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  • 电力工程技术
  • 2024年第43卷第4期
  • 出刊日期 :2024-07-28

《电力工程技术》(双月刊)创刊于1982年,电气工程类核心期刊,全国公开发行,CN 32-1866/TM,ISSN 2096-3203,由国网江苏省电力有限公司主管、国网江苏省电力有限公司与江苏省电机工程学会共同主办,《电力工程技术》编辑部出版。刊物为中文核心期刊、中国科技核心期刊、RCCSE中国核心学术期刊(A)、WJCI科技期刊世界影响力指数报告来源期刊、荷兰《文摘与引文数据库》(Scopus)收录期刊、瑞典开放获取期刊目录数据库(DOAJ)收录期刊、日本科学技术振兴机构数据库(JST)收录期刊、俄罗斯《文摘杂志》(AJ,VINITI)收录期刊、美国EBSCO学术数据库收录期刊、美国《乌利希期刊指南(网络版)》(Ulrichsweb)收录期刊、华东地区优秀期刊、江苏省精品期刊,刊物影响因子、总被引频次和综合评价总分等各项指标在电气工程领域期刊中均排名靠前。

详细信息

      智慧配电网源网荷储高效协同运行控制技术
    • 吴文传,袁宇波

      Abstract:

      水力发电是运用水的势能转换成电能的发电方式,其原理是利用水位的落差(势能)在重力作用下流动(动能),推动水轮机旋转,再带动发电机发电。它是最成熟的发电方式之一,除提供电力电量外,还具备调峰、调频、调相、黑启动和事故备用等重要功能。

    • 周迦琳,朱继忠,董瀚江,李鸿

      Abstract:

      微能源网集成园区/社区的分布式能量系统、多元荷载及控制装置,能够实现多能源联产联供功能,有利于提升各类能源网络运行灵活性和经济性。为有效应对微能源网内部负荷和新能源出力的不确定性,首先建立多面体不确定集刻画负荷和光伏出力波动情况,构建描述微能源网网络拓扑和能流耦合关系的能源集线器(energy hub,EH)耦合矩阵。然后,以最小化系统运行成本为目标建立微能源网在并网和孤岛运行模式下的两阶段鲁棒优化经济调度模型,并运用线性决策规则(linear decision rule,LDR)和对偶理论制定模型求解策略。最后,基于IEEE 33节点配电网改进设计的微能源网进行算例验证分析。结果表明,LDR能够在一定精度范围内通过线性仿射函数有效近似刻画决策变量和不确定变量间的关系,降低两阶段鲁棒优化经济调度模型的求解难度。

    • 张金良,胡泽萍

      Abstract:

      针对大规模新能源并网带来的系统调峰和消纳难题,文中在分析源荷储调峰能力及其互补性的基础上,挖掘系统的调峰能力,促进新能源消纳。首先,考虑火电、独立储能和电动汽车的调峰定价及辅助服务补偿,分析调峰费用分摊与补偿机制,建立深度调峰模型;其次,考虑风光出力的不确定性与相关性,基于核密度估计和Frank Copula函数生成典型风光出力序列,并建立阶梯型需求响应模型以实现响应量的分级补偿,提高需求侧用户的响应积极性;最后,以总运行成本最小为目标,构建考虑不确定性和定价补偿的源荷储联合调峰优化模型,并以改进的IEEE 30节点系统为例进行分析。结果表明,所提模型能够挖掘源荷储三侧资源的灵活调峰潜力,提升系统调峰能力和新能源消纳水平。

    • 张英敏,张婉欣,李保宏,黑玉鹏,王腾鑫,张敏

      Abstract:

      当前新能源大量引入至电力系统,为了使其代替传统的水电、燃气机组作为黑启动电源,文中研究了基于光储联合系统的电网分段恢复策略。首先,根据光储系统的结构和控制方式,提出由储能系统建立稳定的并网母线线电压,光伏系统分步并网的启动方式;其次,为了增强光伏发电系统的惯性阻尼支撑,提出在光伏系统逆变器侧加入虚拟同步控制;最后,在待启动机组和系统负荷并网过程中,利用储能系统配置附加阻尼控制器抑制电网黑启动产生的次同步振荡,保证电网稳定恢复。在PSCAD/EMTDC中搭建光储联合系统黑启动的电磁暂态仿真模型并进行分析,结果表明系统恢复过程中母线线电压偏差不超过0.65%、系统频率偏差不超过1%,满足黑启动要求,验证了文中所提启动策略的可行性。

