The effect of magnetic field on optimal design of a rigid-bussubstation

Substation rigid-bus design involves electrical, mechanical, and structural considerations. In order to integrate these considerations into one document, IEEE in cooperation with ANSI has issued a comprehensive guide for design of substation rigid-bus systems. The design process based on this guide involves substantial manual effort to integrate all types of calculations. This is particularly evident when the computations have to be repeated several times in order to arrive at a more economic design. In an earlier paper the authors presented a mathematical model and computer program which automates the design process. There has been concern expressed about the possible biological effects of low level magnetic fields. In view of this, a new design constraint taking into account the limits imposed on the magnitude of the magnetic field can be added to the design guidelines. In this paper the authors introduce such a constraint and show how the magnitude of allowable magnetic field at a specified distance from the station buses affects the optimal design of a rigid bus substation     

基于连续线性规划的梯级水电站优化调度

梯级水电站优化调度是一个多时段、多变量和多约束条件的大规模优化问题,其求解过程非常复杂。文章尝试采用连续线性规划的优化方法来解决梯级水电站长期优化调度问题。通过采用泰勒级数一阶描述形式,对优化调度目标函数和约束条件中的非线性约束进行线性化处理,建立了基于连续线性规划算法的优化调度数学模型,提出了用连续线性规划技术求解梯级水电站优化调度问题的算法,并采用迭代步长的动态比例缩减因子保证算法能快速准确地收敛到优化问题的最优解。利用Matlab7.0编制连续线性规划梯级水电站优化调度程序,一个两级梯级水电站群的仿真分析结果表明,该算法可用于求解梯级水电站优化调度问题,并可快速得到非线性问题的最优解。     

进化规划(EP)法在大型水电站自动电压控制(AVC)中的应用研究

本文运用进化规划法研究大型水电站自动电压控制（Automatic Voltage Control,AVC)中的无功优化问题,采用灵敏度法进行自动电压控制,用进化规划（Evolutionary Programming,EP)法进行无功优化分配,仿真结果表明,与常规无功优化方法相比,EP法适应性好,可以达到全局最优化,并且能最大限度地降低网损。     

Individual generating station reliability assessment

The reliability assessment of an individual generating station can highlight the effect of a particular configuration and thus provide detailed and comparative information for decision making when planning that station. This paper is concerned with individual generating station adequacy and security assessments. A series of indices are proposed. These include adequacy parameters associated with loss of generation and indices implicitly indicating operating security. A systematic technique and a prototype computer program for large individual generating station reliability assessment have been developed. The suggested indices and techniques can be applied in practical engineering situations to provide scientific information for individual generating station planning and design     

三电平移相全桥变换器整流二极管RC吸收参数多目标优化设计

传统的整流二极管RC吸收参数设计基于谐振等效电路,不能精确刻画二极管反向恢复过程,RC参数难以优化.为此,基于大功率PIN二极管集总电荷模型,采用多目标优化设计RC吸收电路参数.首先,根据三电平移相全桥变换器拓扑结构及调制方式,分析了RC参数对整流二极管反向电压尖峰的影响规律.其次,基于大功率PIN二极管的集总电荷模型...     

柔性直流接入对弱受端电网恢复特性的影响及优化措施

随着柔性直流输电系统电压等级和输电容量不断提升,采用电压源型换流器的柔性直流输电技术在我国得到了大量应用,同时其对电网的影响也进一步增强。文中基于PSD-BPA机电暂态仿真软件中新开发的计及故障穿越策略的柔性直流控制系统,比较了不同直流接入方案下弱受端电网受扰恢复特性的差异。在此基础上,分析了柔性直流控制方式、直流传输功率大小以及故障穿越控制策略等因素对换流站动态有功和无功功率特性的影响。最后针对西藏弱受端电网电压稳定问题提出了优化方案,仿真结果表明优化柔性直流故障穿越控制关键参数可以改善弱受端电网故障后的恢复性能。     

数字化电厂一种整体解决方案

结合苏丹石油焦电站工程进行了数字化电厂的实践,介绍了全厂控制和信息管理系统数字化结构设计、分析和优化过程,并将各个系统进行融合,用一体化方式指导和促进电厂的运行操作、管理和维修。     

Modeling and construction optimization of a modular TFM with an outer rotor

This paper presents a new optimal design of the magnetic circuit for a modular reluctance transverse flux motor (TFM) with an outer rotor. The design aims at maximizing the average electromagnetic torque and minimizing the ripple torque, with the two requirements appropriately weighted depending on a specific application of the motor. A precise numerical FEM model of the motor, developed in the Flux3D program, is coupled with a MATLAB-based evolutionary algorithm for constrained optimization of construction parameters of the magnetic circuit. The fundamental role of a type of an optimization criterion function is emphasized and a new effective criterion function is introduced. The performance of an optimal motor prototype constructed according to the optimum design fully confirms the usefulness of the presented approach.     

