交直流混联电网是电网发展的新形态,具有脆弱性、可控性、连锁故障等特点。保证我国已经建成的大型交直流混联电网优质、高效、安全、可靠运行是重大而紧迫的国家需求。该文针对大型交直流混联电网安全运行所面临的问题,分析了混联电网的结构特点和特性,凝练了亟待解决的两大科学问题和一项关键技术,从混联电网运行稳定特性分析及控制技术、混联...
交直流电网混联,大规模电力跨区输送成为我国电力系统的主要特点。电网换相换流器型直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)是我国交直流混联电网的主要组成部分,为实现交直流混联电网快速、准确仿真,该文对现有的LCC-HVDC换流器建模方法进行了分析与总结,对其优缺点进行评述,并根据作者观点,提出可进一步研...
针对新能源并网变流器电磁暂态仿真精度和效率的平衡问题,研究新能源并网变流器的常用平均化建模方法,提出适应大规模新能源并网电磁暂态高效仿真的变流器分段广义状态空间平均建模方法。该方法将分段技术应用于变流器广义状态空间模型中,将变流器动作特性一致的时间段合并研究,实现分段时间上变流器电磁暂态的变尺度建模。应用提出的变流器分段...
多端柔性直流输电系统(voltage source converter based multi-terminal direct current system,VSC-MTDC)是在两端直流输电基础上发展而来的直流输电系统,可靠性高、适用于海上风电并网等场景,相应的控制策略更加多样,其潮流模型也更加复杂。该文分析VSC换流站和MTDC的稳态模型,研究可适用于VSC-MTDC的不同拓扑和连接方式的潮流模型;研究多端直...
解列控制作为电力系统三道防线中的最后一道,是在系统遭受严重故障后的一种紧急控制方法。传统的失步解列控制难以应对系统运行方式或失稳模式的改变;基于慢同调和振荡中心定位的自适应解列控制仅在同调分群明显或振荡中心相对固定的系统中取得了较好的效果。该文首先以同调分群不明显的广东电网为例,讨论常规的自适应解列控制方法在此类电网中...
高压直流系统逆变侧交流系统发生不对称故障后,若故障不能及时清除,极易引起直流系统发生连续换相失败,影响交直流混联电网的安全稳定运行。逆变侧发生不对称故障后,换流阀的实际超前触发角在换相失败后的系统恢复阶段会受换相电压不对称、直流控制调节共同影响。对实际超前触发角进行推导后得出,不对称故障后实际超前触发角具有周期性波动的特...
直流输电尤其是柔性直流输电对继电保护的快速动作提出更高要求。直流输电线路发生故障后,故障点处电气量包含全频带信号,故障点产生的行波在向线路两端传播的过程中,受到输电线路参数频变特性的影响发生色散,传播至线路首端的故障行波波前中将包含故障信息。该文基于行波波前的故障信息分析,利用行波波前畸变程度与故障距离、行波波前幅值与过...
为了降低大量分布式电源接入配电网造成的电网潮流的不确定性,提出一种能够用于配合主网功率调度的配电网分布式电源控制策略。该策略可以实现主网对配电网在公共连接点处注入的有功和无功功率对给定参考值的跟踪,从而使整个配电网等效为可控的功率节点,使配电网具有一定的功率调度性能。同时,具有分布式电源间有功功率的分担以及平衡各分布式电...
高密度的光伏发电系统从源荷端接入大型交直流混联电网,大幅度改变电网暂态响应特性,对电网的控制与运行提出了新的要求。该文提出利用有理分式拟合算法研究高密度分布式光伏电源接入对受端电网暂态电压的影响。首先,通过隐式梯形积分、Cramer法则等证明将有理分式拟合引入电网暂态分析的适用性。之后,建立含高密度分布式光伏电源的受端电网场景...
交流跨区长距离弱联络线是电网同步稳定运行的薄弱环节,发生在局部电网中的大扰动,不仅会对本区域电网的稳定性造成冲击,而且可能会通过区域间联络线对其他区域电网的稳定性产生冲击。该文以华北—华中特高压交流互联电网为对象,研究大功率冲击扰动后长南线有功功率轨迹波动特征;并基于此特征,提出交流联络线在暂态过程中最大输电能力的估算方法...
目前直流线路保护研究主要依赖于数值仿真,然而对于多换流站的柔性直流电网,数值仿真不仅费时费力,且难以得出有效的保护整定方法。为解决这一问题,该文首先建立了柔性直流电网故障暂态分析简化模型,针对典型故障情况,推导了故障电气量的复频域表达式,并利用拉氏反变换得到故障首行波的时域解析解。其次,基于故障解析计算结果,提出了直流线路行...