    • 陈一丰,黄铭浩,董树锋

      Abstract:

      在电力系统能源转型的背景下,充分利用配电侧分布式电源(distributed generation,DG)对于减少碳排放具有重要意义。而随着DG的广泛接入,输配电网之间存在双向功率流动,如果输电网和配电网仍然按照传统的等值方法进行最优潮流计算,将无法获得精确结果。因此文中建立输配协同全局最优潮流优化模型,采用节点撕裂的方法解耦输配电网的耦合变量。在此基础上,通过数学推导得到模型的不动点迭代形式,考虑到传统的异构分解(heterogeneous decomposition,HGD)算法只利用最新的计算结果进行迭代计算,结合数学领域的安德森加速思想,利用历史迭代值对不动点迭代进行优化,提出基于安德森加速的HGD算法。经算例测试,该算法能充分利用配电侧DG。与其他算法进行对比,结果显示,该算法准确度高,收敛性能相较于HGD算法有显著提高。

    • 李嘉伟,巨云涛,张璐,刘文武,王杰

      Abstract:

      源荷多元不确定性给“源荷储”一体化微电网优化调度带来了诸多挑战,但传统方案存在优化模型过于片面极端和时间尺度单一导致调度不合理的问题,无法兼顾可靠性和经济性,并且难以协调不确定性分析方法与不同时间尺度之间的配合关系。文中基于数据驱动的多离散场景分布鲁棒方法,提出一种微电网两阶段分布鲁棒日前优化调度模型,使用列和约束生成算法进行求解。结合改进分布鲁棒优化的不确定方法、多时间尺度调度策略和模型预测控制理论,通过逐级细化调度时间尺度和减小预测周期的长度来提高精度,以最小化发电成本以及调节成本等为目标建立日前-日内多时间尺度滚动优化调度模型,较大程度上抵抗系统不确定性因素的影响。结合算例仿真分析,进一步说明了所提模型能够有效消纳新能源、降低运行成本同时兼顾安全性和经济性。

    • 解良彬,向月,王世谦,李秋燕,刘方

      Abstract:

      分布式光伏装机量猛增影响了台区的安全可靠运行,台区储能成为消纳分布式光伏的关键,但台区储能项目投资的经济性与电网可靠性之间难以平衡。对此,提出一种基于台区储能反配新能源模式的综合考虑经济性与可靠性的台区储能优化配置方法。首先,建立台区储能容量优化经济模型;其次,基于台区储能经济性优化结果进行电网可靠性模拟仿真;最后,考虑经济性与可靠性等综合指标,运用优劣解距离法对各节点进行选址评估,通过累积分布曲线确定台区储能配置方案。算例仿真结果表明,文中所提方法可以有效提升配电网分布式光伏消纳能力,更好地平衡了台区储能投资的经济性与电网可靠性,相关结果可为新能源配储比例的合理设置提供借鉴。

    • 史昭娣,朱宁,李政,陈琦

      Abstract:

      合理利用新能源出力互补性可平抑其出力波动性,在新能源规划中考虑互补性可令新能源规划布局更为合理。基于此,文中考虑新能源出力互补性,研究计及源-荷匹配的新能源系统优化规划方法,利用新能源总出力与负荷的正相关特性,保持新能源总出力与负荷的动态平衡。首先,基于源-荷匹配思想,提出描述新能源出力与负荷贴近程度的均衡度指标以及描述新能源出力与基准负荷一致程度的一致性指标。然后,建立计及源-荷匹配的多区域新能源系统优化规划模型,并通过引入新能源出力与负荷匹配均衡度约束来保证两者变化特性一致。最后,以我国北方4个区域的电网为例进行算例分析。研究结果表明,计及源-荷匹配的新能源系统优化规划可以综合考虑新能源消纳率和渗透率,为考虑新能源出力互补性的新能源规划布局提供解决方案。

    • 史明明,刘瑞煌,张宸宇,朱卫平,葛雪峰

      Abstract:

      对输电网与柔性互联配电网组成的输配电网络整体采用故障枚举法进行可靠性评估时,除去分析输电网与配电网内部故障对各自供电可靠性的影响之外,还须考虑故障场景下输电网与配电网间的交互影响。文中在现有输电网与配电网各自独立的可靠性评估方法基础上,提出针对输配电网络整体的可靠性评估方法。所提方法可计及故障条件下输电网与配电网运行状态间的相互关联,将输电网故障后的节点负荷减载细化为配电网优化后的负荷切除方案,提升输电网可靠性评估结果精度,并将应对输电网故障导致的配电网负荷损失纳入配电网可靠性评估。此外,在输电网可靠性评估中计及了配电网内部故障导致的输电网节点供电负荷损失及其对输电网运行可靠性造成的影响。针对输配电网络整体,基于故障枚举采用解析法计算得到输配电网络可靠性指标,算例分析结果验证了所建立可靠性评估模型的有效性。

    • 专论与综述
    • 谢玮琛,郭俊,郑群爽,谢彦召

      Abstract:

      架空传输线作为电力系统中的重要组成部分,其在瞬态电磁场或激励源作用下(例如高空电磁脉冲)通常能够耦合出高幅值过电流,将作为强电磁干扰的耦合路径对电力系统造成严重干扰。现有建模方法中,经典传输线理论在处理非电小尺寸横截面线路的高频耦合问题时存在较大误差;全波数值算法(例如矩量法)依赖网格剖分计算过程使得其在处理长线情况时效率不高。此外,电力系统中往往线缆数量较多,且地面均须考虑实际有耗情况。为解决上述问题,文中提出一种能够计算电力系统架空传输线高频耦合电流的渐近模型。基于计算效率较高的渐近理论,引入反射与散射过程对高阶模式分量进行量化,并针对任意线路数量、任意参数地面及不同激励情况,推导统一电流表达式。最后,利用全波数值仿真以及天线辐照实验验证模型有效性和可靠性。结果表明,文中计算模型能够快速计算高频耦合电流,为线路防护以及电磁效应研究提供理论基础与数据支撑。

    • 董冰冰,李康,高常胜,刘贯科,戴喜良,夏云峰

      Abstract:

      注入脉冲模拟局放是气体绝缘金属封闭组合电器(gas insulated switchgear,GIS)特高频(ultra high frequency,UHF)局放监测装置功能校验的主要方法,由于现场校验脉冲注入的耦合方式不同,模拟局放与实际局放等效性规律尚不明确,无法保证监测装置功能校验的有效性。文中首先建立126 kV GIS典型局放缺陷(尖端、悬浮、绝缘子气泡)和内/外置式脉冲注入UHF局放检测平台,并对UHF信号有效脉冲进行归一化提取;接着提出基于经验模态分解的加权本征模函数(intrinsic mode functions,IMF)信号处理方法,通过计算局放信号欧式距离平均值和最大值表征其等效性;最后与常规信号偏差法进行对比验证。研究表明,相较于常规信号等效性分析方法,加权IMF法可有效解决UHF信号波形局部差异较大的问题;使用内置传感器脉冲注入的模拟局放信号与悬浮局放信号等效性最高,局放信号的欧式距离平均值Me和最大值Ma分别为3.82%和10.28%。因此,UHF监测装置功能校验可采用恒定参数注入脉冲代替悬浮缺陷,且模拟局放可优先选择内置UHF传感器注入脉冲。文中研究可为UHF局放监测装置功能校验的脉冲注入方法提供参考。

    • 马建,王建平,孟德安,颜黎明,郭钿祥

      Abstract:

      永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)具有结构简单、运行稳定、效率高和外形多样等显著优点,在生产制造领域得到广泛应用。PMSM在工作中不断受到速度变化和负载波动等复杂工况的影响,不可避免地会出现各种故障,如轴承故障、偏心故障、退磁故障和匝间短路故障等。文中综述了PMSM常见故障类型,并总结了自动化领域中基于信号的状态监测方法的现有研究,以用于各类电气和机械故障的检测和诊断。随后,对诊断方法进行了总结,并分析了其优势与限制,探讨了不同信号处理方法在应用中的利弊。最后,根据当前研究现状,讨论了PMSM故障监测与诊断存在的问题和未来发展方向。

