摘要:随着电力电子技术的发展,直流供电技术呈现出技术和经济优势,在能源变革背景下具有很好的发展前景。本文首先对低压直流供电的发展情况和电压等级序列等进行了论述,随后总结分析了直流配电网协调控制、配网保护和电能质量控制等关键技术以及关键设备的研制情况,最后整理了国内外直流供电技术研究与工程应用情况,其中苏州工业园区主动配电网应用示范区是城市能源变革的重要探索。

摘要:由于风电出力的不确定性对电网的安全稳定具有重要影响,在电力系统调度中考虑需求响应,可以提高系统对风电的消纳能力,保证系统运行稳定性。本文将需求侧资源融入到优化调度模型中,以经济性最优为目标,在发电总成本函数中加入调用负荷成本,在此基础上增加考虑需求侧可控负荷的电量约束条件以提高调度运行的可靠性。采用混合整数线性规划方法,建立计及需求响应电量约束的日前调度模型,并在6节点系统算例中仿真验证了该方法的有效性。

摘要:区域电网频率控制系统在应对多直流馈入引发电网频率稳定问题中发挥着重要作用,频率控制系统动作的快速性、准确性很大程度依赖于直流协调控制功能。介绍了直流控制系统与频率控制系统的接口方式,设计了合理的接口数据处理方法。针对频率控制系统存在无法准确判别直流功率回降量的问题,提出了直流功率损失判断准确性提升方法。为改善直流执行频率控制系统调制命令的准确性和可靠性,提出了调制功率补偿方法和换相失败延时调制方法。最后通过实时数字仿真(RTDS)验证了所提方法的正确性和有效性,为后续特高压直流协调控制功能的应用提供了参考。

摘要:为了降低规模化分布式电源接入对原电网影响,提高源网多元利用效率,文中通过分析含分布式电源的多级能源互动场景,制定主网、配网、馈线、台区多空间尺度以及短期、超短期、准实时多时间尺度互动机制,建立含大型风电厂、燃气轮机和集中式大容量储能等分布式电源的源网多元互动协调优化控制模型。该模型以有功功率波动最小、系统网损最小、经济效益最大为目标函数,并设定节点潮流、风燃出力等约束条件。以上海崇明岛为例设定源网多元智能协调优化控制应用场景,仿真验证多空间尺度的短期、超短期及准实时优化效果,为规模化分布式电源的接入提供优化控制依据。

摘要:随着分布式电源的日益增多,交直流配网的发展势不可挡,文中针对其规划问题提出一种双层规划模型。第一层模型以系统建设成本和运行成本为目标函数,第二层模型使用经济调度细化第一层模型中运行成本的计算,使规划结果更加精确。针对不同的母线类型、支路类型和网络拓扑,提出一种交直流配网的网络编码方式,并嵌套智能算法,求解双层模型。算例采用13节点待规划网络,规划结果表明交直流配网在运行成本、线路建设费用、电压源型换流器(voltage source converter,VSC)安装费用和电源安装成本等方面都优于传统交流配网。

摘要:大规模源网荷友好互动系统通过对负荷资源的分类、分级、分区域管理,实现对用户可中断负荷的实时精准控制,避免对变电所或线路进行整体拉闸,将电网故障的社会影响降低到最低,提升大电网故障防御能力。文中提出了在电网不同运行状态和需求场景下,参与网荷互动的用户及其可中断负荷的选择、参与策略和恢复原则,从而起到一方面实现电网频率紧急控制中的负荷快速切除与恢复;另一方面,确保在紧急控制过程中重要负荷不受影响,保障电网在紧急状态下的安全运行。

摘要:低压配电网供电所特性评估是供电企业发展和低压配电网投资的决策基础与依据。文中提出一种基于改进主成分分析的低压配电网供电所综合评价方法,结合传统主成分分析法和层次分析法的优点,建立了综合评价指标体系,并以A市132个供电所为具体研究对象,计算供电所经济效益性、供电可靠性、协调适应性3个方面的量化评价分数指标。再利用系统聚类方法对得分进行聚类,探究供电所在不同特性上的发展现状,并结合2015-2016年2年的数据进行纵向对比,经计算分析可见,基于改进主成分分析的综合评价方法对低压配电网供电所的评价是切实有效的,对后续发展起指导作用。

