电网技术

高比例可再生能源并网

  • 高比例风电电力系统考虑频率安全约束的机组组合

    林恒先;侯凯元;陈磊;夏德明;闵勇;秦爽;张博闻;

    高比例风电接入电力系统导致转动惯量和一次调频能力降低,功率扰动下的频率安全问题凸显,机组组合中需要考虑频率安全约束。首先提出了一种简单实用的频率安全约束条件,当系统满足该约束条件时,给定功率扰动下的最大频率偏差将保持在设定限值内。将该约束条件纳入机组组合模型,同时考虑风电出力为预测区间上下限值时系统仍能够承受给定的功率扰动,建立了考虑风电功率不确定性与频率安全约束的机组组合模型。仿真结果证明,所提出的机组组合模型考虑了风电功率的不确定性,同时也能满足系统发生大功率扰动下的频率安全需要。

    2021年01期 v.45;No.446 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 899K]
  • 考虑广义储能与火电联合调峰的日前–日内两阶段滚动优化调度

    崔杨;周慧娟;仲悟之;惠鑫欣;赵钰婷;

    随着风电等新能源并网规模不断增大,其波动性与不确定性给系统调峰带来了巨大挑战。为提高电力系统调峰能力,构建了考虑广义储能与火电机组联合调峰的日前-日内两阶段滚动优化模型。首先,该模型将需求侧灵活性负荷与实际储能共同视为广义储能资源,充分利用其快速调峰能力,与火电机组配合共同参与到电力系统的调峰过程中,减小系统的峰谷差,提升系统的调峰灵活性,降低火电机组的调峰压力;其次,为应对系统不同调度阶段的不确定因素,构建了日前-日内两阶段滚动调峰模型,该模型充分挖掘了广义储能各类资源不同时间尺度的分布特性以及调峰潜力,使其与火电机组配合,实现各类资源的协调调度,提高系统新能源的消纳量,降低系统的运行成本;最后,以IEEE 39节点系统为例验证本文所提模型的有效性。

    2021年01期 v.45;No.446 10-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 928K]
  • 计及抽水蓄能和火电深度调峰效益的抽蓄–火电联合调峰调用顺序及策略

    林俐;岳晓宇;许冰倩;孙勇;魏敏;

    针对抽蓄与火电机组联合调峰同步调用(synchronous dispatching of pumped storage-thermal,SDPT)、抽蓄定时抽发调用(timing dispatching of pumped storage-thermal,TDPT)顺序及策略所存在的问题,统筹抽蓄的调用效益和火电深度调峰经济性,提出了抽蓄-火电分层调用顺序及策略,建立了抽蓄-火电联合调峰分层优化调度模型(hierarchical optimal dispatching of combined peak-shaving of pumped storage-thermal,HDPT)。其中上层模型以改善净负荷峰谷波动性最优和抽蓄的调用效益最大为目标优化抽蓄机组出力;下层模型计及火电深调成本和弃风惩罚成本,以系统总调峰成本最小为目标优化火电机组出力。最后以某实际区域系统为例,仿真对比了TDPT、SDPT、HDPT 3种方案,得出所提方案可大幅改善系统调峰经济性和火电调峰经济性,减小弃风率,并大幅提高抽蓄机组利用率。研究结果可为抽蓄调度决策提供参考。

    2021年01期 v.45;No.446 20-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 757K]
  • 多风电场功率时间序列的时空相关性统计建模和运行模拟方法

    管霖;周保荣;文博;徐乾耀;詹勋淞;吴亮;卓映君;

    在风电场时间序列统计建模中需要同时计及多风电场功率的空间相关性和功率时间序列在不同时间尺度的相关性。提出了一套层次化的多风电场时间序列数据挖掘与统计建模方法。首先将日功率曲线聚类为不同的模式类,并统计多风电场模式的联合分布,识别强相关风电场群。然后建立单变量马尔科夫链模型描述功率曲线模式的日间转移。最后按联合模式划分子样本集,分别建立多变量马尔科夫链模型描述日内相邻时段功率的随机变化。通过某省多风电场实际录波数据的统计建模和功率序列模拟,并与2种典型建模方法进行对比,表明了所提模型生成的时间序列能更准确的模拟实际样本的时间和空间相关性。

    2021年01期 v.45;No.446 30-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1304K]
  • 适用于高/低电压穿越的双馈风机协同控制策略及其稳定技术研究

    甄永赞;苏宁赛;李美林;

    针对双馈风电机组(doubly fed induction generator,DFIG),提出可提高DFIG高/低电压故障穿越能力的协同控制算法、系统稳定性约束条件以及控制参数的优化方法。在电网电压对称突变且硬件保护电路不投入运行时,该算法可加速定子磁链暂态分量的衰减,实现抑制转子侧变流器的过电压和过电流,提高DFIG的故障穿越能力。对所提控制算法进行非线性动力学分析,给出系统同时满足高/低电压故障穿越过程的大范围稳定约束条件,以及与稳定约束条件近似等效的数值方法,解决了原约束条件难以解析求解的问题。最后通过仿真验证了所提控制算法的故障穿越能力,同时表明所提数值稳定约束条件以及参数优化方法是有效的。

    2021年01期 v.45;No.446 39-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1053K]
  • 大功率模块化储能系统SOC优化均衡控制

    闫士杰;沈千翔;李相俊;

    针对大功率模块化储能系统中储能模块数量庞大而导致的储能电池SOC不均衡问题,提出了一种基于反步法的储能模块SOC优化控制方法,实现了储能电池工作时SOC的一致性。首先根据大功率模块化储能系统和储能模块拓扑结构,分别建立了储能模块的SOC状态方程和输出功率状态方程。然后应用反步法推导出了使各储能模块的SOC趋近一致的优化控制率,设计了储能模块控制器。在此基础上,针对系统中每个储能模块的充电状态、放电状态和切除状态,均进行储能模块的SOC控制,使同一桥臂上偏离期望值较大的储能模块SOC值快速接近期望值,实现了各储能模块充放电过程中的SOC一致性。最后建立了大功率模块化储能仿真系统,验证了SOC均衡控制的有效性。

    2021年01期 v.45;No.446 49-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 821K]
  • 基于改进等效电路模型的高比能量储能锂电池系统功率状态估计

    杨新波;郑岳久;高文凯;任东生;韩雪冰;欧阳明高;