    • 电网运行与控制
    • 鄢呈旸,王立军,张闻哲,李威,周旋

      Abstract:

      输电杆塔及塔线体系(简称塔线体系)是整个电力系统中输电环节的核心部分,沿海地区的强风对塔线体系有着重要影响。为研究在随机脉动风场作用下塔线体系的动力响应特性,文中以广东某地区的1W2C9型鼓型自立式输电杆塔为研究对象,建立输电杆塔的单塔及一塔两线的塔线耦联有限元模型,结合Davenport风速谱与四阶自回归法模拟具有空间相关性的单塔9节点及塔线体系49节点的脉动风场,研究在此脉动风场下的单塔及塔线体系的动力响应,并探究不同风向角对其动力响应的影响。研究结果表明:单塔及塔线体系的动力响应最大值大于其拟静力响应;由于塔线耦联效应的存在,输电线会增加塔线体系的稳定性,降低其动力响应;90°是输电杆塔单塔及塔线体系动力响应的最不利风向角。

    • 曹燕明,李亚男,周滔,罗隆福

      Abstract:

      交流海底电缆是海上风电场交流输电技术的重要组成部分,但其充电电流问题限制了其在远距离、大容量海上风电中的应用。文中基于HYJQF41-F290/500 kV型号的单芯交流海底电缆,研究了该电缆在远距离、高压输电中不同工况下的沿线过电压分布情况。首先,建立该电缆的仿真模型,并对其参数进行修正。然后,针对并联电抗器的不同补偿度,对单端补偿、两端补偿等配置方案下并联电抗器的容量进行分析计算。最后,基于高压、远距离风电场模型中单相接地故障、合分闸等工况,对不同无功补偿方案下海底电缆沿线过电压的分布规律进行仿真研究。研究结果表明,海底电缆的最大过电压随着补偿方案的不同而出现在不同的位置。基于此,文中给出了在不同补偿方案下高压海底电缆选型以及变电站设备绝缘水平设计时过电压的选取方法,对工程实际具有一定指导意义。

    • 朱明星,许路遥,高敏

      Abstract:

      为提高静止无功补偿器(static var compensator,SVC)应对直流电弧炉等冲击性负载的闪变抑制性能,文中在改进Takagi-Sugeno(TS)模糊算法的基础上,提出一种SVC滚动预测控制方法。首先,建立直流电弧炉电气模型并仿真分析其无功特性;然后,针对经典TS模糊预测算法应用于波动负荷时出现的输出异常置0情况,提出一种范围自适应修正的改进方法,该方法能消除一类算法应用机理导致的异常值,从而提高TS模糊算法对波动负荷无功功率预测的可靠性和准确性;最后,基于模型训练时间约束,建立无功功率半周期滚动预测控制模型,提前10 ms预测无功功率,改善了SVC传统控制系统响应的滞后特性。仿真结果表明,相比于SVC传统控制方法,所提方法的平均闪变改善率提高了54.17%,验证了所提方法对闪变现象的抑制效果提升显著。

    • 配网与微网
    • 程杉,刘延光,刘炜炜,王灿,李振兴

      Abstract:

      为充分挖掘光储充一体化电站经济效益及碳减排效益,实现站内组成单元合理配置,文中提出一种计及经济性和低碳性的光储充一体化电站多目标优化配置方法。首先,根据充电站内各模块的功能及需求,探究光储充电站中碳排放的来源,建立站内各模块成本、碳排放的数学模型。然后,以系统年投资运行成本和碳排放量最小为目标,使用基于三黑洞捕获策略的多目标粒子群算法,对不同负荷场景下电站各组成模块进行优化配置,得出各场景下电站各组成模块的最优配置方案。对比结果表明,文中所提方法可有效降低规划运行时的成本和碳排放量,提高电站经济及环境效益。最后,采用逼近理想解排序法得出最优场景下的折衷优化方案,可为当前光储充一体化电站的投资建设提供参考。

    • 杨晓辉,王晓鹏,邓叶恒

      Abstract:

      为了协调电动汽车车主和主动配电网2个不同主体之间的利益关系,针对电动汽车接入后主动配电网的优化调度问题,文中提出一种考虑电动汽车充电综合满意度和主动配电网运行效益的多目标分层优化方法。上层模型注重最大化电动汽车车主的充电利益,采用归一化法向约束法求解电动汽车的最优充放电计划,并将其输入下层优化模型。下层模型旨在最大化主动配电网的运行效益,根据电动汽车的充放电计划调整可控分布式电源的输出功率,采用二阶锥松弛转换法和带权极小模理想点法求解该非线性多目标问题。仿真结果表明,所提含电动汽车的主动配电网多目标分层优化方法能够在促使电动汽车充电综合满意度超过0.9的同时,减少有功网损约94.12%、运行成本约30.90%,实现电动汽车车主和主动配电网的双赢。

    • 易文飞,张潼,岳东,李来福,袁宇波

      Abstract:

      综合能源系统能够实现多种形式能源的互补利用,随着分布式电源装机容量的急剧攀升,其间歇性和随机性也给系统的运行效率和运行安全带来了巨大挑战。为了应对源荷双侧不确定性对楼宇综合能源系统经济调度的影响,首先,分别考虑综合能源各子系统的运行特性,对电网、天然气网及各耦合设备进行建模。其次,基于温度、热辐射和热负荷之间的定量关系,构建楼宇用户的热室模型。继而,以最小化综合能源系统运行成本为优化目标,建立基于机会约束规划的楼宇综合能源系统日前优化调度模型,并通过凸松弛技术将非线性调度模型转化为易于求解的混合整数二阶锥规划问题。最后,在Python环境中进行仿真分析,利用CPLEX求解器求解。结果表明:所提模型及求解方法能够有效描述和处理系统的不确定性风险,促进新能源消纳,提升系统运行经济性。

    • 高电压技术
    • 邓红雷,李力行,涂画,姚力恺,张翔,刘刚

      Abstract:

      时频域反射(time-frequency domain reflectometry,TFDR)法具有成熟便捷、分辨率较高的特点,广泛应用于各类电缆的故障测距。为了有效判别和精确定位核电站仪控电缆绝缘屏蔽层断裂缺陷,文中通过介入热应力,提出一种改进TFDR法。对50 m多芯仪控电缆进行不同程度的断裂破损模拟,并使用传统TFDR法和改进TFDR法进行检测实验验证。检测结果显示,改进TFDR法对弱断裂缺陷的定位峰峰值为0.2,是传统TFDR法的2.5倍,且不同程度断裂缺陷下定位误差率均小于2.5%。可得出如下结论:相较于传统TFDR法,改进TFDR法使用热应力浮动方差曲线作为缺陷判别的依据,可显著提高对弱断裂缺陷的判别能力;改进TDFR法通过对原定位距离进行修正,进一步提高了对弱断裂破损的定位精准度,可实现对微弱缺陷的有效识别定位。

    • 高思航,黄聪,王锐,韦昊,罗小婷,何维晟

      Abstract:

      矿物绝缘油中腐蚀活性较强的硫化物已被证实会诱发油浸式电力设备绝缘故障,在绝缘油精炼过程中会被去除。部分非活性硫因其高效抗氧化性保留于矿物绝缘油中以提高油品的氧化安定性。然而,非活性硫在油浸式电力设备运行条件下的活化问题及其对绝缘性能造成的影响并未得到关注。文中针对矿物绝缘油中的典型非活性硫(噻吩类硫化物),聚焦油纸绝缘中非活性硫诱发绕组腐蚀的反应机理,采用材料物相分析方法探究噻吩类硫化物的热裂解产物,结合热裂解动力学分析方法,分析噻吩类硫化物在不同升温速率下的活化能变化规律,并开展噻吩类硫化物在油纸绝缘热老化作用下的试验研究。热裂解气相色谱、质谱以及热裂解傅里叶红外光谱结果表明,噻吩类硫化物(噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩)在热裂解过程中的主要活化产物为具有极强腐蚀性与挥发性的H2S。不同热裂解升温速率下,噻吩类硫化物的失重率规律基本一致,其中噻吩最容易发生热裂解,其次是苯并噻吩,最后为二苯并噻吩。在油纸绝缘低温过热条件下,由于体系能量的不断积累,会导致噻吩类硫化物发生活化进而生成低分子强腐蚀性硫化物,加剧油品腐蚀性,最终导致油纸绝缘发生硫腐蚀。

