中国电气工程学报2020年第31期「电气工程新技术」

今天带来中国电气工程学报2020年第31期「电气工程新技术」，关于中国电气工程学报2020年第31期「电气工程新技术」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

中国电工技术学会主办的电气工程行业品牌技术期刊，关注实用工程技术、聚焦前沿发展。中国科学研究院电工研究所王秋良院士任《电气技术》主编，武汉大学电气工程学院唐炬院长任《电气技术》执行主编。

计及多能流不确定性的综合能源系统优化配置

作者：高统彤；邵振国；陈飞雄

摘要：综合能源系统存在较大的运行不确定性,规划过程中忽略这种不确定性会导致设备配置容量过于理想化、设备利用率低的问题。针对此问题,本文采用仿射变量建立综合能源系统协同规划模型,将仿射优化模型分解为目标仿射函数的中心值最小及在不确定性因素影响下仿射函数变化量最小两个子问题,前者为仅考虑源荷预测功率的确定性优化模型,后者考虑源荷预测误差,通过max模型和min模型交替迭代,使配置结果受不确定性因素影响最小。采用某园区综合能源系统规划算例验证所提方法的有效性和经济性。

无极性直流微型断路器电寿命评估研究

作者：牟明川；张博；赵虎；郭晓雪；张立昌

摘要：低压断路器是低压交直流配电系统控制和保护的主要器件,电气寿命是衡量其性能的指标之一。相较于低压交流断路器,直流断路器没有电流过零灭弧特征,其灭弧及寿命评估不易。本文研究无极性直流微型断路器电寿命评估,阐述了无极性直流微型断路器结构,搭建试验平台进行电弧特性分析和电寿命试验,并建立电寿命预测模型。试验结果表明,电弧对触头的稳定燃烧是断路器电寿命减少的主要原因,本文所提出的静触头烧蚀量与燃弧能量积累量的线性模型可有效预测断路器电寿命。

基于低通滤波原理的电涌保护器超低残压研究

作者：罗佳俊；冯海洋；冷丁丁；蔡剑碧

摘要：雷电是一种低频脉冲波,频谱主要分布在低频段。通过分析雷电波频谱、Multisim电路仿真和模拟雷击测试,从频域角度研究滤波器参数与残压的关系。试验证明：匹配的LC低通滤波电路并联在电涌保护器后面,能过滤剩余电流的低频能量,降低残压波的陡度,从而获得极低的残压,达到比多台能量配合的电涌保护器更好的保护效果;各类磁心电感在瞬态雷电流冲击时会产生不同程度的磁饱和现象,导致电路失去匹配性,不适合用于电涌保护器滤波电路。

基于Matlab的变压器绕组变形频率响应的仿真研究

作者：陈杰；兰生；林野；许明龙；朱志豪

摘要：频率响应法（FRA）是检测电力变压器绕组变形的一种可靠方式,本文以三绕组变压器为研究对象,提出考虑各个单元之间互感和绕组相邻线饼间电容的模型。首先,采用有限元软件Maxwell建模求取正常及变形绕组的等效电路参数;其次,根据仿真得到的等效电路参数,在Matlab中建立状态空间模型,通过参数矩阵进行频率响应计算,得出高压绕组轴心偏移和饼间间距变化两种典型绕组变形对频率响应曲线的影响规律。研究结果对后续提取反映频率响应特性的特征向量,实现变压器绕组变形类别的识别具有一定参考价值。

交直流多端口户用型能量路由器协调控制策略

作者：杨新华；张景帆

摘要：能量路由器是家庭区域能源网与电网之间能量接口的重要组成部分,本文针对一种交直流户用型能量路由器结构,研究设计实现分布式发电、储能系统、电网与负荷之间能量平衡的协调控制策略。为延长由蓄电池和超级电容组成的混合储能系统中蓄电池的使用寿命,设计模糊控制算法电源管理策略;采用改进的下垂控制策略,实现户用型能量路由器并网时的平滑切换,提高系统的鲁棒性。

在Matlab/Simulink平台上搭建户用型能量路由器仿真模型进行分析,仿真结果表明,本文所研究控制策略在保持系统稳定性的同时,能够有效抑制可再生能源输出波动及负载变化带来的影响。