    针对高比能量电池大倍率下的电化学特性特殊性,用传统的等效电路模型(equivalent circuit model,ECM)估计功率状态(state of power,SOP)存在精度较低的问题,提出一种拓展的等效电路模型(extended equivalent circuit model,E-ECM)进行SOP估计。分析锂离子动力电池负载电流对极化内阻的影响,基于不同倍率测试和最小二乘的方法建立极化内阻与电流的关系;通过引入SOC偏差?z的概念,来描述电池内部的固相扩散反应引起的扩散压降,对部分SOC区间的?z进行了拟合预测;构建了考虑极化内阻电流依赖性和扩散压降的E-ECM模型,基于E-ECM模型进行电压限制下的10s和180s的SOP估计。搭建了面向单体电池的基本性能实验和SOP最大电流实验平台,分析结果表明,基于模型的最大电流平均误差不超过0.41%、最大误差0.51%左右,基于拟合预测?SOC处的最大电流误差为1.47%,验证了E-ECM模型对SOP估计的有效性和准确性,为锂离子动力电池管理系统功率状态估计与控制提供了理论支撑。

    2021年01期 v.45;No.446 57-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1526K]
  • 基于主动注入的光伏直流并网系统早期故障定位方法

    朱瑞;贾科;施志明;毕天姝;王聪博;

    对光伏直流并网系统早期故障进行定位隔离,可尽可能避免短路故障造成的系统长时间停运,提高了系统可靠性。早期故障信号微弱,时频域特征不明显,不影响系统功率送出情况下准确定位早期故障具有很大挑战。针对此问题,提出了一种基于换流器主动注入的早期故障定位方法,揭示了早期故障高阻特征,利用扰动信号对故障系统结构变化差异的放大,定位早期故障。基于PSCAD仿真验证了所提方法的正确性,分析对系统电压稳定性和功率送出的影响,同时验证了其噪声情况下的准确性。所提方法充分利用了换流器灵活控制的能力,具有较高可靠性;且能够避免系统长时间停运,具有很好的工程应用价值。

    2021年01期 v.45;No.446 67-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 711K]
  • 考虑充电站吸引力的EV充电负荷时空分布模拟

    曹昉;李赛;张姚;

    电动汽车(electricvehicle,EV)充电负荷时空分布的随机性给电力系统的规划与运行带来了挑战。针对该问题,文章提出考虑充电站吸引力与交通耗时指数的EV充电负荷时空分布模拟方法。首先建立充电站吸引力模型,用以描述用户选择充电站的规律;其次对传统起点–终点(origin destination,OD)矩阵进行修正,用以描述EV的行驶和分布规律;提出交通耗时指数概念,量化用户的行驶耗时;进而使得充电站吸引力模型能够充分计及各种时空因素,通过模拟EV的行驶路径及荷电状态并结合充电站吸引力计算单体EV的充电负荷时空分布矩阵,进一步通过蒙特卡洛模拟推广至群体EV;最后以某典型城区为例,对比分析出租车和私家车的充电负荷形态及充电站吸引力和交通状况对充电负荷的影响,验证了文章所提模型和方法的正确性和有效性。

    2021年01期 v.45;No.446 75-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 768K]

面向新一代电力系统和能源互联网的人工智能技术

  • 基于改进直流潮流算法的潮流计算收敛自动调整方法研究

    张松涛;张东霞;黄彦浩;李文臣;陈兴雷;汤涌;

    为了获得潮流计算的收敛解,传统的方法是一次又一次地反复手动修改系统预设。随着电力系统规模的扩大和复杂性的提高,调度和规划人员获得收敛的潮流计算结果的难度进一步增大,因而有必要实现一种潮流计算收敛的自动调整方法。为此,提出了一种基于改进直流潮流算法的潮流计算收敛自动调整方法。根据高压电网潮流计算中有功无功弱耦合的特点,分别对有功无功进行调整,先调整有功功率,再调整无功功率。对于有功功率的调整,在改进直流潮流算法的基础上设计了局部有功平衡的量化指标。对于无功功率的调整,设计了虚拟无功网络和局部无功平衡的量化指标。使用智能优化算法或强化学习对有功和无功进行调整,以使得潮流恢复收敛。使用所提方法对IEEE 118节点系统和实际电网系统进行了潮流的自动恢复调整,验证了该方法的可行性和有效性。

    2021年01期 v.45;No.446 86-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 750K]
  • 基于门控图神经网络的栓母对知识图谱构建与应用

    赵振兵;段记坤;孔英会;张东霞;

    由于电网规模增长,直升机、无人机巡线的大量应用,产生的航拍图像数量剧增,其中螺栓的缺陷因数量众多和体积较小,故由输电线路螺栓缺陷引发的事故频频发生。另外,现有输电线路螺栓缺陷分类方法仅限于表面特征提取而忽略目标间关联和受复杂环境的影响大等问题。针对以上情况,该文提出利用螺栓螺母之间的关联组成栓母对,然后使用卷积神经网络提取栓母对特征初始化图网络节点和结合栓母对的先验知识表示栓母对缺陷与栓母对语义对象的关联,并以此来建立栓母对知识图谱指导栓母对缺陷分类。在此基础上,将输电线路上与螺栓相关的缺陷划分为栓母对缺陷,并建立粗级缺陷数据集和细级缺陷数据集。通过使用栓母对知识图谱来指导栓母对的缺陷分类实验,并以此来验证栓母对知识图谱的有效性和可行性。实验结果表明,该栓母对知识图谱实现了栓母对先验知识的有效运用,完成了栓母对粗级缺陷和细级缺陷的高效分类。

    2021年01期 v.45;No.446 98-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 565K]
  • 基于不均衡数据集成学习的大型电力变压器状态评价方法

    韩笑;王新迎;韩帅;张玉天;王继业;

    大型电力变压器构造复杂,设备成本高,是电力系统的关键组成部分,其运行状态与电力系统的安全稳定密切相关,因此变压器状态评价已成为常态运维业务工作。然而目前状态评价工作严重依赖导则与专家经验,人力成本高,易受到主观影响;而已有模型往往直接应用标准算法,在实际生产环境中表现不佳。针对目前大型电力变压器状态评价在数据质量、样本分布、应用需求与模型表现等方面存在的问题,提出了一种新的评价模型。首先,剔除了无效样本并设计了一种交叉权重方法来标记有效样本;之后,按照数据完整程度区分状态量并对其进行特征提取和高维映射,再拆分数据集得到多个完备训练数据集;然后,应用SMOTEBORDERLINE算法来合成正样本,得到多个完备均衡训练数据集;最后,并行化训练多个代价敏感修正的支持向量机(support vector machine,SVM)组件学习器,并通过权重投票法形成集成学习器。所提出的模型考虑了不均衡数据集与代价敏感所带来的影响,利用集成学习提高了模型的泛化能力,经过实际生产环境验证表现良好,与传统方法相比,显著降低了非正常状态样本的误判率与漏判率。