    • 张东东,常泽中,万武艺,张志劲,陈久林

      Abstract:

      采用电场法可检测出绝缘子串零值片,而现有技术通常通过扫测整串绝缘子的电场分布曲线来找出绝缘子串零值片,这一方法操作难度大、效率低。文中提出通过探测绝缘子局部电场的方法来识别零值绝缘子,首先建立零值绝缘子检测仿真模型,得到含检测装置的绝缘子串电场畸变特性;然后,通过该特性获得零值片的局部电场识别判据;最后,通过设计传感器、探测装置验证仿真结果,并实现零值绝缘子的点测识别。研究结果表明,采用三阵列电场法可以实现零值绝缘子检测。装置长度应大于电场的畸变区间长度,对于文中研究对象可取130 mm;识别判据为探头1、3变化率小于10%,探头2偏差率小于50%。检测时,对于高压端和中压端,检测装置应为正对钢脚,在低压端应为正对伞裙。研究结果可为输配电外绝缘智慧运维提供理论支撑。

    • 廖文龙,李哲,杨玥坪,唐博,魏文赋

      Abstract:

      温度是影响材料力学性能的重要因素之一,准确测量器件温度是认识材料在应力作用下其力学性能演变以及评估设备健康状态和寿命的重要方式。面向功率器件开关过程中焊接界面快速温变测量的需求,传统方法存在时间分辨能力不足、难以测量瞬态温度的问题。文中基于激光诱导元素特征谱线强度与温度的密切相关性,提出了一种微秒量级时间分辨能力的表面温度测量方法,并建立了样品表面温度与光谱特性之间的定量关系。研究结果表明,物质表面温度提升导致激光诱导等离子体光谱强度和信噪比增强,且增强效果受到光谱采集延时和门宽影响。采用反向传播-人工神经网络(back propagation-artificial neural network,BP-ANN)和偏最小二乘(partial least squares,PLS)法对表面温度与光谱特性关系定量拟合并校准,拟合模型线性相关性拟合度指标均大于0.99。BP-ANN拟合模型的拟合偏差更小,其均方根误差(root mean squared error,RMSE)为2.582,正确率为98.3%。该方法为物体瞬态温度测量提供了一种有效手段,对功率器件焊接界面健康状态的评估给予了有力支撑。

    • 电机与电器
    • 何玉灵,蒋梦雅,邱名豪

      Abstract:

      为分析发电机运行过程中定子铁心的损耗、温升及其在磁拉力和热应力综合作用下的机械结构响应,文中对同步发电机定子铁心进行磁-热-固多物理场耦合计算。首先,理论推导铁心损耗及其所受的单位面积磁拉力,分析铁心的温升特性,在此基础上解析得到铁心在磁拉力和非均匀热载荷耦合激励下的机械结构响应;然后,构建CS-5型故障模拟发电机作为有限元仿真的三维物理模型,计算得到铁心的单位面积磁拉力、损耗曲线和温度分布情况,并进一步计算获得磁拉力和热载荷同时作用下铁心的变形、应变和应力。结果表明:发电机在稳定运行后,定子齿槽温度最高;槽口处变形量最大,槽底应力较高。最后,通过热电偶和温度巡检仪对CS-5型故障模拟发电机在实际运行过程中的定子铁心端面、槽内和外圆表面的温升进行实时监测,实测的定子铁心温度场分布和有限元仿真结果相吻合,验证了磁-热-固多物理场耦合方法的有效性。文中获得了定子铁心的温度分布规律及其在磁-热耦合激励下的机械结构响应分布规律,为发电机结构逆向优化设计及定子铁心变形预防提供了技术参考。

    • 王贵峰,袁昕,姜云辉,王建飞,林志芳

      Abstract:

      针对传统背靠背三电平变换器成本高、体积大、结构复杂等问题,文中提出一种新型双端口三电平变换器拓扑,通过器件复用方式减少开关器件数量,优化系统结构。首先,详细分析所提新型拓扑的工作原理,给出单相桥臂的6种有效开关状态、电流流通路径及对应双端口输出电平,并对各开关器件的电压应力进行分析。其次,研究并设计一种适用于该新型拓扑的载波层叠脉宽调制策略,加入直流偏移量以避免调制波重合产生的影响。然后,进一步分析该策略在同频与异频工作模式下的调制度范围、相角差约束等关键问题,给出各工作模式下直流偏移量选取原则及两端口调制度约束范围。最后,基于DSP-FPGA-Typhoon HIL 402实验平台对不同工作模式进行验证。实验结果表明,在实现所提新型拓扑双端口电压电流稳定输出的前提下,加入直流偏移量的载波层叠脉宽调制策略使得变换器输出的电能质量良好,谐波含量低。