针对高压直流输电系统接地极线路高阻、远端接地故障保护灵敏度低的问题,提出一种基于特征谐波测量阻抗的高压直流输电系统接地极线路保护新原理。首先,基于接地极系统等效电路,定义线路量测端测得的特征谐波电压与入线特征谐波电流之比为接地极线路特征谐波测量阻抗,并对接地极线路故障前后特征谐波测量阻抗的特征进行理论分析与推导。随后,在...
有效的故障限流技术是构建直流电网不可或缺的关键技术。该文在分析了已有故障限流技术性能的基础上,提出了一种组合式故障限流装置及其运行策略。该组合式故障限流装置是直流限流器和具有故障电流关断能力的柔性直流换流器的组合体,提出的运行策略包括限流装置的启动判据、动作逻辑和时序配合,以及限流装置的重启条件和时序配合。给出了组合式...
基于行波信号的故障检测以故障行波的产生、传输特性和折、反射机理为基础。故障行波是一个宽频带阶跃信号,兼具时域和频域的波形特性。融合故障行波时–频域波形,该文提出基于全波形信息的故障行波表现形式,全面刻画行波的传播过程;深度挖掘故障行波全波形与网络拓扑结构、故障点位置和故障点参数的关联,分析折射和反射过程、传输函数和故障点...
为了定量研究雷暴过程中电晕空间电荷对特高压直流输电线路后续流注放电起始的影响,基于带通量限制器的2阶有限体积方法和Kaptzov假设,建立雷暴过程中特高压直流输电线路电晕空间电荷分布的数值仿真模型。通过开展动态电场下水平导线电晕放电电流的实测与仿真对比研究,验证了模型的准确性。计算分析典型±1100kV特高压直流输电线路雷暴过程中导地...
为了获取附着金属导体染污绝缘表面局部放电机理,开展小尺寸附着金属导体复合绝缘材料试片人工污秽试验,并结合仿真分析,深入研究污层宽度与附着金属相对尺寸造成放电现象差异的原因,为提出切实可行的抑制局部电弧措施提供了理论基础。试验和仿真结果表明:干燥带是影响局部电弧放电最本质的原因,悬浮电位导体的存在决定了干燥带产生的位置,也就...
频率选择超材料是极具前景的先进雷达罩材料,然而其雷电屏蔽失效率较高,工程化应用受到限制。选择最优的分流条间距是保障超材料电磁传输效率和雷电屏蔽成功率的关键,冲击电压下超材料蒙皮的沿面放电长度是决定分流条最优间距的因素之一。基于实际雷达罩结构,设计并搭建了针对方形谐振环频率选择超材料进行蒙皮沿面放电的试验模型,研究超材料接...
为研究纵磁真空灭弧室零区剩磁对电弧发展、弧后介质恢复强度的影响,建立10kV杯状纵磁触头真空灭弧室的暂态磁场模型,分析不同开距时零区剩余磁场分布和相位滞后情况,得到涡流对零区剩余磁场的影响规律。在此基础上,设计纵磁触头真空灭弧室零区剩磁补偿装置,该装置可实现脉宽0.5ms、磁场强度范围-50m T~50m T的自动补偿。搭建纵磁触头真空灭弧室...
脉冲调制射频具有调制频率、占空比、输入功率等多种可调参数,可以较大范围地调节放电等离子体参数,因此其放电特性与传统交流或直流放电相比具有独特的特点。该文研究在大气压条件下13.56MHz射频电源系统激励的CO2/Ar气体放电光学特性,主要考察了不同调制参数以及气体组分对等离子体羽流、发射光谱强度以及电子激发温度的影响。研究结果表明,改...
棉杆(CS)和木屑(WS)经水热预处理(HT)和低温热解预处理(DT)后在同一条件下压制成生物质成型燃料,分析生物质成型燃料的物理性质(表观密度、抗压强度)和燃烧特性(热值、着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性指数),考察HT和DT对不同种类生物质成型燃料理化特性的影响规律。结果表明:与未预处理的棉杆与木屑成型燃料相比,低温热解预处理后的两种生物质...
