东北电力大学学报

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封二

东北电力大学. 2017, 37(6): 0-0.

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封三

东北电力大学. 2017, 37(6): 0-0.

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山区220kV输电线路绕击跳闸率的计算

贾茹, 王超, 鲁志伟, 高嘉义, 李博, 李旭

东北电力大学. 2017, 37(6): 1-7.

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山区地面起伏比较大，造成雷电多发，大大增加了输电线路雷击的概率。雷电绕击受地形的影响比较严重，使得山区绕击跳闸率的计算比较困难。为此需要对地形进行一些近似，将山区地形分为4种，分别为山顶、沿坡、爬坡和跨谷。在各类地形的前提条件下利用电气几何模型对山区输电线路绕击跳闸率进行推导和计算，特别是对跨谷地形进行了合理近似，量化了该地形下输电线路的绕击跳闸率，证明了跨谷地形的绕击风险相对比较高。以通化地区220 kV输电线路为例，通过故障实例的计算和分析，验证了该绕击计算方法的正确性和可靠性，并比较了输电线路所处地面倾角和地形对其绕击跳闸率的影响。

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大规模分布式光伏接入的配电网电压越限解决方案

王鹤, 陈玉芳, 李国庆, 庄冠群

东北电力大学. 2017, 37(6): 8-14.

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随着配电网中接入光伏发电比例的不断增加，大规模分布式光伏发电接入后带来的配电网电压控制问题引起了人们的广泛关注。在分析分布式光伏发电接入点电压特性的基础上，提出一种能够防止馈线电压越限的控制方案。在配电网电压将要越限时，光伏逆变器实时设定分布式光伏注入配电网功率的限值，防止电网电压越限。通过仿真分析验证了所提出的方案能够有效的对含大规模分布式光伏发电的配电网电压进行辅助管理，有效提高配电网中光伏发电的渗透率。

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局部阴影下光伏阵列的三步MPPT算法

尹立敏, 吕莉莉, 雷钢, 齐敏

东北电力大学. 2017, 37(6): 15-20.

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在局部阴影的情况下，光伏阵列的P-V特性曲线呈现多峰值特点，传统的跟踪方法常常会受限于局部最大功率点而导致跟踪失效，而智能算法跟踪时间过长。因此，在两类算法研究的基础上，提出了基于扰动观察法和猫群算法结合的最大功率跟踪算法，该算法采用大步长扰动观察法缩小搜索范围；采用猫群算法进行全局搜索最优局部；采用步长逐次逼近的扰动观察法在最优局部内寻找最大功率点。该算法能准确快速地跟踪到全局最大功率点，分别与猫群算法和扰动观察法进行比较分析，验证该算法的有效性。

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微电网并网同步控制策略研究

何大海, 王茗萱, 王建南, 许铎

东北电力大学. 2017, 37(6): 21-27.

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微电网运行方式分为孤岛运行和并网运行两种，当电网故障时微电网会自动的切换到孤岛运行方式，当电网运行恢复正常后，微电网需要重新并入电网中，并网过程需要尽量减小对电网的冲击。给出传统的微电网下垂控制器的设计方法，并在传统控制器基础上增加了能实现二次调频调压的同步控制器，能够实现微电网平滑快速并入电网的目的。最后通过仿真分析，验证本控制器的正确性和可靠性。

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基于历史运行数据的电网运行状态演化特征提取

桂建忠, 周毅博, 王雅琼

东北电力大学. 2017, 37(6): 28-34.

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了解电网运行状态的演化特征对系统安全运行具有积极的作用。针对模型仿真数据难以全周期描述电网运行状态的问题，提出基于SCADA系统高频的负荷实测数据连续长周期描述电网运行状态的新途径。首先，利用加权潮流熵表征电网运行负载水平和潮流分布状况的均衡性；其次，提出了基于圆分布法分析电网运行状态时序演化特性，进而提取其时序分布特征的方法；最后，实际电网算例结果表明，电网运行状态的演化时序具有在特定时段分布的特性，同时也验证了该方法的有效性。

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基于倒序派生背离路径的输电断面快速搜索

聂宏展, 李佳鑫, 马元生

东北电力大学. 2017, 37(6): 35-39.

