2017, 36(4):2-7,20. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.002
摘要:主动配电网作为解决大规模分布式能源接入及配网优化运行问题的有效解决方案,是智能配电网的发展趋势,引发了国内外学者广泛而深入的研究。本文从主动配电网规划技术、主动配电网运行控制技术、主动配电网供电恢复技术与主动配电网负荷管理技术等相关重点领域出发分析了主动配电网关键技术的研究现状,并阐述了国内外主动配电网示范工程试点情况。
2017, 36(4):8-13. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.003
摘要:电动汽车V2G系统不仅能实现对电池的充放电功能,还能发挥三相电压型PWM变流器的四象限运行功能,为电网提供双向可控的有功功率和无功功率,实现平抑电网负荷波动、削峰填谷等功率调节功能。本文针对V2G系统的并网功率控制,分析了电动汽车V2G系统拓扑结构,并提出基于比例反馈积分(PFI)的功率控制方法,实现V2G系统并网电流指令的精确跟踪;与常规的比例积分(PI)控制进行了对比分析,通过PSIM仿真平台验证了该PFI控制方法的有效性。
2017, 36(4):14-20. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.004
摘要:环保问题的日益严峻驱动着清洁能源的开发与利用,在不久的将来,分布式发电将高渗透并网,给配网的运行控制带来一系列挑战。本文将重点研究主动配电系统的源-网-荷协调控制架构和优化控制方法,实现分布式新能源在配电网的分层高效消纳,并确保配网的安全经济运行,解决配电网与分布式电源高渗透接入后的兼容性问题。最后通过主动配电系统协调控制技术的仿真计算验证其可行性和有效性。
2017, 36(4):21-24,30. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.005
摘要:由于直流主动配电网接入了大量分布式电源,直流母线的电压问题主要包括直流母线的电压波动,直流母线的电压暂降和直流母线的电压中断等。本文介绍了小波变换的基本思想,建立不同的小波函数,利用基于小波变换的方法对直流供电系统电压波动源进行辨识,MATLAB仿真分析表明,不同小波函数可以辨识出直流电压的波动时刻与对应的波动源,具有良好的辨识效果。
2017, 36(4):25-30. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.006
摘要:分布式电源的不断增多以及电动汽车等多样性负荷的发展,给配电网的运行控制带来了极大挑战。为充分发挥主动配电网的作用,适应智能电网的发展需求,提出一种主动配电网协调控制系统。文中详细阐述了系统总体架构设计、软件架构设计,以及包含特性分析、态势感知、协调控制在内的应用功能设计,通过实现电源、电网、负荷的互动协调控制,充分挖掘配电网中可调可控资源的潜力,在主动配电网安全可靠运行基础上,提升分布式电源的有效消纳以及多样化负荷参与电网调峰的能力。文中设计开发出的主动配电网协调控制系统已应用于常州配电网。
2017, 36(4):31-35,42. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.007
摘要:随着分布式发电的渗透率提高,配电网会出现馈线过载、电压越限等问题,从而限制了分布式电源的接入。需求响应利用负荷侧可调控资源参与主动配电网调度可以促进大规模分布式电源消纳。本文将价格型需求响应引入现有主动配电网的多时段优化运行调度模型,构建了三相主动配电网有功-无功协调动态经济调度模型,并提出了基于混合整数二阶锥规划的模型求解方法。该模型可通过需求响应负荷调节,并协调与分布式电源、储能装置、无功补偿装置的动态优化运行,达到节能降损、保证馈线负载、电压不越限的目的,实现主动配电网全局能量管理优化。对扩展的IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,验证了所提出模型及算法的有效性和优越性。
2017, 36(4):36-42. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.008
摘要:由于基于机电暂态数据获得的机电侧系统戴维南等值阻抗参数难以体现接口发生故障后机电侧系统的电磁暂态特性,文中提出了一种基于电磁暂态短路仿真的机电-电磁暂态混合仿真机电侧戴维南等值阻抗改进求取算法。该算法是基于一种不受各次谐波影响的系统时间常数求取方法,通过全电磁暂态模型的接口位置设置2次不同接地电阻的三相短路故障,联立时间常数方程计算得到机电侧系统的等值阻抗信息。与传统的基于机电暂态模型通过单位电流注入法计算出的等值阻抗相比,文中方法计算出的等值阻抗能够更准确地体现接口发生接地故障后机电侧系统的电磁暂态特性,从而提升了机电-电磁暂态混合仿真故障期间和故障后的仿真精度。