    2021年01期 v.45;No.446 107-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
  • 电力设备多光谱图像融合及多参量影响的故障渐变规律演化预测研究

    崔昊杨;周坤;张宇;胡丰晔;许永鹏;秦伦明;

    不具备维修条件的情况下为保障重点区域供电的可靠性,允许故障设备在系统失稳前运行一段时间,演化预测当前故障渐变规律成为了安全预警亟待解决的核心问题。然而,现有演化预测方法所需的评估参量不仅获取困难,还会因参量之间融合不当,而使得预估时间偏差较大。为此,通过改进的全状态集成法模型,进行了电力设备多光谱图像融合及多参量影响的故障渐变规律演化预测研究。通过红外检测图像与红外标准图库匹配以及红外–可见光的图像融合的方式从非结构化的图像数据中提取设备关键构件温度参量。结合运行参数采用聚类算法进行故障诊断,在此基础上综合短期电负荷和环境因素构建了负荷/环境–温升模型,并通过关联热老化、负载率、光照等状态约束条件预估设备故障后续走势。以综合状态为评估依据的电压互感器PT故障演化实验表明:该方法可有效识别设备并对热缺陷进行定位和分类评估,预测设备的运行状态随负荷、环境变化的趋势,为电力设备不停电检修智能化决策提供理论基础。

    2021年01期 v.45;No.446 115-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1774K]
  • 基于深度卷积神经网络的输电线路防鸟刺部件识别与故障检测

    缪希仁;林志成;江灏;陈静;刘欣宇;庄胜斌;

    电力铁塔上故障防鸟刺的及时检测,对于减少输电线路鸟害的发生,从而保障输电线路安全可靠运行具有重要意义。电力巡检图像中电力铁塔上的防鸟刺具有轮廓特征较不明显、部分重叠分布的特点给防鸟刺部件识别与故障检测研究带来一定挑战。针对所述防鸟刺特点,提出一种基于深度卷积神经网络的防鸟刺部件识别与故障检测方法。先利用锐化滤波器对电力巡检图像进行锐化处理;其次运用经过多尺度训练的YOLOv3目标检测网络框选并截取出经过锐化处理的电力巡检图像中的防鸟刺区域;最后利用基于Resnet152特征提取网络的防鸟刺故障检测器处理截取出的防鸟刺区域,实现防鸟刺故障检测。利用上述方法,实现电力巡检图像中的防鸟刺部件识别与故障防鸟刺检测,防鸟刺部件识别平均准确率为95.36%,故障防鸟刺检测准确率为92.3%。实验结果表明,所提方法能够有效实现电力巡检图像中防鸟刺部件识别与故障检测。

    2021年01期 v.45;No.446 126-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 703K]

直流输电与直流电网

  • 聚合恒功率负荷对直流微电网稳定性影响的阻抗法分析

    郑凯元;杜文娟;王海风;

    电动汽车等恒功率负荷大量接入直流微电网可能导致系统振荡失稳,对系统的稳定运行提出了挑战。分析了恒功率负荷聚合接入导致系统失稳的机理,并提出了一种基于Nyquist判据的直流微网稳定性估计方法。首先,在负荷动态特性相同的假设下,推导了直流微网等效降阶模型,将含N个恒功率负荷的高阶直流微网等效为含单个负荷接入的微网降阶系统。在降阶系统中,单个恒功率负荷经N倍的线路阻抗和N倍的电源输出阻抗接入恒定电压源,其负荷个数N对稳定性的不利影响称为阻抗倍增效应。然后,为不失一般性,文章进一步讨论了恒功率负荷动态特性不同的情况。在此基础上,文章提出了一种微网稳定性估计方法,可用于衡量恒功率负荷聚合接入带来的失稳风险、并估计系统允许接入的CPLs的最大数量。最后,通过算例分析证明所提方法的有效性。

    2021年01期 v.45;No.446 134-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1485K]
  • 基于桥臂电压控制的MMC直流短路主动限流方法

    李国庆;杨勇;辛业春;江守其;王拓;

    基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电系统直流短路后电流上升迅速且伴随大量的能量释放,为限制其故障电流,提出一种基于桥臂电压控制的MMC主动限流方法。根据故障电流影响因素分析,针对不同交流出口特性需求,设计了故障期间桥臂电压控制方法,通过减小桥臂电压直流分量降低直流出口电压,从而抑制故障电流上升率;考虑主动限流策略对交流电压及桥臂电流的影响,以MMC不闭锁为约束条件,设计了控制参数的选取原则,最后在四端直流电网中对该主动限流方法的限流效果及其对故障切除后功率恢复的影响进行了仿真分析。结果表明,所提主动限流方法能够有效限制短路电流,降低直流断路器的电流开断难度,且对故障切除后的功率恢复影响较小。

    2021年01期 v.45;No.446 144-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 974K]
  • 考虑谐波耦合特性的LCC-HVDC换流站小信号建模

    周攀;刘天琪;王顺亮;马俊鹏;张海川;

    谐波间的耦合作用关系着系统的动态稳定性能,为在对电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统数学建模时考虑该动态耦合过程,提出了基于12脉波换流器的开关函数理论与指数傅里叶级数相结合的LCC-HVDC小信号谐波状态空间(harmonic state space,HSS)建模方法。该建模方法不仅考虑了谐波的相互耦合作用,具有较高建模精度,同时也揭示了换流站处于不同运行模式下,交/直流侧谐波通过换流站传递到直/交流侧的动态耦合机理。最后,通过PSCAD电磁暂态仿真结果与小信号模型计算结果的对比,验证了文中提出的LCC-HVDC系统小信号HSS模型的有效性及内部谐波动态分析的正确性。该研究结果还为系统稳定性评估与参数优化奠定基础。

    2021年01期 v.45;No.446 153-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 872K]
  • 基于单环定理的HVDC输电线路纵联保护方法

    刘晓军;岳爽;杨冬锋;王卫;