摘要:针对线路舞动造成间隔棒受损问题,依托河南尖山真型舞动试验线路,对舞动状态下间隔棒的动态承载特性进行测试分析,并结合试验线路间隔棒的舞动受损特征统计及原因分析,寻找间隔棒舞动承载薄弱部位。在此基础上,从间隔棒的一般技术要求和舞动区的特殊要求出发,通过蝶形阻尼关节橡胶垫限位连接、扣合式双框板设计及铝合金材料选型等优化,研制开发了舞动区500 kV线路用新型抗舞间隔棒。极限承载试验表明,相比传统的双框板间隔棒,新型抗舞间隔棒顺线握力提升28%,拉压载荷提升114%,向心力载荷提升44%以上,整体承载强度提升24%,机械性能大幅度提升,现已在河南省500 kV输电线路中得到应用。

摘要:复合绝缘子断串问题是威胁输电线路安全稳定运行的关键问题。为系统分析复合绝缘子断串类型和原因,文中对实际运行复合绝缘子断串样品进行了统计分析,并对金具破损及芯棒脆断等引起的断串问题进行了总结归纳。结果表明绝缘子芯棒断串原因主要为端部密封失效、外护套破损、芯棒与护套界面粘结失效等。基于上述分析,文中提出了加强入网检测和运行性能分析、重视日常带电检测工作及对重要通道复合绝缘子技术改造三方面措施,从而为复合绝缘子断串防治提供参考。

摘要:基础设备的数字化是智慧电厂发展的基本要求。为实现基地式液位仪表的远程监视与自动读数,提出了一种基于数字图像处理的液位测量系统。图像处理算法包括颜色阈值分割、改进的Canny边缘检测、模板匹配,并提出窗口搜索峰值检测算法,分别对采集图像进行仪表定位、液位分界面提取、数字识别和摄像头自标定,从而实现液位图像的数字化。同时,该测量系统具有自适应中值滤波、直方图分析和透视失真自矫正功能,增强了测量的抗干扰性和自适应性。经实验室试验,测量系统的有很好的准确性,能维持原有仪表的精度等级。

摘要:随着用电信息采集、负荷控制等系统中用户负荷数据的爆炸式增长,传统计算框架与方法在处理海量用户负荷聚类、开展负荷特性分析等业务时面临着巨大的计算压力。着眼于计算精度日益提高、计算能力日渐强大的图形处理单元(graphic process unit,GPU),基于Nvidia的统一计算设备架构(compute uniform device architecture,CUDA)提出了一种负荷曲线快速并行K-means聚类算法,采用距离计算并行化、曲线数统计并行化、线程块分配合理化等多个并行加速策略,极大地提升了用户负荷曲线的聚类速度。多个测试算例表明,文中提出的基于CUDA的K-means电力负荷曲线聚类算法加速比高,适应性强,是解决海量负荷曲线聚类问题的好方法。

摘要:文中针对因分合闸线圈电流特征值提取不准确造成诊断结果不准确,当前断路器操作机构缺陷严重程度诊断方法缺失的问题,提出了一种以小波包能量为特征值、支持向量机为诊断算法的断路器弹簧操作机构缺陷诊断方法,同时利用特征数据对其劣化趋势进行了深入探索。通过对断路器的正常运行、控制回路线圈老化及铁心卡涩等数据的分析,验证了该方法的可行性。

摘要:文中对有源电力滤波器(active power filter,APF)的多种拓扑结构和多种控制策略进行了分析研究,以控制负载谐波电流、电网谐波电流、滤波支路谐波电流、负载谐波电压4种基本控制策略为基础,对并联混合型APF、串联混合型APF以及APF与PF (power filter,PF)串联后并入电网等几种典型的APF结构进行稳态和暂态分析,为合理选择APF结构及其控制策略提供理论依据。文中给出了APF工作在稳态和动态时实验波形,验证了理论分析的正确性,所得到的结论对APF的结构选择和实际应用具有一定的指导意义。