2017, 36(4):43-47,58. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.009
摘要:高压电缆尤其是超高压交联聚乙烯(XLPE)电缆在输电运行中一旦被击穿,将对电网造成巨大损害,给国家造成重大损失。同时,企业在生产制造过程中,一旦发生电缆局放值(PC值)超标,甚至耐压测试击穿,给企业造成的经济损失也非常巨大。该文从电击穿理论入手,对高压XLPE电缆的生产制造过程进行了分析研究,找出导致高压击穿及局放值超标的关键要点,如导体毛刺;导体半导电屏蔽带的电导率;模具及流道的磕碰、划伤;材料的洁净和储存;绝缘层中微孔的数量、大小、内应力等。通过对这些容易被忽视,而且又极其重要的生产制造环节进行剖析,并给出控制方法,以达到降低局放值和击穿频率,提高高压XLPE电缆整体品质的目的。
2017, 36(4):48-53. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.010
摘要:文中提出了一种援例缺陷诊断模型,针对油色谱特征气体数据的分布特点提出了归一化超立方映射方法,将油色谱数据映射到可直接应用的超立方空间域中;同时,针对性地提出援例相似度算法和基于计权选举的诊断结果判定方法。并通过仿真实验确定了模型中参数的选取和优化。该模型在案例库交叉验证中表现出较高的正确率,平均正确率达到88.53%,高于现有BP神经网络和支持向量机技术,能正确诊断运行中充油设备的缺陷,在工程上具有重要的实际应用价值。
2017, 36(4):54-58. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.011
摘要:基于传统的高压直流输电换流阀用密闭式循环水冷系统,结合高温缺水地区环境条件,研究采用冷水机组、蓄冷与空气冷却器组合的复合式冷却方式,并根据不同的环境温度给出了相应的冷却策略,对复合式冷却方式在不同环境条件下的应用进行分析,通过试验来验证分析结果,实现了根据进阀温度要求进行相对应的空冷器、制冷机组以及蓄冷罐放冷的逐级加载和反向卸载功能,使系统运行更加合理,逻辑控制更加直接,自动化程度更高,可靠性更强,提高了换流阀阀外冷设备对环境温度的适应性,保证了直流输电换流阀正常工作。
2017, 36(4):59-64,69. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.012
摘要:文中归纳了换相失败产生的各种原因,并指出产生换相失败的2个主要原因就是交流系统故障和换流器丢脉冲。随后整理了晶闸管阀体结温的数学模型,仿真研究了交流系统单相接地故障,两相接地故障,三相接地故障以及换流器丢脉冲故障对阀体结温的影响,指出换流器丢脉冲故障对阀体结温的影响最大。在考虑换相失败对阀体结温影响的基础上,文章最后提出在整定换相失败保护定值时需要考虑换流阀的耐温性能。
2017, 36(4):65-69. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.013
摘要:IEC 62439-3标准详细描述了并行冗余协议(PRP)和高可用性无缝冗余协议(HSR)。但是这两种冗余功能对上层应用透明,监控系统无法识别单一链路故障。为了解决该问题,实现PRP、HSR冗余网络的良好维护体验,分析了PRP、HSR冗余的实现过程,研究了监测帧的作用原理,构建了一个基于监测帧的冗余网络监视系统,给出了具体的冗余监测原理和流程,总结分析了该系统的优点,为智能变电站的网络冗余监测提供了一种有效的方案。
2017, 36(4):70-74,85. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.014
摘要:油气套管连接的变压器现场绕组变形试验只能通过套管末屏取信号的方式进行。套管末屏以及气体绝缘母线部分的影响导致所得幅频响应曲线与出厂试验、交接试验所得曲线有较大不同。本文采用构建变压器等效模型的方法,对比套管末屏取信号的现场试验与绕组端部取信号的交接试验所得幅频响应曲线,从低频率段、中频率段、高频率段的曲线以及幅值的变化方面分析两者的差异及产生原理,得出两者曲线不宜纵向对比的结论,并为现场试验提出相关建议。
2017, 36(4):75-79,97. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.015
摘要:文中针对现有调度自动化系统接入变电站信号的调试方法和维护手段的存在的不足,提出了一种可移动式电网调度模拟主站环境构建及应用设计方法。该方法采用厂站模型版本管理,量测点表固化,应用验证等多种手段构建了一种可移动的电网调度模拟主站测试环境。构建的调度主站模拟测试环境,不依赖主站与变电站的通讯状况,能够简化调度自动化主站接入变电站自动化设备的调试流程及步骤,模拟验证所接入变电站信息的正确性和有效性,为厂站新设备投运检测提供了技术支撑和手段。
2017, 36(4):80-85. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.016