    针对高压直流(high voltage direct current,HVDC)线路高阻接地故障时保护容易拒动的问题,提出一种基于单环定理的纵联保护方法。首先,将直流线路两侧电流突变量作为状态变量构造奇异值等价矩阵,根据单环定理进行谱分析从而实现区内外故障识别;然后,通过广义S变换提取两极电流突变量特定频段暂态能量和的比值特征进行故障选极;最后,给出了纵联保护方案。仿真验证表明,所提保护原理判据简单,易于整定,各种故障情况下均能实现快速、有选择性动作。所提方法对不良数据具有较强的免疫能力,即使在线路末端发生高阻接地等最不利于保护动作的故障情况下仍能可靠动作。

    2021年01期 v.45;No.446 162-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 576K]
  • 适用于直流电网的故障电流主动转移型MMC

    蒋纯冰;俞永杰;王鑫;赵成勇;

    柔性直流电网对价格高昂的高压大容量直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)的需求限制了其发展与应用。论文提出了适用于直流电网的故障电流主动转移型低成本直流故障隔离方案,对半桥型模块化多电平换流器进行局部改造,使其在具备主动转移故障电流辅助分断故障线路的同时,降低了换流器桥臂子模块内器件的过流程度与过流时间,提高子模块内器件的可靠性。随后阐述了故障电流主动转移方案的工作原理,并对各阶段的故障电流与新增模块内IGBT的电压应力进行理论分析。最后,利用PSCAD/EMTDC进行仿真验证,并将论文方案与混合式DCCB方案的器件使用量进行对比,可知论文方案在换流器出线数目较多的场合具备一定的经济优势。

    2021年01期 v.45;No.446 170-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 657K]
  • 一种混合型输入串联输出并联直流变压器

    袁栋;袁宇波;贾勇勇;肖小龙;陈武;姚金杰;

    现有基于多变换器输入串联输出并联(input-series output-parallel,ISOP)结构的直流变压器子模块大多采用单一模块,在实现灵活控制和高效率之间很难达到平衡。基于模块化技术,提出了一种基于CLLLC谐振变换器子模块和DAB变换器子模块的混合型ISOP结构直流变压器拓扑,分别利用CLLLC谐振变换器的高效率与DAB变换器的高可控性优点,通过2类子模块数量和高频变压器变比的合理设计,CLLLC谐振变换器将传输绝大部分功率,从而提高整个直流变压器的效率。详细分析了该混合型ISOP直流变压器的工作原理与设计方法,并利用PLECS软件验证了所提出的直流变压器拓扑的可行性,最后通过一台2k W,400V/100V的样机进行实验验证。

    2021年01期 v.45;No.446 179-188页 [查看摘要][在线阅读][下载 1394K]
  • 电压故障下的阀冷系统主泵切换逻辑分析

    张国华;马根坡;

    阀冷系统2台主泵的正常切换是保证换流阀安全可靠运行的关键条件。目前主泵电气回路一般配置有电压监视继电器,以便检测到欠压、失压和缺相等电压故障后及时切换主泵,保证阀冷系统冷却水流量和压力平稳。介绍了主泵的基本电气原理,分析了换流站主泵供电回路电压故障特性,对主泵电气回路电压监视继电器的动作特性和恢复特性进行了测试分析;通过现场验证发现了电压故障情况下2台主泵不能正常切换导致直流闭锁的隐患,分析指出故障原因是元器件电气特性与软件逻辑配合不当;最后提出了进一步完善主泵切换逻辑,加强运维工作的意见和建议,以期对直流工程设计和运维检修提供一定的参考决策依据。

    2021年01期 v.45;No.446 189-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 1055K]

电力市场

  • 兼容多目标调控需要的新型容量市场机制设计

    陈政;尚楠;张翔;

    容量市场是电力市场体系的重要组成部分,能起到补偿固定成本、激励电源投资、保障容量供应等作用,在美国PJM、英国等市场中都有广泛应用。然而以保障供给需要为主的机制设计,导致现有容量市场机制在高比例可再生能源场景应用中存在明显局限性,同时也无法兼顾能源转型发展等多政策目标调控需要。面向未来能源转型可持续发展需要,文章提出了兼容多政策目标调控需要的新型容量市场机制方案。在该机制下,除满足常规容量市场保障供给目标需求外,还可以便利地附加能源结构约束指标要求,实现有序推进能源转型的政策需要,同时借助市场竞争发现边际容量成本,保障经济效率目标得到实现。另外该机制还能适应风、光等可再生能源成本持续下降、市场竞争形势动态演变的需要,实现对可再生能源发展的激励相容规制,替代既有定向补贴、配额制等产业扶持政策。在给出详细机制方案设计基础上,还进行了仿真算例模拟计算,结果表明,所提出的容量市场机制方案可有效兼顾保障供给安全、经济成本发现、推动绿色转型等多政策目标调控需要,便利地解决能源"不可能三角"的协同问题。

    2021年01期 v.45;No.446 198-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
  • 计及储能寿命与调频性能的风储联合投标模型及算法

    王浩浩;陈嘉俊;朱涛;吴明兴;陈青;朱建全;刘明波;

    风电与储能联合投标可有效应对风电的随机性,提高风电与储能的综合效益。文章针对电力市场环境下风储联合投标的模型与算法问题开展研究。首先,详细考虑储能电池循环寿命、风储联合调频性能、风储联合运行条件及电力市场方面的约束,建立风储联合参与电能量市场和调频市场的投标模型。然后,将所提模型转化为马尔科夫决策过程,并提出一种改进动态规划算法进行求解。该算法利用情景记忆避免对各个子问题的重复计算,可显著提高计算效率,并有效处理风储联合投标过程中出现的随机性、非线性、离散性问题和逻辑变量。最后,通过算例说明了所提方法的有效性。

    2021年01期 v.45;No.446 208-217页 [查看摘要][在线阅读][下载 822K]
  • 考虑风险测度的配电网精准投资项目优选模型

    王泽祺;刘友波;沈晓东;于汀;李健;彭冬;赵朗;刘俊勇;