    • 李嘉洋,咸日常,李飞,胡玉耀,薛永端,王玮

      Abstract:

      针对目前接地变出口短路工况下绕组物理特征研究不足、损坏事故多等问题,文中以一台干式接地变为研究对象,利用有限元仿真软件搭建三维多物理场耦合模型,分析研究接地变低压侧出口短路工况下绕组电磁、温升、应力形变等多物理参量的变化及分布规律,探究影响接地变抗出口短路能力的关键因素。结果表明:接地变发生出口短路后,受其轭铁心及邻柱铁心的影响,绕组侧面磁通及其等效应力均大于绕组正面,整体形变极不均匀;受接地变特殊的绕组结构和工作方式的影响,其低压绕组在出口短路故障时的暂态温度可达140.9 ℃,远高于高压绕组。最后基于动、热稳定的双重约束,提出接地变抗出口短路能力的提升措施,对接地变抗出口短路能力的薄弱部位进行结构优化。

    • 技术探讨
    • 李娟,朱龙臻,俎立峰,王先为,杨美娟

      Abstract:

      电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter-based high voltage direct current,LCC-HVDC)系统若发生后续换相失败,将严重影响交直流混联电网的安全稳定运行。文中首先针对LCC-HVDC系统故障恢复过程中电流偏差控制作用阶段易再次发生换相失败的问题,对电流偏差控制参数与换相失败之间的关系进行理论分析,发现此阶段系统若不发生换相失败,逆变侧LCC直流电压和交流换相电压须满足一定的约束关系,且该约束关系受电流偏差控制参数的直接影响。然后,基于理论分析结果,提出一种电流偏差控制参数整定方法,可改善系统故障恢复过程中对直流电压恢复速度和程度的控制要求,使系统更易满足直流电压与交流换相电压稳定运行约束关系,以降低后续换相失败概率。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真平台CIGRE标准测试模型验证了理论分析的正确性以及参数整定方法的有效性。

    • 陈刚,辛晓军,宋普查,王开正,罗莉

      Abstract:

      油-纸界面的局部放电是油浸式变压器中油-纸绝缘失效的主要原因之一。文中在多分支流注放电数值模型的基础上进一步考虑油-纸界面的电荷输运特性,构建油-纸绝缘系统中的多分支流注放电模型,并利用有限元法分别对天然酯绝缘油和绝缘纸介电常数配比、针电极与纸板的间距影响下的沿面放电特性进行研究。结果表明,针电极与纸板的间距及绝缘油与绝缘纸的介电常数配比均会显著影响流注分支;针电极与纸板的间距越小,油-纸界面处的流注分支间的抑制越明显,油-纸界面的流注对z-轴流注的影响更显著;当绝缘油介电常数比纸板大时,流注在油中的发展和分支更为显著,反之则流注更易沿纸板表面发展及在油-纸界面聚集电荷。

    • 韩捷,刘智勇,周歧林,童锐,凌毓畅,梁国开

      Abstract:

      消弧线圈接地系统发生同母两回线异相接地故障时,常规选线装置存在准确率不高的问题。针对消弧线圈接地系统发生的同母两回线异相接地复故障选线难的问题,文中通过线路首端的零序电流和母线零序电压信息获得线路的零序导纳,分析消弧线圈接地系统发生同母两回线异相接地故障特征,发现故障线路零序导纳的幅值大于非故障线路零序导纳的幅值,在高阻接地时仍呈现出此特征。在此基础上提出了基于零序导纳幅值比的消弧线圈接地系统同母两回线异相接地复故障选线方法,利用故障线路与非故障线路零序导纳幅值的差异建立故障选线判据,将所有故障线路全部选出。PSCAD仿真结果表明,该选线方法准确率高,不受故障位置、消弧线圈补偿度的影响,具有较强的耐受过渡电阻的能力。