． 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室， 甘肃兰州７３００７０；
２． 兰州交通大学自动化与电气工程学院， 甘肃兰州７３００７０）
摘要： 针对带谐波补偿绕组的变压器式可控电抗器，分析了其三绕组布置方式及其谐波补偿性质。
在此基础上研究了晶闸管支路断开时，在ＬＣ 滤波器最小无功容量的条件下，ｎ 次滤波支路所产生
的单相ＣＲＴ 容性电流与额定电流的比值，表明这种ＣＲＴ 具有容性无功补偿的特点。文中建立了
带谐波补偿绕组的三相ＣＲＴ 无功补偿系统的ＭＡＴＬＡＢ 仿真模型，对容性无功补偿的性质进行了研
究，进一步对ＣＲＴ 的电压⁃无功功率特性进行了分析，结果验证了理论分析的有效性。
关键词： 变压器式可控电抗器； 短路电抗； 谐波； ＬＣ 滤波器； 最小无功容量； 容性无功补偿

电力系统暂态稳定最小负荷裕度的计算方法
常乃超， 陶洪铸， 郭建成， 辛耀中
（国家电网公司， 北京１０００３２）
摘要： 为考虑不同的负荷—发电增长方向对电力系统暂态稳定负荷裕度的影响，提出了计算电力
系统暂态稳定最小负荷裕度的最优化模型。该模型使用改进ＰＥＢＳ 法提供的暂态稳定量化指标构
成稳定约束条件，具有与暂态时域仿真相同的模型适应性。根据点到曲面最短距离的基本定理，给
出了求解所提出最优化模型的数值方法。该方法的基本思想是以暂态稳定临界点处暂态稳定边界
曲面的法向量作为求解迭代过程中的负荷—发电增长方向，反复迭代求出暂态稳定最小负荷裕度。
理论上，该模型不但可以计算各种发电—负荷增长方向上的暂态稳定最小负荷裕度，也可用于计算
暂态稳定最大负荷裕度。所提出的计算电力系统暂态稳定最小负荷裕度的最优化模型及其求解方
法可以考虑各种系统运行参数的约束。数值算例验证了所提出的模型及求解方法。
关键词： 暂态稳定； 负荷裕度； 电力系统

一种正特性自适应可调电阻的实现
张源森^１， 张恩平^２， 刘志勇^１， 王泽众^３， 张东峰^１，
刘　建^１， 吕奋飞^１
（１． 德州供电公司， 山东德州２５３０００； ２． 济南大学自动化与电气工程学院， 山东济南２５００２２；
３． 华北电力大学电气与电子工程学院， 北京１０２２０６）
摘要： 现场试运行证明直流注入式选线定位原理是一种非常有效的小电流接地系统单相接地故障
选线定位方法，直流发生器是实现该选线定位原理的重要组成部分，由整流元件和限流电阻串联组
成。本文提出一种基于ＰＴＣ 的正特性自适应调整限流电阻的实现方法，以ＰＴＣ 元件并联常值电阻
组成正特性自调整电阻网络元，若干网络元串联构成正特性自适应可调限流电阻，实现了随中性点
对地电压的变化，自适应调节注入直流电流大小的功能。论文对该实现方法及其实现原理进行了
详细的理论分析，仿真和实验验证了该方法的有效性。
关键词： 单相接地故障； 直流注入选线定位原理； 直流发生器； 自适应调整限流电阻； ＰＴＣ

改进ＥＭ 算法在限流措施优化配置中的应用
雷　晴^１， 周步祥^１， 林　楠^２， 叶宗斌^１， 孔祥聪^１
（１． 四川大学电气信息学院， 四川成都６１００６５； ２． 四川电力职业技术学院， 四川成都６１００７１）
摘要： 仿电磁学算法（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｓｍ⁃ｌｉｋｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ＥＭ） 是一种随机全局优化算法，它通过模
拟电磁场的吸引和排斥机制，将每个解比作一个带电粒子，然后按一定准则使得搜索粒子朝最优解
移动。本文对该算法进行改进，用均匀设计方法使初始种群更均匀，用混沌法优化局部搜索使其收
敛加速，改进了力的计算和粒子的更新，最后将改进的ＥＭ 算法用于限流措施优化配置中。此算法
在求解含有离散变量和非线性约束条件的优化问题时具有实现方便、效率高的优点，使得限流措施
优化有很好的收敛性和全局寻优能力。通过对新英格兰３９ 节点系统进行计算及结果分析，说明所
提出算法的全局搜索能力强、效率高，能得到较好的结果。
关键词： 仿电磁学算法； 限流措施； 电力系统； 搜索空间

