风电场集电线路单相接地故障柔性电压消弧与动态保护新原理

为解决风电场集电系统长期存在的线路单相接地故障处理难题,提出风电场中性点柔性接地方式,理论推导获得柔性接地风电场三序等效电路,与集电线路单相接地故障复合序网模型,建立风电场零序电压柔性调控理论,提出集电线路单相接地故障柔性电压消弧方法,可主动将故障点电压及故障残流迅速抑制到零,实现单相接地故障电弧的可靠消除。进一步提出基于零序电流动态增量的高阻故障辨识与保护方法,通过柔性调控零序补偿电流,逐渐放大故障残流,实现永久性单相接地故障的灵敏感知与保护。利用PSCAD/EMTDC搭建含双馈异步风电机(doubly-fedinduction generator,DFIG)的规模化风电场模型,模拟多种运行与故障条件对所提方法进行验证,仿真结果表明,该方法能够在考虑系统不平衡电压的情况下精准调控集电线路故障点电压,实现瞬时性单相接地故障快速可靠消弧,动态感知并持续抑制永久性单相接地故障残流,实现集电线路高阻接地故障的灵敏保护。该技术有望提升风电场运行灵活性与故障防御能力,有力保障新能源电能外送的持续性、可靠性。

我国电线电缆产品的质量监管模式研究

本文阐述了电线电缆产品和行业的基本情况,分析了我国电线电缆的质量监管方式、监督抽查和风险监测情况,研究了我国电线电缆行业监管中存在的主要问题及原因,并提出了相应的解决措施。

基于改进DDAE的风电场集电线单相接地故障测距

为解决风电场混合接线的集电线短路后难以精确定位的问题,提出基于改进深度去噪自编码网络的故障测距方法。分析集电线故障零序电流可知,暂态电流值、稳态电流幅值、稳态电流相位与故障距离呈现强非线性关系,借助深度学习挖掘这一复杂关系以实现集电线精确定位。在深度自编码框架上添加距离回归输出端口,采用联合训练以提升定位网络的准确性、抗噪性和鲁棒性。其过程为:借助PSCAD/EMTDC搭建集电线模型,将给定时窗内故障零序电流序列和对应距离作为故障样本,仿真不同情况故障生成样本集;在训练集上训练改进深度自编码网络,得到最优网络用于精确测定故障距离。借助各测点零序电流幅值关系可先确定故障区域,将故障信号送入已训练好的网络即可确定故障所在精确位置。文中方法对集电线多分支、混合短线路有着良好的适应能力,定位性能明显优于传统机器学习算法,且受过渡电阻、采样率、噪音、故障相位角影响较小。

民用建筑电线电缆阻燃耐火性能应用研究

通过分析比对不同电线电缆阻燃耐火性能分类及试验标准,提出设计标准中阻燃类别选择存在的问题及建议。建筑物发生火灾的严重程度与建筑规模功能用途密切相关,不同建筑物的消防用电设备所需连续供电的时间也不同,消防设备配电及控制线路应满足建筑火灾延续时间内能连续供电的要求,电线电缆耐火性能的选择应与之相适应。

高压输电线软体巡检机器人磁致动机制及PI滑模控制研究

为解决高压输电线刚性悬臂巡检机器人尺寸大、笨重、越障不灵活、效率低等问题,设计一种高压磁致动软体巡检机器人,利用载流线圈在高压直流环形磁场中受到的安培力驱动软体机器人以柔顺和蠕动方式高效灵活地跨越多种障碍物。对该机器人进行本体构型设计并分析其工作姿态,实现稳定巡检功能;对磁致动驱动器进行理论设计和分析,利用Comsol仿真软件对其所需驱动力进行仿真,验证理论的可实行性;通过拉格朗日法对高压磁致动软体巡检机器人进行动力学建模,构建系统动力学方程,获取机器人的关节角度、速度、加速度之间的关系;最后,通过MATLAB利用基于PI滑模控制法对简化后的高压磁致动软体巡检机器人动力学模型实行速度和角速度高精度追踪仿真。仿真结果表明:在滑模控制下,角度在1.5 s追踪上理想信号,角速度在0.3 s后追上理想信号,证明基于PI的滑模控制器能够实现对高压磁致动软体巡检机器人的有效控制。