计及柔性直流的短路比指标分析研究

作者：黄楚茵；夏成军；钟明明

摘要：电力系统的运行特性与其所连接的受端交流电网强度关系密切,而基于传统常规直流系统提出的短路比是衡量受端电网强度的重要指标之一。考虑混合多馈入系统中柔性直流系统（VSC-HVDC）对短路比指标计算的影响,基于短路比的定义,本文分别从短路容量和等效直流功率两方面出发,分析VSC-HVDC对系统短路电流及多馈入相互作用因子的影响,进而提出一种计及柔性直流的混合多馈入系统短路比指标计算方法。最后通过对混合多馈入直流系统模型和实际大系统的仿真,验证了这一方法在计算含柔性直流系统的短路比时具有准确性。

变电站三遥信号单端核对系统研究与开发

作者：欧阳智斌；吴笑天

摘要：针对当前变电站三遥信号核对工作效率低的问题,本文研究开发一种能够实现信号单端核对的信息传输和接收系统,创新使用电力无线传输链路,突破电力内网信息传输的壁垒。利用专用服务器从主站安全获取各厂站三遥数据,通过电力接入点（APN）专网进行传输,并开发用于接收数据的移动应用,从而实现变电站三遥信号的远程获取。

在信号验收过程中,无需后台人员配合,现场工作人员利用移动终端即可实现信号的单端核对。现场测试和应用表明,利用信号单端核对系统进行信号验收,现场作业人员可从五人减少到两人,单个信号的平均核对时间缩短三分之一,工作效率得到了明显提升。

自主可控特高压直流控制保护系统设计与研发

作者：沈天骄；仲浩；王永平；周强；邹强

摘要：针对特高压直流输电工程,本文设计并开发基于自主可控平台的特高压直流控制保护系统。首先,分别设计自主可控控制保护系统的软、硬件平台,并将平台自身特点与特高压直流输电系统要求相结合,设计可靠的冗余通信方式和完备的主机状态监视功能。然后,在自主可控平台上设计特高压直流控制保护系统,并开发功能样机。最后,在基于实际工程参数的实时仿真系统中,进行系统性能测试。试验结果表明,该自主可控的特高压直流控制保护系统功能完善、性能优良,具备工程化应用条件。

考虑随机扰动的高速铁路弓网系统滑模控制研究

作者：刘涛；鲁小兵；张佳怡

摘要：受电弓与接触网的滑动接触是目前高速铁路电力机车的主要取流方式。为保证受电弓-接触网（弓网）系统的接触稳定性,对高速受电弓实施有效的主动控制是提高弓网受流质量的一种潜在措施。

本文建立具有刚度、质量参数时变特征的非线性接触网模型,以准确模拟高速列车运行过程中的随机扰动。在模型基础上,采用滑模控制算法进行高速受电弓的主动控制,并引入扰动补偿策略以降低弓网接触力在随机扰动影响下的波动程度。仿真结果显示,所提基于滑模控制的高速受电弓主动控制方法可有效降低接触力波动,减少弓网离线率。

储能系统用母线排电场及静力学仿真分析

作者：杨钊；董瑞；王莉；张玉荣；李亮亮

摘要：储能集装箱内的母线排主要用于电池模块的充放电作业,充放电过程中的电压和电流往往较大,若母线排的空间布置不合理,很有可能由于绝缘距离不够而造成对地击穿;或者因为结构强度设计不合理,在运输、充放电过程中产生结构变形或破坏,影响储能集装箱的运行可靠性。

本文以储能集装箱内母线排为例,介绍母线排的主要结构与工作情况,并使用有限元分析软件Ansys Mechanical APDL对母线排在充放电时的电场分布进行分析。为了验证母线排结构强度是否满足使用要求,使用Ansys Workbench对母线排在运输、作业、共振等工况下的受力情况进行分析,结果验证了此种储能集装箱母线排结构的合理性,可为同类电气零部件设计提供参考。

变电站油泄漏三级监控系统的研制与应用

作者：颜诚；程川；雷宝辉；王亮；陆凯捷

摘要：当前,由于主变事故油池容量不足、雨水管路直接外排、漏油人工监测和控制缺乏等原因,变电站设备漏油后不能被及时发现并得到有效控制,导致漏油事件极易转为恶劣的环境污染事件。针对该隐患,本文广泛应用物联网、通信技术、智慧传感技术,首创构建一套技术简单可靠、业务高度融合、可推广应用的变电站油泄漏三级监控系统。

通过研制仿生鳍减摇结构的智能漏油监测装置,对变压器进行事故排油系统、雨水系统、运行环境的多维度实时监测,采用自动蝶阀与监测装置实时联动,实现变电站漏油智能控制,杜绝发生因变电站设备漏油外排导致的环境污染事件。