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针对因单一支路故障被保护切除引起相邻支路过载，后备保护相继动作引起大面积停电事故，分析潮流转移路径的特征，给出一种基于倒序派生背离路径的输电断面快速搜索算法。对第K条最短路径节点采用倒序派生背离路径，得到受潮流转移影响的路径集合。引入有功增加因子作为筛选指标，找出前K条最短路径中受潮流转移影响严重支路，并构成最终输电断面。当系统中某一支路故障被保护切除时，通过对输电断面的快速搜索，极大缩小了过载支路搜索范围，提高搜索速度。为闭锁后备保护防止误动及紧急减载控制策略实施提供了更充足的时间。对中国电力科学院（CEPRI）36节点系统进行仿真分析，验证算法的快速性和可行性。

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基于Kern-Seaton模型构建的微生物污垢模型

徐志明, 沈艺雯

东北电力大学. 2017, 37(6): 40-44.

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为了探索微生物污垢的形成过程，在Kern-Seaton污垢模型的基础上，结合生长动力学模型建立了微生物污垢模型。以不锈钢光管内铁细菌微生物污垢的实验数据为依据，进行实验验证。结果表明：所建立的微生物污垢模型的计算数据与实验数据除诱导期外，相对误差在±20%以内。

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基于Aspen Plus的油砂干馏过程模拟

柏静儒, 吴海涛, 刘斌, 徐向明, 白章

东北电力大学. 2017, 37(6): 45-49.

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利用Aspen Plus软件对油砂干馏过程进行建模，按照实验测定的油砂铝甄实验数据、工业分析、元素分析以及发热量数据对系统参数进行设定输入，并对干馏过程中的参数进行物料平衡和热平衡分析，得出模拟结果。在含油率、含水率、半焦产率以及干馏气产率等方面，将系统模拟结果与实验数据进行对比分析，模拟结果与实验数据间的误差均在合理范围内。对比结果表明，该系统的建模过程以及物性参数的设定合理，为以后构建基于Aspen Plus的油砂综合利用系统提供较好的理论依据和参考价值。

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环境风影响下空冷风机群的分区调节

黄鹤, 赵廷进

东北电力大学. 2017, 37(6): 50-55.

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外界环境风对直接空冷机组风机运行有较大影响。基于环境风对不同位置空冷凝汽器的影响规律，提出了空冷风机转速分区调节的运行方案。以某330MW直接空冷机组为例，采用数值模拟，获得了各空冷单元的空气流量和出口平均温度；将转速调节由整个风机群具体到风机排，开展分区调节优化运行的研究。结果表明：位于环境风上游的空冷单元，其空气流量受环境风影响较大，平台上流场与温度场存在一致性；随着环境温度或风速的升高，各排风机最佳转速也随之增大。利用机组净收益的计算模型，能够确定5个不同分区轴流风机的转速，使机组净收益最大化。轴流风机转速分区调节方案，可为空冷机组节能运行提供参考。

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基于Hilbert包络谱和SVM的齿轮故障诊断

崔天晓, 周小龙, 刘文浩, 王增鹏, 马静, 郑佳超

东北电力大学. 2017, 37(6): 56-61.

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针对齿轮振动信号非平稳性和故障特征难以提取的问题，提出一种基于希尔伯特（Hilbert）包络谱和支持向量机（SVM）相结合的故障诊断方法。首先，采用基于镜像延拓的改进经验模态分解（EMD）方法，将齿轮振动信号分解成一系列含有信号特征的固有模态函数（IMF）；其次，根据正交性原理，选取包含信号主要信息的模态分量进行希尔伯特变换并求出包络谱；最后，将包络谱所求出的特征幅值比作为支持向量机分类器的输入来识别齿轮的工作状态。试验结果表明，该方法能有效地识别和诊断出齿轮的工作状态，可应用于该类问题的故障诊断研究。

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水平管粉煤密相气力输送过程截面涡特性的数值研究

李铁, 刘勇, 杨志瑞, 李婧莹

东北电力大学. 2017, 37(6): 62-69.

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基于欧拉-欧拉方法，将颗粒动力学理论与修正的颗粒静摩擦力模型相结合，考虑曳力与升力两种相间作用力，及颗粒间碰撞与摩擦力，采用标准湍流模型与小摩擦全滑移边界条件，对水平管内加压密相气力输送过程进行数值模拟。获得了气固两相速度、浓度、湍流强度及压降梯度分布规律，与文献实验规律吻合较好。通过捕捉瞬态两相涡形图，用漩涡耗散理论解释了加压密相气力输送的流场规律，分析了气固两相相互耦合条件下的运动规律。

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组合荷载作用下输电线路掏挖基础承载特性数值分析

高宇聪, 郝冬雪, 陈榕

东北电力大学. 2017, 37(6): 70-78.