基于改进单亲遗传算法的大型海上风电场可靠性评估

以单亲遗传算法为基础构建得到了一种优化后的多目标算法,利用模糊C均值(FCM)方法来实现分区设计内部集电系统拓扑节点的过程。给出了经过改进后得到的单亲遗传算法的运行流程,并简化处理汇集系统各组成结构后再对汇集系统的拓扑结构稳定性进行评价。研究结果表明:各串数对应的拓扑连接方案经济性与可靠性参数并对目标优化的结果可知,采用四串方式可以获得最短的电缆长度,经计算可知经济指标达到最小并可以获得最高的可靠性。利用优化模型并结合接线方案评估权重快速求解出经济性于可靠性都满足要求的最佳接线模式,本文算法只需经过26次计算便可得到最优解,显著提高了寻优效率。     

多端柔性直流输电系统动态协调优化控制策略

针对多端柔性直流输电系统（MMC-MTDC）采用定系数下垂控制存在功率分配失衡、直流电压越限及运行损耗较高的情况,提出一种动态协调优化控制策略。该控制策略考虑网损、直流电压偏差、换流站功率裕度、系统电压静态稳定裕度等因素对系统的影响,建立非线性多目标优化求解模型,并采用基于Pareto最优解集的多目标遗传优化算法计算受端下垂控制站的直流电压参考值、直流功率参考值和下垂系数。然后将求解得到的最优控制参数应用于系统,使换流站动态修正实际运行点以保证系统的稳定与经济运行。最后,建立四端MMC-MTDC系统并对所提控制策略进行仿真验证。结果表明,该控制策略可在满足各项稳定运行指标的前提下,根据系统运行工况得出最优控制参数并动态修正运行点,实现降低系统运行损耗和各站直流功率不满载的目标。     

配电网静止同步补偿器的驱动与吸收电路设计

配电静止同步补偿器(DSTATCOM)的可靠性与主电路功率开关器件的驱动和保护密切相关,DSTAT-COM运行中的诸多故障很大程度上与主电路功率开关器件有关。为了使功率开关器件稳定、可靠的工作,讨论并设计了DSTATCOM主电路功率开关器件IGBT的驱动电路和吸收保护电路。驱动电路采用集成智能驱动模块2SD315A,该模块集驱动、隔离、保护为一体且结构简单、功能强大、使用方便,非常适合于实际装置的开发。给出了利用2SD315A设计驱动电路的详细过程并为2SD315A设计了可靠的上电复位电路吸收保护电路采用RCD型电路,介绍了RCD型吸收保护电路的工作原理。根据RCD型吸收保护电路的工作原理和吸收保护电路安全可靠工作的目的建立了电路参数优化设计的数学模型。该模型中以功率开关器件承受的浪涌电压最小、放电时间常数最小和投资成本最小为目标函数。然后通过并行自校正多目标遗传算法优化吸收保护电路参数,给出了一个设计实例。实验装置的实际运行证明:所设计的IGBT驱动保护电路性能优良、可靠性高,对其它同类型的电力电子装置有较好的借鉴作用。     

永磁饱和型高压直流限流器参数优化设计

随着高压直流系统短路电流水平的提升,故障电流可能超出断路器遮断容量,或使其体积与成本急剧增加。使用故障限流器抑制故障电流上升速度,能够降低对直流断路器性能的要求。其中,永磁饱和型故障限流器具有无需外加控制、自动响应、无需外加励磁电流和损耗较低等优点。目前限流器参数设计主要针对稳态电感值,考虑暂态特性的参数设计及优化方法仍待研究。为此,文中提出一种用于直流系统的永磁饱和型故障限流器参数优化设计方法。首先,介绍了该类型限流器的工作原理。其次,提出了限流器优化设计的约束条件和优化目标函数,以成本最低为目标进行了限流器参数优化设计。最后,建立了有限元和电路仿真模型进行仿真计算,并研制了一台限流器样机,进行了试验。仿真和试验结果表明:采用所提方法可以设计出符合要求的限流器,降低了限流器成本,减小了直流断路器分断过程中的应力。     

考虑周调节抽水蓄能电站的调峰电源优化

为了合理论证调峰电源的开发方式和效益,提出了考虑周调节抽水蓄能电站运行特点的电力系统调峰电源规划优化模型。此模型从系统整体出发拟定规划期内各水平年所有可能的可行调峰方案,运用优化方法仿真计算,综合分析和比较不同的调峰方案下系统的技术经济指标,求得从系统整体和规划期总体考虑的经济合理的调峰电源规划优化方案。应用所提模型,优化计算某省规划抽水蓄能电站(HP),得出无抽水蓄能电站和抽水蓄能电站具有不同调节库容情况下的系统技术经济指标,结果分析证明了此模型的正确性和实用性。     

以MOCVD为基础的光电子平台设计与开发

光电子平台是光电子器件研发的基础平台,可用于高效叠层薄膜光伏电池、量子激光器、探测器、传感器等光电子器件的研发及制备。本文从材料生长、器件工艺、测试平台、安全设计4个方面讨论了以MOCVD为基础的光电子平台的总体设计思路,包括了制备平台设计、材料生长仿真模拟分析、工艺优化、过程控制优化、测试分析设备整合优化、高危气体管道改造、尾气回收装置设计的实施方案。平台设计将主要为Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料生长以及器件制作服务,通过不断设计改进最终建设成为集前沿材料生长研究和新型光电子器件研发的光电子技术科学研究平台。     