    随着配电网发展面临的不可控因素增多且配电网投资竞争加剧,电网企业须更多考虑投资风险、单位投产效益等精准投资要素。为此,文章融合配电网发展诊断指标,建立配电网项目投资效益评估的双层指标体系,用以计及单位投资效率与宏观投资效益。并采用条件风险价值测度将单个项目收益率的分布特征计入投资风险,定义了含风险偏好置信度的投资风险最小目标函数。然后,将投资总额、电网发展需求、项目间耦合关系等作为约束,构建了以效率与风险为目标的配电网投资组合多目标优化模型,应用模糊满意度理论求解得到投资策略。最后,以某电网某批次投资计划20个项目进行算例仿真,并分析了风险偏好及目标倾向对配电网精准投资的影响。结果表明,所提模型能较好地反映配电网投资的风险水平,并通过投资组合规避风险,实现了整体投资效益约束下,投资效率与风险均衡的配电网项目优选。

    2021年01期 v.45;No.446 216-226页 [查看摘要][在线阅读][下载 723K]

电力系统

  • 基于ADPSS新一代仿真平台的大规模交直流电网数模混合仿真

    王玭;李亚楼;陈绪江;张星;穆清;张艳;王祥旭;

    我国电网已成为世界上运行特性最复杂、控制难度最大的电网,基于ADPSS新一代仿真平台构建大规模交直流电网数模混合仿真系统,开展直流控制保护闭环仿真试验研究及进行交直流相互影响的分析工作,对提高直流输电系统及交流电网正常、故障、异常运行工况条件下主要电气量以及相关运行数据的仿真分析水平,有十分重要的现实意义。该文介绍了该项技术的详细方案和实现方法,并通过西北全网带7回直流控制保护装置的数模混合仿真案例验证了所提方法的正确性。

    2021年01期 v.45;No.446 227-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 722K]
  • 计及网络信息安全的配电网CPS故障仿真

    梁英;王耀坤;刘科研;赵煜;

    配电网信息物理系统的发展使得信息系统与物理系统相互融合,两者之间相互影响,网络信息安全给配电网安全稳定运行带来很大隐患。为研究信息系统对配电网物理系统的影响,首先搭建配电网信息物理系统(cyberphysical system,CPS)仿真平台,在此基础上,建立配电网CPS终端仿真模型,具有恒功率控制和下垂控制2种控制方式的分布式电源模型,通信网络模型,控制层模型,以及中间人攻击和虚假数据注入模型。然后仿真三相短路故障处理和孤岛运行控制2个场景,分析通信数据篡改对故障处理过程的影响以及虚假数据注入和数据拦截对孤岛运行控制过程的影响。仿真结果表明,通信数据篡改事件导致了停电范围扩大,虚假信息注入和数据拦截事件导致了孤岛运行频率调整失败等。该文仿真为配电网CPS运行特性分析以及信息网络安全事件识别与防控提供了仿真基础。

    2021年01期 v.45;No.446 235-242页 [查看摘要][在线阅读][下载 1081K]
  • 基于多源数据和模型融合的超短期母线负荷预测方法

    范士雄;刘幸蔚;於益军;张伟;李立新;

    母线负荷预测对于电网调度运行的安全性和在线分析决策的准确性具有重要的意义。为了进一步提高母线负荷预测精度,提出了一种基于多源数据和模型融合的超短期母线负荷预测方法。结合当前电力大数据,首先将历史负荷数据、日期信息以及天气信息等多类型数据作为预测模型的输入特征,并建立基于BP-ANN(back propagation)神经网络和CNN(convolutional neural network)神经网络融合的预测模型。然后采用BP-ANN提取数值类型和类别类型数据的特征向量,与CNN提取图像型数据的特征向量进行融合,通过多层BP-ANN神经网络进行超短期母线负荷的预测。最后,采用我国某地区220kV变电站高压侧的有功负荷历史数据和该地区天气信息进行实例分析。实验结果分析表明,所提方法能够充分有效利用多源数据和模型融合的特点进行超短期母线负荷预测,相较于BP-ANN和CNN单独模型预测具有更高的负荷预测精度。

    2021年01期 v.45;No.446 243-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 701K]
  • 利用模糊信息粒化与支持向量机的空间负荷预测方法

    肖白;赵晓宁;姜卓;施永刚;焦明曦;王徭;

    若直接使用实测负荷数据最大值进行空间负荷预测,则元胞负荷中的异常数据会导致预测结果精度降低,考虑到通过确定并利用元胞负荷合理最大值可以明显改善预测精度,提出一种基于模糊信息粒化与支持向量机的空间负荷预测方法。首先构建电力地理信息系统,并在其中生成2类元胞。其次按照时间尺度的长短区分Ⅰ类元胞负荷颗粒度的粗细,通过划分模糊粒化窗口,建立合理的模糊集对Ⅰ类元胞细颗粒度下的历史负荷数据进行模糊信息粒化,进而确定出Ⅰ类元胞粗颗粒度下的历史负荷的合理最大值。然后采用支持向量机模型,对粗颗粒度下的Ⅰ类元胞负荷进行预测。最后确定Ⅰ类元胞负荷密度均衡系数,求取分类负荷密度指标,结合用地信息求得各Ⅱ类元胞负荷预测值,从而实现对空间电力负荷预测结果的网格化。工程实例表明了该方法的实用性和有效性。

    2021年01期 v.45;No.446 251-260页 [查看摘要][在线阅读][下载 1335K]
  • 保证重要负荷不间断供电的配电网储能规划方法

    张海波;马伸铜;程鑫;龚贤夫;卫凯;

    以台风灾害为例提出了保证重要负荷不间断供电的配电网储能规划方法。首先,基于配电网韧性量化,给出了配电网应急响应期间内的年综合失负荷成本模型;其次,为描述灾害的时空特性以及灾害攻击造成的线路故障不确定性,构建了多阶段多区域配电线路故障状态不确定集;最后,考虑规划决策集、多阶段多区域配电线路故障状态不确定集和系统运行集,建立了以线路加固年投资成本、储能配置年投资成本和年综合失负荷成本最小为优化目标的两阶段鲁棒优化模型,并采用column-and-constraint generation (C&CG)算法求解。以IEEE33节点配电网算例和广东某地区实际电网算例仿真分析,结果表明所提规划方法具有较好的韧性提升效果和经济效益,能够有效保证灾害期间重要负荷不间断供电。

    2021年01期 v.45;No.446 259-268页 [查看摘要][在线阅读][下载 687K]
  • 改善虚拟同步发电机阻尼特性的设计方法

    马铱林;杨欢;屈子森;辛焕海;韩俊飞;