摘要:本文主要探究以具有成本效益和环保特性的新型高温超导材料(MgB2)作为直流输电电缆,以液氢作为冷却剂,实现吉瓦级远程直流输电的可能性。首先分析超导直流输电的必要性及其优势,说明超导直流输电的基本模型,然后介绍MgB2超导电缆和液氢制冷系统,接着阐述基于十二脉动换流器的直流输电控制策略。最后使用PSCAD软件完成超导直流输电系统仿真,在相同传输条件下进行MgB2高温超导电缆和传统电缆的线路功率损耗比较,证明了超导直流输电系统具有线路损耗低,容量不受限制的优点,为MgB2高温超导材料在超导直流输电领域的开发设计提供初步依据。
2017, 36(4):86-90. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.017
摘要:本文通过对电力系统异步运行状态特征的研究,提出一种失步保护综合判别新方法。该方法由三部分元件组成,分别为失步起动诊断元件、失步区域判断元件和失步跳闸时机选择元件。失步起动诊断元件利用系统两侧的功角差和功角滑差判断电力系统是否开始发生失步,并以正序电压和正序电流作为辅助判断条件以增加可靠性。失步区域判断元件利用区域继电器原理判断失步解列的区域。失步跳闸时机选择元件通过Ucos原理统计失步次数,并利用功角差作为辅助判据来选择最佳跳闸时机。当3个元件同时动作时,失步保护动作将系统解列。该方法准确可靠且不受系统运行方式影响。通过RTDS仿真实验,验证了该方法的可靠性。
2017, 36(4):91-97. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.018
摘要:文中充分利用生产和调度丰富的信息资源,通过计算机、网络技术和电力系统专业分析技术,跟踪电网运行状态的长期变化趋势,梳理影响电网运行特性的因素,以电网薄弱环节分类识别方法实现电网状态的纵向分析,保障关键性的薄弱环节尽快得到解决,从而保障电网安全、稳定、可靠、经济运行;提出电网薄弱环节跟踪及分析系统的框架设计;以实际案例论证电网薄弱环节分类识别方法的可行性及效果,并展望了该技术的应用前景,阐明该技术的目标是实现安全运行有裕度、事故事先有对策、睿智决策有依据。
2017, 36(4):98-102. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.019
摘要:针对以往用于断路器在线监测位移传感器的不足,本文提出了使用光纤位移传感器测量断路器动触头行程,达到精度高、干扰少的目的。提出一种基于希尔伯特-黄变换的断路器刚合点分析方法,利用经验模态分解得到包含速度信号局部特性的本征模态函数分量,根据速度突变点的特征,利用方差贡献率选择本征模态函数分量,经过希尔伯特变换得到瞬时幅值,该曲线的特征点即断路器刚合点。实验证明,该方法能够有效提取断路器的刚合点,耗时少、结果准确,可为断路器故障诊断提供可靠依据。
2017, 36(4):103-107,118. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.020
摘要:文中根据光纤通信网络在智能变电站中的应用情况,分析了GOOSE网络链路状态监测现状及存在的问题,基于物理层的电气特性,通过对光接收功率的监测分析,提出了一种光纤通信断链快速监测方法,同时结合简易母线保护案例给出了链路异常闭锁方案。该方法可快速发现异常链路,及时给出预防措施闭锁相关保护,解决了光纤通信链路异常时保护闭锁慢的问题,提高了保护的可靠性。
2017, 36(4):108-112. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.021
摘要:当特高压直流严重故障时电网会采取紧急切负荷措施,为了实现切负荷时的精准,本文提出了基于用户可中断负荷的实时负荷控制决策技术,研究了控制决策过程中涉及的快速响应、精准控制、稳控保障等关键技术,设计了用户动态序位表、决策准备、负荷循环补备、失效开关清单等决策中使用的机制,最后模拟了实时控制决策的应用场景。本文提出的实时负荷控制决策技术已经在江苏电网大规模源网荷友好互动系统中应用,实现了在接收切负荷指令后对用户可中断负荷实时精准控制。
2017, 36(4):113-118. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.022
摘要:局放试验作为变压器现场交接试验的一种,是考核变压器最严厉的方法之一,可以有效检测其内部是否存在缺陷故障。特高压变压器的现场局部放电试验中,在计算分析被试变压器的容性无功及感性补偿的基础上,首次提出了基于大容量可调电抗器的无级调感技术以及感性无功实时监测方法,可调电抗器可以平滑的调节电抗值从而改变感性补偿,感性补偿实时监测方法可实时反映试验中的补偿状态,保障试验高效安全进行。
2017, 36(4):119-124,136. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.023