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输电掏挖基础的承载特性是输电线路基础设计和施工中的一个关键问题，它通常会承受上拔与水平荷载的共同作用，现有的理论研究已不能满足工程实际应用的需要。利用有限元软件ABAQUS对在H-V荷载平面内输电线路掏挖基础与周围地基土体共同作用体系的弹塑性有限元模型进行数值计算分析，在改变土参数条件下，研究了3组埋深比的输电掏挖基础的承载力特性与破坏模式，绘制H-V荷载平面内的破坏包络线，研究其变化规律与趋势，并给出破坏包络线的具体方程。

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大跨越钢管塔K型节点滞回性能分析

刘春城, 李国强, 樊晓玲, 毛龙, 龙祖良, 查传明

东北电力大学. 2017, 37(6): 79-85.

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应用Abaqus软件对大跨越钢管塔中常见的K型节点进行了抗震性能数值试验研究，分析了主、支管直径、节点板厚度、主管轴心压力、连接插板厚度及支管间隙尺寸等不同参数变化对K型节点抗震性能的影响，得到了节点的滞回性能曲线、骨架曲线和耗能能力。研究表明：钢管节点本身具有良好的抗震性能；当主管轴向压力增大时，节点抗震性能下降明显，节点因应力集中易发生破坏；增加主、支管直径和节点板厚度对提高圆管节点抗震性能效果较显著；支管间隙尺寸对节点滞回性能改良效果不明显。

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考虑空气湿度影响的特高压直流线路离子流场研究

祝贺, 刘豪, 李本增

东北电力大学. 2017, 37(6): 86-92.

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随着特高压直流输电线路的建设，线路引起的电磁环境问题也受到广泛关注。线路附近的合成电场和离子流密度是评价电磁环境的两个重要指标。我国西南地区水电资源丰富，建设特高压直流输电线路将电能输送到负荷中心具有很高的经济效益。然而，西南地区较高的空气湿度是影响电磁环境的重要因素。为了得到受空气湿度影响的特高压输电线路地面离子流场的分布规律，建立考虑空气湿度影响的离子流场计算模型，研究不同空气湿度下特高压直流输电线路离子流场的分布规律。计算结果表明：在空气湿度影响下，随空气湿度增加地面合成场强和离子流密度幅值都有不同程度增大，合成场强的增长幅度非常显著，而离子流密度的增长幅度很小，基本可以忽略。

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基于超图的能源互联网最小能量损耗路由算法

曲朝阳, 张艺竞, 辛鹏, 李介夫, 胡可为

东北电力大学. 2017, 37(6): 93-99.

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针对传统路由策略应用在基于电动汽车的能源互联网分配模型中会造成能源传输损耗问题，提出了一种基于超图的最小能量损耗路由算法。首先，设计了一种基于能量规划的能源超图拓扑建立方法，将传统电力能源拓扑网络抽象成基于能量规划的超图模型；其次，针对超图模型提出最小能量损耗路由策略，计算出能量损耗最小的能源输送路径，实现了对能源传输网络的能耗损失的控制。在超图模型的基础上通过与传统Dijkstra算法进行实验比较分析，证明该方法可以有效缩短能量传输规划时间，减少能源输送过程中的能量损耗。

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基于和速率最大化的毫米波MIMO混合预编码算法

孙增友, 李亚

东北电力大学. 2017, 37(6): 100-106.

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为提高多用户毫米波下行链路多输入多输出（MU-MIMO）系统的性能、降低预编码算法的运算复杂度，提出了一种基于和速率最大化的混合预编码算法。首先，通过最大化频谱效率，采用奇异值分解（Singular Value Decomposition，SVD）的方法求解初始射频（Radio Frequency，RF）预编码矩阵；之后在考虑用户间干扰的情况下，通过优化系统和速率来迭代更新初始RF预编码矩阵以及数字预编码矩阵，从而实现最终的混合预编码算法。仿真分析可知，所提算法降低了用户间干扰以及噪声影响，在降低运算复杂度的同时，具有更优的系统频谱效率，以及更高的系统和速率。

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2017年, 第37卷, 第6期　刊出日期：2017-12-30

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