    虚拟同步发电机(virtual synchronous generators,VSG)控制基于虚拟同步机制可以增大电力系统等效转动惯量,改善电网稳定性。但是由于虚拟同步发电机模拟传统电机的机电暂态特性,传统电机的动态稳定性问题也因此被引入到虚拟同步发电机中。通过建立虚拟同步发电机的动态模型,发现线路电感会对系统等效产生负阻尼力矩;采用复数力矩系数法,分析得到虚拟励磁调节器同样会在控制回路中等效叠加阻尼力矩,存在功率振荡的风险。为改善系统阻尼特性,采用虚拟阻抗控制策略改善电感等效阻尼;并提出一种虚拟电力系统稳定装置(power system stabilizer,PSS)设计方法,可以实现虚拟励磁等效力矩的补偿。最后,通过搭建仿真平台,验证虚拟同步发电机中存在的负阻尼特性以及补偿设计方法的有效性。

    2021年01期 v.45;No.446 269-275页 [查看摘要][在线阅读][下载 1296K]
  • 含抽水蓄能电站的互联电网负荷频率自抗扰优化控制研究

    杨一凡;项雷军;郭新华;郑义民;

    针对发电能源结构的多元化发展给互联电网负荷频率的稳定性控制带来较大的挑战,建立含抽水蓄能电站的两区域互联电网多元混合发电的负荷频率控制模型,提出一种基于粒子群优化算法的负荷频率线性自抗扰控制器参数整定优化策略,通过粒子群算法的迭代寻优计算获得最优的线性自抗扰控制器参数。考虑互联电网各区域发生不同的负荷扰动,在抽水蓄能电站的抽水和发电2种工况下,对所提出的控制方法进行系统仿真。仿真结果表明,通过粒子群算法优化的负荷频率线性自抗扰控制器,与传统PI控制器对比,前者具有更强的抗扰动能力和适应性,系统动态稳定性更好。

    2021年01期 v.45;No.446 276-283页 [查看摘要][在线阅读][下载 1094K]
  • 含微型同步相量测量的智能配电网信息集成方法

    王金丽;韦春元;段祥骏;李运硕;谢伟;王康元;

    随着分布式电源、柔性负荷、电动汽车的大量接入,配电网呈现出潮流双向化、源荷智能化、网络电力电子化等新特征,为提高智能配电网的可观测性,微型同步相量测量装置等新技术产品得到逐步推广和使用,为智能配电网状态监测和运行控制提供了新方法和新手段。针对大规模分布式电源、柔性负荷、电动汽车接入智能配电网实际情况以及微型同步相量测量信息与已有SCADA数据集成应用需求,提出了多源端系统数据信息集成思路和方法,构建了基于海量数据总线和高速数据总线的硬件架构和软件架构方案,通过采用主动分布式内存库、高速数据总线等技术将微型同步相量量测高密度实时数据与已有自动化、信息化系统实现信息集成和融合共享,为智能配电网高频运行状态估计、小电流故障诊断与定位、动态特性优化协调控制等高级应用提供数据信息支撑。

    2021年01期 v.45;No.446 284-291页 [查看摘要][在线阅读][下载 598K]
  • 基于楼宇分布式能源提升配电网韧性的智能表计优化配置方法

    曾博;方伟;徐豪;孙晓燕;张建华;

    针对现有配电网韧性研究未充分考虑需求侧资源价值的问题,提出了一种新的利用需求侧智能楼宇(smart building,SB)实现供电韧性的解决方案。首先,基于SB中能量转换存储设备的可调特性,分析了灾后SB对配电网的能量支撑作用。在此基础上,构建了基于二阶段随机规划的需求侧资源最优开发模型。在充分计及极端天气对电网损伤不确定性影响的基础上,以系统投资运行费用及灾后负荷损失成本综合最小作为目标,通过优化智能能量表计在SB用户中安装位置,实现对需求侧分布式能源在灾后负荷恢复中的贡献作用。最后以我国东部某沿海城市实际配电网为例,分析了基于SB供能系统提升配电网韧性的效果及成本效益,并验证了所提方法的有效性。

    2021年01期 v.45;No.446 292-302页 [查看摘要][在线阅读][下载 805K]
  • 利用电流–电压导数线性度关系的小电流接地系统接地故障选线

    冯光;管廷龙;王磊;薛永端;俞小勇;徐丙垠;

    更好地利用故障暂态与稳态信息,可以减少小电流接地故障选线算法复杂程度,提高适应性。分析了不接地与经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时,不同出线暂态与稳态电气量的线性度关系,发现:健全线路的零序电流与母线零序电压导数之间始终呈正比例且比例系数为正;故障线路的零序电流与母线零序电压导数呈非线性关系或者比例系数为负的正比例关系。可对零序电流采样值序列与对应的母线零序电压差分值序列进行线性拟合,根据拟合优度及曲线斜率选择故障线路。方法可同时适用于不接地系统与谐振接地系统,且对高阻接地故障仍有较高的选线准确度,与以往的选线方法相比利用了更加丰富的故障电气量,提高了选线算法的适应性与选线的可靠性。仿真验证与现场数据验证了方法的正确性。

    2021年01期 v.45;No.446 302-311页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K]
  • 基于Hausdorff距离的自适应母线保护新原理

    戎子睿;金能;林湘宁;邢家维;李正天;张培夫;

    传统基于工频量的差动式或比相式母线保护装置受滤波算法数据窗影响动作速度较慢且原理上无法摆脱电流互感器(current transformer,CT)暂态饱和带来的不利影响。为此,提出了一种基于Hausdorff距离算法的自适应母线保护新原理。首先给出了Hausdorff距离算法的基本原理,然后将与母线相连任一支路电流与其余各支路电流之和进行采样值同步及标幺化处理,接着分析了两者Hausdorff距离在不同系统工况下的变化规律,据此提出设置2个门槛值将动作平面划分为三区域以自适应区分内、外部故障及CT饱和情况。理论分析和基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,所提新判据动作速度快、抗CT饱和能力强、灵敏度高,门槛值整定简单且对系统不同运行方式能做到可靠自适应。

    2021年01期 v.45;No.446 312-321页 [查看摘要][在线阅读][下载 861K]
  • 采用虚拟电压匹配的含双馈型电源电网暂降源定位

    林熙瑶;邵振国;张嫣;