特高压输电线路无源干扰谐振特性及其影响因子研究
唐　波^１， 张建功^２， 王惠丽^３， 葛光祖^１， 刘兴发^２
（１． 三峡大学电气与新能源学院， 湖北宜昌４４３００２； ２． 中国电力科学研究院， 湖北武汉４３００７４；
３． 河南省电力公司三门峡供电公司， 河南三门峡２１００９８）
摘要： 特高压输电线路对各类无线电台站的无源干扰存在着谐振的现象。ＩＥＥＥ 仅给出了５３５ ～
１７０５ｋＨｚ 范围内，输电线路无源干扰的谐振机理和谐振频率。为研究更高频率下的无源干扰谐振
特性，采用特高压输电线路无源干扰线⁃面混合模型进行仿真分析，即铁塔采用面模型，地线采用线
模型，整个模型由垂直极化平面波进行激励。基于矩量法，对线⁃面模型接点处的基函数及求解方
法进行了介绍，并求解了０􀆰 ５ ～５０􀆰 ５ＭＨｚ 范围内不同频率下的无源干扰水平。对有可能影响无源
干扰谐振特性的因子，如地线、导线、铁塔数量及线路档距进行了研究。分析结果表明，线路档距是
影响无源干扰谐振的决定性因子。
关键词： 特高压输电线路； 无源干扰； 谐振特性； 线⁃面模型； 矩量法； 影响因子

基于单相三柱变压器的直流偏磁实验与偏磁特性分析
赵小军^１， 李慧奇^１， 张晓欣^１， 刘　洋^１， 程志光^２
（１． 华北电力大学， 河北省输变电设备安全防御重点实验室， 河北保定０７１００３；
２． 保定天威集团电工技术研究所， 河北保定０７１０５６）
摘要： 太阳磁暴和直流输电在大地中形成的准直流电流和直流电流，会影响变压器铁心的磁化特
性和电网的正常运行。利用单相三柱变压器进行不同直流偏磁条件下的直流偏磁实验。实验结果
表明直流偏磁会影响变压器铁心的磁滞特性与励磁特性，直流磁通的大小与直流电流、交流电压相
关。分析变压器铁心直流偏磁下的磁化特性，对于电力系统的安全运行、变压器的设计与制造有着
重要的工程意义。
关键词： 电力变压器； 直流偏磁； 直流磁通； 磁化特性

基于ＩＥＣ６００６０⁃３ 标准的变压器感应式操作
冲击电压产生方法研究
梁建锋^１， 李军浩^１， 侯欣宇^１， 吴旭涛^２， 王国利^３， 李彦明^１
（１． 西安交通大学电气工程学院， 陕西西安７１００４９；
２． 宁夏电力公司电力科学研究院， 宁夏银川７５０００２；
３． 特高压工程技术（昆明、广州）国家工程实验室， 广东广州５１００８０）
摘要： 以ＩＥＣ６００６０⁃３ 标准为基础，针对变压器感应式振荡型操作冲击电压的产生方法进行研究。
在理论上分析了用变压器产生振荡型操作冲击电压的产生方法，列出了回路中元件参数的计算公
式。根据公式计算的波头时间、波尾时间和频率值得到元件参数，计算机仿真结果表明所产生的波
形符合ＩＥＣ６００６０⁃３ 标准的规定，且计算公式能够准确地反映回路元件参数值与波形参数之间的关
系。在仿真的基础上，在实验室采用哈弗莱ＲＳＧ４８１ 冲击电压发生器对一台单相双绕组１１０ｋＶ 变
压器低压侧进行输入，在其高压侧产生感应式振荡型操作冲击电压，试验结果表明采用该方法可方
便迅速、高效地在被试变压器高压侧产生符合ＩＥＣ６００６０⁃３ 标准的振荡型操作冲击电压。
关键词： ＩＥＣ６００６０⁃３； 振荡型操作冲击电压； 变压器