摘要:传统直流输电技术在功率调节速度、损耗、保护和控制等方面存在一定的不足。柔性直流输电系统的出现不仅解决了上述缺陷,而且具有功率独立可控、可向无源网络供电等优势,在新能源分布式发电、微电网等领域得到广泛应用。本文通过建立两端柔直数学模型,研究电压源型换流器(voltage source converter,VSC)控制策略。考虑传统无差拍控制运用于VSC换流器时具有控制延时以及电流闭环控制响应性差等问题,文中提出一种改进无差拍控制策略,通过预测k+2时刻采样电流,解决上述缺陷。最后通过联合仿真,验证所提方法的正确性与可靠性。

摘要:为了更好地模拟同步发电机的惯性环节并发挥不同储能单元的优势,对带有蓄电池和超级电容组成的混合储能单元的虚拟同步发电机系统进行研究,详细分析了系统的数学模型和控制策略,考虑储能元件自身的特点以及蓄电池的使用寿命,提出了含蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)反馈的虚拟同步发电机系统控制策略。通过搭建相应的MATLAB/SIMULINK仿真模型,分析蓄电池在正常充电状态与SOC达到上限时储能的功率分配情况,验证所提出的控制策略的正确性和有效性。结果表明,所提出的带蓄电池SOC反馈控制的虚拟同步发电机系统,可在功率波动时实现功率合理分配,在维持系统的稳定性的同时延长储能的使用寿命。

摘要:基于通信的站域防孤岛保护借助站域网络通信平台可快速实现孤岛拓扑判断,可弥补主动式和被动式防孤岛保护原理的不足。针对目前基于固定网架结构分析的站域孤岛判断方法不具备普遍适用性的问题,提出了一种基于电压等级拓扑分析法的站域孤岛判断方法,利用电力系统各节点的电压等级不尽相同的特点来优化搜索路径。与全矩阵自乘法和树状搜索法的对比分析验证了所提方法具有算法简单、占用内存资源较小、计算速度快的特点,适合于站域保护装置应用且适用于电力系统各种网架结构。另外文中还提出断路器位置容错校验防误机制,进一步加强保护算法的可靠性。

摘要:文中首先阐述了移动业务在电力系统的发展现状、部署特点和应用情况,分析了其客户端、服务端、数据传输、管理端等层面面临的安全风险。接着特别针对移动客户端安全特性,从应用安全防护角度出发提出了安全机制检测方法,并从检测手段和检测要点两方面详细描述了检测方法。最后,综合静态分析、渗透测试、安全机制检测的思想,进行了测试案例分析。文中所提出的测试方案和测试方法,能够全面有效地检测移动应用可能存在的安全风险,为上线前安全测评与加固提供了技术指导。

摘要:绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)是换流阀子模块的核心器件,研究其抗短路能力对于提高换流阀可靠性具有重要意义。根据模块化多电平换流阀的运行机理,设计了一种换流阀子模块IGBT短路试验回路与系统,进行了换流阀在稳态运行下IGBT短路故障试验,从而实现对IGBT的稳态应力和短路故障下的暂态应力综合考核。最后通过试验平台进行验证,结果表明所提试验回路和系统的正确性。

摘要:为解决开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)无位置传感器启动和低速驱动运行控制的研究难题,文中基于SRM空间电感向量模型提出了一种新的转子位置估计方法。在电机启动及低速驱动运行两种不同状态下,该方法通过对电机绕组进行高频脉冲注入以实现三相电感辨识,并结合复平面内三相电感向量模型与转子位置角度之间的余弦函数关系,采用反余弦变换实现SRM转子位置准确估计。最终通过仿真和实验对提出的无位置方案进行了验证,结果表明,该方法能对SRM转子位置进行准确定位并实现无位置传感器可靠启动及低速运行。

摘要:高压隔离开关异常发热是电力系统中长期存在的安全隐患。温升是评估隔离开关运行状态的一个重要指标,接触电阻值是表征导电回路联接是否良好的关键参数。隔离开关设备的温升主要受接触电阻控制,接触电阻值变化时,将引起隔离开关整体温度分布改变。文中针对隔离开关不同缺陷对隔离开关触头接触电阻和触头最大温升的影响进行相关试验,最终得到GW6B-252型隔离开关触头压力应该在400 N以上,且触头污秽对隔离开关温升影响最大的结论。