    分布式新能源的大量接入和电力电子器件的广泛使用极大地改变了电力系统的暂态响应特性,使得以不含分布式新能源的电网作为研究对象的传统暂降源定位方法不再适用。基于双馈电源的故障机理特性提出一种新的暂降源定位法,首先建立了双馈风力发电系统的不对称故障数学模型,推导不同变换器控制策略下的机端电压统一解析式,分离电压暂态特征分量,指出稳态分量包含暂降位置信息;其次定义了虚拟电压用以表征故障位置信息,提出并网点和其他测点虚拟电压的计算和获取方法;最后采用各测点的虚拟电压构成待识别模式,与预设故障形成的典型暂降模式群进行匹配,确定暂降位置,并在含双馈电源的IEEE 33和IEEE 118节点系统中验证了文中定位法的可行性和有效性。

    2021年01期 v.45;No.446 322-330页 [查看摘要][在线阅读][下载 563K]
  • 考虑多维特征刻画的电压暂降严重程度评估方法

    胡文曦;肖先勇;李成鑫;

    随着高新技术的发展,越来越多的新型用电设备对暂降波形的不同特征敏感,因此迫切需要改进电压暂降严重程度评估方法。由于目前电压暂降特征刻画方法仅计算暂降幅值和持续时间2个基本特征,暂降严重程度评估结果无法有效反映设备受暂降的影响程度。为此,从电网侧暂降严重程度评估的角度出发,提出一种考虑多维特征刻画的电压暂降严重程度评估方法。针对现有暂降严重程度评估方法存在的诸多问题,提出电网侧电压暂降多维特征刻画方法和用户侧典型耐受曲线模式库。根据监测波形中提取的多维特征值与典型耐受曲线所对应敏感特征向量的相似性建立隶属度函数评估综合严重程度。最后,基于电网实测数据对文中方法的有效性进行验证,结果表明该方法能够有效反映不同暂降特征对敏感设备的不同影响程度,且相较于传统方法在少量敏感设备耐受曲线的前提下评估准确度更高,更适用于电网侧暂降严重程度评估。

    2021年01期 v.45;No.446 331-338页 [查看摘要][在线阅读][下载 544K]
  • 基于部分采样及混合分段的超高次谐波检测方法

    王子江;李琼林;蒋建东;张华禹;郑晨;

    高频电力电子设备的广泛应用导致电网中的超高次谐波问题日趋严重,而现有的谐波检测方法在用于检测频率范围更宽的超高次谐波时存在检测速度慢、处理数据多等问题,针对超高次谐波的检测缺乏统一且有效的标准。在全面剖析电力电子变流设备产生的超高次谐波频次特征与开关频率的关联性的基础上,提出一种基于特征频率分段的混合检测方法。通过部分采样FFT运算得到谐波峰值来确定开关频率,根据开关频率及其倍数频率附近的峰值特性自动确定频谱聚合的分段策略。仿真分析表明该方法在保障超高次谐波准确检测的基础上有效提升了检测速度,试验结果验证了方法的可行性和有效性,可为统一超高次谐波检测标准提供新思路。

    2021年01期 v.45;No.446 339-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 762K]
  • 基于IEWT和噪能转移SR-MLS反演识别技术的低频振荡信号分析

    张虹;王迎丽;勇天泽;葛得初;白洋;

    电力系统低频振荡信号是典型的多分量混噪信号,特征提取较困难。为此,采用基于顺序统计滤波原理(order statistics filter,OSF)平顶上包络的改进经验小波变换算法(improved empirical wavelet transform,IEWT)和随机共振—移动最小二乘(resonance-moving least squares,SR-MLS)反演识别技术相结合的方法实现对振荡信号的特征分析。IEWT结合了小波分析的完备理论性和经验模态分解的自适应性,通过构造一系列正交小波滤波器组对信号进行分解。首先,根据OSF最大值滤波器原理得到频谱的有效平顶上包络,进而确定EWT的边界并对原始振荡信号进行抗噪主导模态分离,然后结合SR-MLS反演识别技术,在残余噪声的帮助下增强振荡特征并有效提取。最后,在自合成模拟信号仿真、IEEE 16机68节点系统仿真以及电网实测数据3个算例仿真下通过与经典Prony法、VMD-Hilbert法对比,表明了所提方法的可行性及有效性。

    2021年01期 v.45;No.446 347-355页 [查看摘要][在线阅读][下载 852K]
  • 直流固态变压器环流抑制策略

    孟祥齐;贾燕冰;任春光;韩肖清;蔺晓强;张佰富;

    直流固态变压器(DC solid state transformer,DCSST)作为直流微电网中的重要组成部分,通常采用输入均压环和输出电压环结合的双环解耦控制策略,该控制策略在每个双有源全桥变换器(dual-active full-bridge converter,DAB)模块传输效率不一致的情况下,无法保证输出均流,从而降低直流固态变压器的运行效率。针对上述问题,提出一种基于虚拟阻抗的直流固态变压器控制策略,在传统控制的基础上加入环流反馈控制回路,并引入虚拟阻抗调节其环流阻抗,从而实现对每个双有源全桥变换器模块的环流控制,最终使得每个双有源全桥变换器模块的环流减小。所提控制策略使得直流固态变压器可以在子模块功率电路参数不同的情况下,同时保证各子模块输入均压与输出均流。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

    2021年01期 v.45;No.446 356-363页 [查看摘要][在线阅读][下载 830K]
  • 一种新型模块化多电平换流器热平衡控制策略的研究

    于源;张铁岩;赵琰;高庆忠;康迅浛;

    针对模块化多电平换流器(modularmultilevel converter,MMC)运行中各子模块元器件参数不匹配造成的热不平衡现象,提出了一种嵌入在电容电压平衡算法中的热平衡方法,可在电容电压平衡控制的基础上控制子模块(sub-module,SM)之间的热平衡,保证在不改变子模块输出电压波形及波形质量的基础上均衡各子模块之间的温度差,防止子模块中半导体器件由于高温或频繁的温度变化造成老化或损坏。通过仿真平台验证了所提热平衡控制方法在抑制子模块热不平衡问题上的有效性,实现了MMC中不同子模块间的均衡热应力分布。

    2021年01期 v.45;No.446 364-371页 [查看摘要][在线阅读][下载 682K]

高电压技术

  • 动车组车顶高压电器箱的电场计算及优化设计

    邱浩;李鸣霄;王曙鸿;王梓昂;张彦林;陈恒谦;