摘要:文中介绍了高压继电保护装置开关量数据采集系统的基本功能及组成,提出了一种电力二次设备自适应开关量数据采集的系统设计及软件判别方法。文章通过对自适应开关量数据采集系统的光耦采集回路设计及实验验证,阐述了该数据采集系统的硬件及软件实现方法.可以通过软件调节自适应开关量输入电压动作门槛值,具备开关量电源的状态监测功能。对提高系统硬件研发的一次成功率、提高电力二次设备运行的稳定性和可靠性具有非常重要的作用。
2017, 36(4):125-130. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.024
摘要:为适应特高压变电站设备巡检的新要求,在对比了机器人导航模式的基础上,介绍了一种基于激光导航技术的变电站智能机器人巡检系统。讨论了该系统的结构组成、功能定义、任务执行等方面的内容。对机器人在可见光摄影、表计数据读取、红外热像检测方面的效果与传统巡检效果的进行了比较。现场实际应用情况表明,该巡检系统能很好地适应特高压变电站设备众多、结构复杂的环境。巡检系统长时间的续航能力和精准的检测方法,保证了设备巡检的可靠性,为特高压变电站的日常运维管理工作提供了有力支持。最后对机器人系统使用中的问题提出了建议和改进措施。
2017, 36(4):131-136. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.025
摘要:随着配网规模增大,用电负荷不断增多,三相负载不平衡现象严重影响了电网的稳定运行,不仅增加了配网损耗还降低了电能质量。文中推导出三相不平衡度与线路损耗增加率的关系公式,不仅考虑三相电流大小不对称,也结合实际情况分析了三相电流相位波动对损耗影响。全面分析了不平衡度-配变负载率-电压偏移三者的关系,提出了基于不平衡度指标下的电压偏移度预警方法。最后结合黄岛某小区具体工程实例以及上述推导公式得出结论,配电网三相不平衡对线损增加率及电压偏移都有一定影响,且其相关性不可忽略。可为配电系统运行决策提供参考,对配电网供电质量提高具有积极作用。
2017, 36(4):137-142. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.026
摘要:统一潮流控制器(UPFC)通过串联变压器在输电线路注入幅值和相角均可控的电压矢量,等效串联接入电容或电感,从而提高电网输送效率。与此相似,输电线路通过接入串补可提升线路的输送能力。目前串补在超高压输电线路上有着广泛应用,串补对保护的影响有完备的处理措施,而UPFC这一全新电力电子设备接入系统后对周边系统及保护的影响尚无深入研究。本文通过比较分析UPFC与串补接入系统后电气特征、对保护的影响及相应的保护配置等方面的异同,明确UPFC在各种运行情况下的等效特性以及保护适应性解决策略,为UPFC接入后系统的稳定可靠运行奠定基础。
2017, 36(4):143-149. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.027
摘要:特高压直流输送容量大,一极停运对两端交流系统的冲击很大,且导致单极大地回线运行,很大的入地直流电流对交流系统及附近的金属件产生不利影响,尤其对在运的换流变以及换流站近端的变压器产生直流偏磁,威胁换流变及变压器的安全运行。文中对特高压直流保护中的换流器差动保护、接地极线过负荷保护、接地极线不平衡保护以及线路重启逻辑的动作策略进行了优化,可大大缩短上述保护动作一极闭锁后单极大地回线运行的时间,减少流入大地的直流电流对交流系统、金属件、换流变及变压器的影响;并针对接地极引线增加了接地极线差动保护和接地极线差动监视报警功能,提高了接地极线的保护水平。文中的策略已应用于哈郑、灵绍直流工程,现场试验效果良好。
2017, 36(4):150-154. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.028
摘要:回热系统是发电机组热力系统重要组成部分,加热器是其主要的辅助设备。传统回热系统加热器变工况运行的数学模型非常复杂,建模过程中涉及流体相变问题。本文基于电站加热器在实际运行中的数据,采用无量纲方法建立加热器运行模型,无需考虑加热器内部复杂的传热过程。将模型用于某660 MW超超临界汽轮机组的低压加热器上,结果表明:利用该模型计算的加热器出口水温和实际测量数据偏差很小;在满足精度要求的情况下,该模型简单方便,工程上可用于回热系统加热器的经济运行指导和故障诊断。
2017, 36(4):155-160. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.04.029
摘要:针对某1000 MW二次再热塔式炉塌灰事故,文中主要从其受热面的结构参数、烟气流速、燃用煤质等方面进行了塔式锅炉积灰特性的研究。还分析了此次受热面塌灰的诱因和危害,并解释了塌灰过程中炉膛压力变化的原因。进一步提出了避免锅炉受热面在低负荷运行时积灰严重的措施,可以避免塌灰事故频繁发生,对同类型锅炉运行具有借鉴意义。