A search process for appropriate running of adjacent metro trains within stations based on genetic algorithm

To improve the efficiency of adjacent metro trains entering and leaving a station, we propose an improved genetic algorithm (IGA) which introduces a combinational mutation strategy to the classical genetic algorithm. Based on this algorithm, the running processes of adjacent metro trains within stations are optimized. The process is primarily divided into three stages: posterior trains entering the station, posterior trains stopping at the station, and previous trains leaving the station. These stages are principally influenced by four factors: the acceleration and initial speed of the posterior train entering the station; the time when the previous train leaves the station; and the acceleration of the previous train leaving the station. Moreover, there are certain coupling features and relationships among these factors. How to search for the optimal values of these factors is the issue to be discussed in this paper. Experiment results show that we can obtain an optimal solution in the space established by a suitable combination of values for these factors, and that the IGA is potentially useful for optimization design. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于改进向量序优化算法的V2G电动汽车充电站规划方法

电动汽车的充电负荷将极大影响配电网的安全稳定运行,提出一种基于改进向量序优化算法的V2G电动汽车充电站规划方法。首先,对电动汽车可调用的动态功率进行建模;然后构建考虑充电站全寿命周期成本和配电网安全经济运行的多目标规划模型;在此基础上,提出一种基于分散优化理论的改进向量序优化算法,求解得到最优规划方案。最后,以IEEE33节点配电系统为算例,验证了本文方法的有效性和科学性。     

水电站励磁系统参数优化研究

由于电网建设与电源建设、负荷发展存在时间差,现有网架结构和地区用电负荷可能难以满足大型能源基地电能送出的需求。为了解决这一问题,提出了1套电力系统稳定器(power system stabilizer, PSS)的参数优化方案。在综合考虑系统需求及机组稳定性的基础上,通过增加1级超前滞后环节来改善本机PSS的频率特性,找出影响电能送出的振荡模式,针对该模式对机组励磁系统进行重点相位补偿。优化参数比原始参数具有更平缓的幅频特性和较大的临界增益。采用电力系统综合分析程序,分别通过时域仿真和现场试验的方法,验证了该电站开机极限功率在2010年夏季丰水期方式下可以由1 765 MW提高到2 900 MW。研究结果表明：优化并网机组PSS的参数可有效改善系统的动态稳定水平,提高电网的外送能力。     

基于双因子改进型粒子群算法的混合滤波系统的多目标优化设计

大容量混合滤波系统的应用前景十分广阔,其滤波器组的参数优化,尤其是无源滤波器的参数设计对综合性能的影响很大。本文提出基于双因子改进型粒子群优化算法的混合滤波系统中无源滤波器组的多目标优化设计方法。通过将加速因子和交叉因子引入优化算法,针对无源滤波器的多目标优化,高效搜索参数空间以获得最优解。与以往的优化设计相比,带双因子的改进型粒子群算法采用自适应的惯性权重,交叉因子增加了粒子的多样性,克服了算法寻优过程中易局部收敛等问题,提高其全局搜索能力。而收缩因子可以加快PSO的运算速度,明显提高了算法的寻优速度。测试结果表明利用该算法设计的混合型滤波系统具有较强的鲁棒性。     

用于飞轮储能系统的轴向分相电机的电磁分析与优化设计

针对轴向分相电机参数优化问题,在分析电机基本电磁特性的基础上,探究一种关键结构参数提取及其优化设计方法。首先,通过有限元分析探究电机悬浮及转矩性能与结构参数间的一般规律,并基于所得各结构参数的变化曲线进行敏感度分析,获取待优化的关键结构参数。其次结合极限学习机学习速度快、建模精度高的优点,构建多目标统一优化模型。然后以改善平均悬浮力及转矩性能为优化目标,利用粒子群算法进行全局寻优以获得最优参数配置。有限元仿真结果表明,优化后电机的悬浮力和平均转矩分别提高了10.07%和6.67%,验证了所述优化方法的有效性。     

基于鲁棒模型的多站融合场景下综合能源系统全局低碳策略

多站融合场景下的综合能源系统是电网企业发挥减碳作用的重要手段。文中充分考虑经济约束、运行特性约束和安全约束,以全局碳排放比率最低为目标,根据电网企业特点,定义多站融合场景下的综合能源系统全局低碳运营模式,构建基于鲁棒模型的低碳策略模型;采用经验模态分解方法对多维历史数据进行挖掘,生成有限随机性场景,对模型进行确定性优化;采用粒子群算法进行求解,得到全局低碳策略最优解,即日间低碳运行策略。通过算例分析,证明了文中提出的方法能够为多站融合场景下的综合能源系统提供科学可行的低碳运行策略。