基于模板复用的智能变电站系统配置描述文件自动配置方案

作者：朱长银；吕航；丁杰

摘要：目前,在智能变电站工程实施中,未充分发挥二次设备模型及回路数字化优势,未重用已有智能变电站工程配置成果,导致智能变电站集成标准化水平偏低,集成效率及质量较差。本文提出一种基于模板复用的智能变电站系统配置描述（SCD）文件自动配置方案,首先建立典型变电站SCD文件模板库,然后根据实际工程情况选取SCD文件模板并导入实际工程的各二次设备模型,再基于标准化虚端子名称更新虚端子连线关系即完成SCD配置。

本文分析智能变电站集成的主要配置工作,针对性地提出一种基于模板复用的SCD文件自动配置方案,并结合工程示例说明具体实施过程,该自动配置方案的应用可显著提升智能变电站集成效率及质量。

基于RTDS的光伏逆变器接入薄弱电网仿真测试及研究

作者：徐东坡；代永恒；姬成群；孙妙华

摘要：采用物理试验平台对光伏逆变器进行功能验证,存在测试工况少而无法反映各种极端工况的问题。采用数字物理混合的半实物仿真方法,能够便捷提供准确的实验条件且风险可控,试验成本低。通过研究薄弱电网的电气特性,基于实时数字仿真（RTDS）系统搭建薄弱电网下的光伏并网系统硬件在环仿真平台,并基于该平台开展低电压穿越及高电压穿越测试。通过对仿真结果分析,验证了该仿真方法的可行性和有效性。

500kV变压器纵差保护试验方法

作者：楚皓翔；宋宇；李涵

摘要：500kV变压器在低压侧配置总断路器的情况下,多采用纵差保护作为电量主保护。纵差保护动作时,故障相的准确判别对保护装置的正确动作和故障的分析及处理至关重要。本文以△→Y处理方式下的保护装置为例,研究高低压侧电流相位校正和幅值校正原理,以及常规接线调试方法下,模拟单相故障时的纵差保护动作情况。

为准确模拟单相故障情况下,保护装置对故障相的准确判定,本文对接线方式进行改进处理。理论分析和试验结果表明,新接线方式下的保护调试可以正确模拟单相故障下的纵差保护动作情况,对研究单相故障时变压器的纵差保护动作特性有积极的指导意义。

配电网联络开关异动感知及自适应纠正的防误方法

作者：蔡建逸；林裕新；吴泽鑫；陈楠

摘要：随着社会对供电可靠性要求的提升,配电网环网联络开关多处于热备用状态,在线路故障时能够快速复电。但在非故障和非人为操作的情况下,已发生多起联络开关异动合闸导致线路长期合环运行的事件,增加了设备运行和调度操作风险,严重影响了电网安全稳定运行。

为了能够监测自动化及非自动化配电联络开关异动情况,快速纠正线路误合环问题,本文改进配电自动化主站环网联络识别方式,提出一种开关异动感知和自适应纠正算法,实现联络开关异动合环感知,定位最优解环点并程序化解环,通过测试验证该算法的可行性,有效避免线路长期合环带来的电网运行隐患及误操作风险,提升配电网动态防误技术及电网安全管控水平。

继电保护二次回路绝缘现状分析及对策

作者：陈明泉

摘要：继电保护二次回路绝缘破坏可能造成继电保护误动或拒动,影响电网稳定运行。本文对二次回路常见的绝缘薄弱点进行分析,并通过列举部分实例进行讲解,总结检修过程中二次回路绝缘测试项目内容和测试方法及注意事项,为检修人员提供参考。

海南强雷区典型配电线路差异化防雷措施研究

作者：王录亮；韩来君；黄松

摘要：海南地处我国最南端,雷电活动极为强烈,绝缘水平较低的10kV配电线路极易因雷击跳闸,直接影响海南工农业生产生活用电。因此,有效提高10kV配电线路防雷性能评估水平与治理能力,对保证海南地区供电的稳定可靠十分重要。

本文采用配电网差异化防雷技术开展海南强雷区10kV配电线路防雷综合治理研究,首先建立综合考虑雷电信息、线路结构及绝缘配置信息的雷击风险评估流程;然后选择雷害最为严重的典型配电线路开展逐基杆塔的精细化雷击风险评估;根据风险评估结果,结合配电网各种防雷措施特点,选择安装带间隙避雷器作为改造措施;最后依据改造杆塔范围和次序,制定两套线路防雷改造方案,并量化评估各套方案的预期效果。