旋转喷雾干燥是实现脱硫废水零排放的一种重要技术手段。利用多普勒三维粒度分析仪(PDA)测试分析了旋转雾化器出口脱硫废水的粒径分布特性,考察了废水组分及物性等对雾化特性的影响;并利用脱硫废水喷雾干燥试验平台开展了不同烟气物性、脱硫废水水质及喷雾干燥条件下的脱硫废水蒸发特性试验研究。结果表明,旋转雾化器具有良好的变工况适应能力,...
针对活性炭对燃煤电厂烟气中汞污染控制的影响,在实验室和超低排放电厂开展了烟气脱汞研究,考察了活性炭吸附反应温度、停留时间对吸附效果的影响。结果表明,在固定床中获得了适用于燃煤电厂喷射吸附的优化吸附温度,120℃反应条件下,活性炭的吸附能力最强。在300MW超低排放燃煤机组开展了活性炭喷射吸附脱汞实验,未实施活性炭喷射前湿式静电除尘...
在600MW超临界W火焰锅炉上进行了不同工况的燃烧试验,研究了主二次风(拱上C风、拱下F风)、乏气风配风方式对垂直管屏水冷壁壁温分布的影响。结果发现,W火焰锅炉炉膛水冷壁壁温分布受配风影响显著,尤其是沿炉宽度方向上壁温均匀性显著依赖于各燃烧器配风均匀性。通过对接近满负荷工况下水冷壁壁温偏差、壁温峰值以及壁温均值等关键参数分析,阐明...
在反激变换器中,变压器绕组交错排布有助于减小漏感和绕组损耗,但相邻原、副边绕组间的耦合电容是传输共模(commonmode,CM)噪声电流的主要耦合路径,会引起严重的EMI问题。该文提出一种CM噪声抵消的方法,引入一组平衡绕组,设计平衡绕组与相邻副边绕组间的位移电相互抵消。建立反激变换器CM传导噪声电路模型,给出平衡绕组设计方法,以一台反激变换...
为了实现高速磁悬浮列车完全非接触运行,避免受流轨磨损、噪声等问题,同时尽可能减小能量接收端元件重量和空间,该文针对磁悬浮列车提出一种基于CLLC-CL补偿拓扑的电场式无线供电(capacitivepowertransfer,CPT)系统。相较于已有的补偿拓扑,提出的补偿拓扑可有效减小接收端的元件数量和占用空间。根据磁悬浮列车的结构,采用两块发射极板在中间,两...
多重交错并联电路被广泛用于风机、光伏发电、电动汽车等领域。该拓扑结构具有电流波纹小、传输效率高以及功率因数小等优点。但该结构中的支路一旦发生开路故障,系统的性能则严重下降。为有效识别出该电路的开路故障以便进行容错控制,该文提出一种能同时判别出多个故障支路的故障诊断算法,将传统的单相故障检测推广到多相。该算法根据多重交错...
针对分布式低压光伏发电系统,提出一种单相无变压器无漏电流集成升压光伏逆变器。该逆变器通过复用Boost功率器件,将Boost直流变换器和传统桥式逆变器融合在一起,通过统一调制可同时实现将直流侧电压源升压和逆变的功能。另外,该逆变器的结构具有直流输入侧的负端与交流输出侧的中性点直接相连的特征,使得光伏阵列对地寄生电容的电压为常量,有效...
为了适应宽范围输出电压的应用场合,文中提出一种新型三相Zeta无电解电容整流器。该整流器是将三相电流型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器与Zeta电路集成,并将开关管复用得来的,因此继承了电流型PWM整流器和Zeta电路的优点。该整流器在可实现单级升降压的同时,还无须短路保护,无需电解电容和大储能电感,因此具有较高的功率密度和可...
在异步电机间接矢量控制系统中,基于电磁转矩的模型参考自适应系统可以实现转子时间常数的在线辨识。但是,转矩模型的有效作用区间仅限于电机重载工况。通过建立辨识系统的小信号模型深入分析转矩模型的稳定性,得出结论:转矩模型具有2个平衡点,即期望平衡点和错误平衡点;错误平衡点是限制转矩模型作用范围的根本原因。为此,通过修改传统转矩模型...
齿槽转矩和谐波转矩均会引起永磁同步电机输出转矩脉动,导致电流波形畸变。基于永磁同步电机电磁转矩的磁共能模型,提出一种基于定子电流矢量定向闭环I/f控制的永磁同步电机转矩脉动抑制方法。综合考虑气隙磁场畸变、齿槽转矩和电流畸变等多种因素,推导电机转矩脉动最小化条件下的最优定子谐波电流约束条件,利用反推控制原理构建了谐波抑制控制...
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