    集成化的动车组车顶高压电器箱,其箱内电气设备布局非常紧凑,可能造成某些设备的金具表面电场集中,导致电晕放电。建立动车组高压电器箱的三维有限元计算模型:在正常工况(额定工作电压)下,基于静电场分析箱内整体电场的分布规律;在异常工况(标准雷电冲击电压)下,基于瞬态电场分析箱内整体电场分布及其随时间的变化规律。针对高压电器箱内表面场强较集中的金属部件,分别进行电场调整:采用改变电极形状的方法,调整高压隔离开关的表面电场;采用包裹绝缘护套的方法,调整电压互感器汇流排的表面电场;采用增设开口均压环的方法,优化真空断路器上/下刀片的表面电场,并借助正交化实验设计方法,确定开口均压环的最佳设计参数。最后,通过悬浮金属的电位测量试验,验证有限元计算的正确性。文中的分析计算和结构优化方法可为高压电器箱的工程设计提供参考。

    2021年01期 v.45;No.446 372-380页 [查看摘要][在线阅读][下载 859K]
  • 干式直流套管极板边缘电场分布及优化方法

    陈铭;刘轩东;张锐;梁成军;张乔根;汤浩;李金忠;

    干式直流套管作为换流变、阀厅的重要组成部分,极板边缘的电场最大,局部放电最易从该处起始,进而引发绝缘失效,如何有效优化极板边缘处的电场已经成为提高干式直流套管运行可靠性的关键。为进一步确定干式直流套管极板边缘电场分布规律及优化方法,建立了双层电容屏套管芯体模型,分析了不同电容屏参数下传统经验公式的准确性,并对比了铝箔边缘半折边、敷设半导电绝缘纸、敷设非线性电导材料等方法对极板边缘电场的优化效果。结果表明,传统经验公式对极板边缘的最大电场估计偏小,且偏差基本不随d/Δt变化,约为7.5%。此外,极板边缘半折边方法可以使极板边缘曲率半径增大1倍,最大电场降低27.8%。极板边缘敷设环氧浸纸材料电导率10~100倍的半导电纸可以使极板边缘最大电场降低超过31.4%,且再增大半导电纸电导率,极板边缘最大电场几乎不再下降。极板边缘附着非线性绝缘材料方法是一种有前景的方法,可以使极板边缘最大电场下降达73.2%。

    2021年01期 v.45;No.446 381-388页 [查看摘要][在线阅读][下载 988K]
  • 直流断路器半导体组件内母排电感对并联IGBT关断特性的影响及其结构优化

    刘欣;王利桐;梁贵书;裘鹏;齐磊;

    大功率绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)混合式高压直流断路器是适应多端柔性直流输电工程发展的关键装备,优化断路器半导体组件内IGBT故障大电流的关断特性进而确保器件安全可靠运行是断路器工程的重要部分。文章围绕组件内杂散电感对IGBT关断瞬态电压峰值、关断损耗和并联IGBT间关断动态均压、均流特性的影响,对组件的母排结构进行了优化设计。通过实验和仿真对比研究可得:采用将2组缓冲RCD分散、对称布置于并联IGBT两侧的方式设计的母排结构可更大程度优化并联IGBT的关断瞬态特性,但采用将单组缓冲RCD布置于并联IGBT中间的方式可在满足器件安全可靠运行条件的同时提高经济性,更适合工程应用。该研究结论可为基于并联IGBT的直流断路器组件中母排结构设计及优化提供技术指导。

    2021年01期 v.45;No.446 389-398页 [查看摘要][在线阅读][下载 764K]
  • 经济型三相饱和铁芯故障限流器

    甘鹏程;袁佳歆;张朝阳;周航;陈凡;

    故障限流器是限制高压电网短路故障电流的有效措施。由于高压故障限流器存在限流器是单相结构、励磁容量大、损耗高、体积大和成本较高等问题,提出了一种经济型三相饱和铁芯故障限流器结构。该结构采用三相共用铁轭方式,能有效限制电网的各种短路故障电流,具有永磁体涡流损耗小、永磁体可靠性提高、铁芯磁性材料和永磁体用量小等显著优点。首先介绍了经济型三相饱和铁芯故障限流器的工作原理,建立其等效电路和磁路模型。其次采用有限元方法分析了经济型三相饱和铁芯故障限流器各种状态的阻抗特性和磁场分布特性。最后设计并研制出限流器小容量试验模型,开展了试验研究。仿真和试验结果均证明了文中所提出方法和结构的可行性和有效性。

    2021年01期 v.45;No.446 399-410页 [查看摘要][在线阅读][下载 1824K]
  • 信号注入法在中压电缆绝缘在线监测中的应用

    奚航;周凯;曾琴;饶显杰;刘力;黄永禄;

    为了提高电力系统运行的可靠性,实现电缆绝缘的在线监测以替代传统的停电定期检修是其发展的必然趋势。已有的在线监测方法都有一定的局限性,因此在已有研究的基础上提出结合信号注入法和介质损耗法的低频介损在线监测方法,并分别通过仿真和实验对其原理和效果进行了研究。仿真部分包括热老化和水树老化2种老化方式电缆绝缘的监测,以及考虑噪声、低频频率波动和谐波对仿真结果的影响。实验部分包括分别制作热老化和水树老化电缆样本,设计实验电路对仿真结果进行验证。最后通过样本微观测试,对实验原理进行机理分析。仿真和实验结果表明,对于不同类型的老化电缆,以及绝缘的不同故障,都可以通过注入低频信号响应的低频介损判断电缆老化程度。

    2021年01期 v.45;No.446 409-416页 [查看摘要][在线阅读][下载 791K]
  • 基于瓦斯继电器挡板转角特性的油浸式变压器运行状态监测方法

    万书亭;韦教玲;吕鹏瑞;江丹宇;豆龙江;马志钦;

    瓦斯继电器是变压器中重要的非电量保护设备,现有瓦斯继电器只有在挡板旋转到一定角度触发干弹簧片才发生重瓦斯报警,并不能判断变压器在发生重瓦斯故障前的运行状态和故障发展过程。文章提出一种基于瓦斯继电器挡板转角的变压器运行状态监测方法。改进瓦斯继电器的部分结构,通过在挡板背面安装霍尔传感器,实现了挡板转角信号的提取。然后研制了能够模拟不同故障能量的瓦斯继电器挡板特性试验台,对不同故障能量下挡板转角变化规律进行试验研究,给出了管道压强、管道流速对挡板转角的影响规律。结果表明,基于该改进瓦斯继电器,实时采集挡板转角信息,能够反应变压器内部运行状态,为变压器运行状态监测提供了一种有效方法。

    2021年01期 v.45;No.446 417-423页 [查看摘要][在线阅读][下载 579K]
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