摘要:由于恶劣天气、外力破坏、绝缘老化、鸟害等原因,输电线路发生短路故障的概率很高。为了准确地找到故障位置和加快线路修复,提出了一种采用电压、电流数据的双端故障定位方法。该方法基于线路两侧不同步数据采用均匀传输线方程推导出新的故障定位函数,利用函数的幅值特性和线路等分法得到具体故障点或搜索范围。最后,MATLAB仿真与计算结果表明,提出的故障定位方法简单易行,定位结果(故障点和搜索范围)符合现场实际巡线需求,能克服过渡电阻和线路两侧数据不同步的影响,适用于各种短路故障类型。

摘要:为了缩短直流电阻测试时间,在测试大型变压器低压绕组时常用到"助磁法"。文中分析了采用助磁法时不同接线方式对铁心剩磁的影响,选择了一种比较理想的接线方式。该接线方式优化了测试时施加的充电电流和电压激励方向,使铁心中的磁通方向与测试某相绕组后铁心中的剩磁方向尽可能一致,合理利用铁心中的剩磁对被试绕组的测试进行"助磁",采用该接线方式测试低压绕组时铁心中总磁通变化绝对值最小。以某500 kV变电站主变为例,对其低压绕组直流电阻进行测试,将所有接线方式的测试结果进行对比,结果证明了所选接线方式可以一定程度上缩短测试时间,提高工作效率。

摘要:为了研究接地不良对高压交联聚乙烯(XLPE)电缆终端的影响,通过ANSYS有限元分析软件建立电缆终端仿真模型以及在实验室环境下进行实物模拟实验,从高压XLPE电缆终端的电参数计算、温度场分析以及化学产物三方面,对接地不良缺陷给高压XLPE电缆终端造成的影响进行了研究,仿真及实物模拟实验结果均表明接地不良会导致高压XLPE电缆终端严重发热。研究结论说明终端接地不良将导致电压悬浮、流经绝缘屏蔽电流过大、温度异常升高,并会相伴产生金属氧化物、羧酸盐等多种化合物,对电缆安全运行造成严重影响。

摘要:选取2台燃煤机组进行实测,分析了超低排放改造前后选择性催化还原技术(selective catalytic reduction,SCR)脱硝装置出口NO_x浓度、氨逃逸率以及烟气在线监测系统所测SCR脱硝出口与烟囱入口NO_x浓度;同时,分析了超低排放改造机组的催化剂、空预器垢样。结果表明,机组排放超低改造后存在NO_x浓度分布均匀性变差和逃逸氨浓度急剧增加问题,并由此造成空预器硫酸氢铵堵塞严重,催化剂活性成分流失较为严重,硫酸盐和碱土金属元素含量上升明显。为解决上述问题,文中提出多点监测、喷氨优化、催化剂定期测试和空预器冷端更换镀搪瓷元件等措施。

摘要:发电机进相运行时,出现UNITROL5000励磁系统低励限制的动作值与整定值不一致的情况,导致机组无法发挥其进相能力,造成运行电压过高,不利于电网安全运行。文中分析两种类型励磁系统低励限制动作特性及影响因素,根据动作特性提出优化的整定方法,并通过实例验证该整定方法的可行性。该整定方法综合考虑机组的进相能力及失磁保护情况,整定定值后机组低励限制动作值接近机组进相能力曲线,并与失磁保护配合合理,为工程实际中UNITROL5000励磁系统低励限制定值整定提供了参考。

摘要:某电厂1000 MW超超临界螺旋管圈直流塔式炉,2012年投运以来在掺烧贫煤条件下SCR入口NO_x浓度达450 mg/m³左右,不利于实现氮氧化物超低排放。文中通过对锅炉低氮燃烧改造的必要性和可行性进行分析,提出以高级复合空气分级低NO_x燃烧系统对原有燃烧系统进行改造并被采纳。2016年项目实施后,在掺烧贫煤条件下SCR入口NO_x质量浓度降低至300 mg/Nm³,锅炉效率等指标良好,且无其他负面影响,实现了良好的经济效益、安全效益和环保效益。