电线世界与模拟神经元的游戏——兼谈规则与创新

图灵机是一种抽象的计算模型,可以模拟其他任何规则的计算机器,但计算机的初学者可能较难把握图灵机的工作原理和特点,以至于难以领悟“通过计算模型的相互模拟来解决问题”这一重要的思想方法。针对这种情况本文提出,模拟神经元的游戏可以为学习者提供一种领悟这种思想方法的简单路径,如可以用电线世界这种元胞自动机作为探索搭建模拟人工神经元的平台,这个平台也可能成为一个基于有限规则的实现多样性的创新设计的环境。

复杂地形下光伏电站集电线路的优化设计与施工研究

本文旨在研究复杂地形下光伏电站集电线路的优化设计与施工方法,以提高线路的整体性能。因此,本文采用理论和实践相结合的方法,分析了复杂地形对集电线路设计的影响,探讨了优化设计与施工的方法,提出相关优化设计与施工方案,确保复杂地形下光伏电站集电线路的安全运行。经过实践证明,通过优化光伏电站机电线路,能有效控制电路运行的稳定性,降低施工成本。

海上风电场集电线路拓扑及海缆截面优化

依据风速分布和风力发电机出力特性,推导出风力发电机出力概率密度函数,本文提出集电线路海缆三状态可靠性模型,以及链形网络和准环形网络的期望电能损失计算方法,在此基础上建立集电系统拓扑及海缆截面优化模型。通过案例分析可知,集电线路拓扑结构受风力发电机和升压站布置、海缆单价、上网电价和资金折现率影响。对于大型海上风电场,优化后的集电线路拓扑一般为链形结构和准环形结构的组合。本文方法可为大型海上风电场集电线路优化设计提供参考。

陆上风电场66kV和35kV集电线路混排方案的应用

截至2023年中国陆上最大风电机组单机容量已超过10 MW,随着陆风单机容量越来越大,风电场装机容量及规模得到了很大提升,大基地项目的集电线路传输距离也越来越长,场内集电线路及配套设备的设计也成为了关键的一环。现有机型风机出口电压为0.6~1.14 kV,由现地升压系统升压至35 kV,再经35 kV集电线路送入升压站的集电方案已显不足;提升集电线路至66 kV电压等级将是较好的解决方案,同时还可以有效减少土地占用量,降低集电系统损耗,提高系统可靠性和控制建设成本。

配电线路电线选择分析

配电网系统建设的前提是做好电线的选择及线路的设计,其直接影响输电线路的效益及运营质量。因此,如何合理选择电线是一个非常重要的问题。文章通过分析配电线路电线的类型、电线选择考虑因素及基本原则,总结了电线选择要点及电线路径选择要求,以增强选线的科学性和合理性,以期为相关从业人员提供有益参考。

35 kV集电线路中间接头故障及解决措施研究

集电线路作为连接发电机与变电所、换流站等电网设施的输电线路,可将散乱的电能汇聚到一起,再完成向外传输。结合国内某风电场35 kV集电线路中间接头故障的典型案例,深入分析其故障现象及原因,并针对性地提出故障解决方案与预防措施,以进一步保证35 kV集电线路的运行可靠性,降低故障发生概率,保障电网的稳定运行。

一种基于脊间隙波导的宽频带馈电线源设计

设计了以脊间隙波导(RGW)功分网络为基本结构的宽频带馈电线源,该线源可用以激励平行板波导中的准TEM模式波,并用作宽带连续横向枝节(CTS)天线的馈电结构。首先对RGW阻带和单模带宽特性进行分析,以确定RGW的结构参数;进一步研究了宽带1分2功分器的设计方法、RGW模式到平行板波导模式的过渡结构方案;借助多级阻抗匹配和感性金属柱加载技术,实现了低反射等功率分配,以及输出端口到平行板波导的宽带匹配;最后将各分级结构级联得到1分8 RGW网络线源。对宽频带馈电线源进行了样机加工、装配和测试,在12 GHz~22 GHz频率范围内,其反射系数低于-15 dB,实测方向图与等幅同相均匀线源方向图吻合度很高,证明该馈电线源幅相一致性优异,是一种高效率的CTS天线馈电线源。

基于稀疏信息差值的集电线路故障精准定位方法

针对集电线路多分支网络结构故障定位过程时精度易受测点数量和行波波速影响的问题,提出一种基于稀疏信息差值的集电线路故障定位方法。按照集电线路划分故障区域。首先,通过变分模态分解从初始行波信号中提取第一本征模函数信号,并通过Stockwell变换将其进一步分解为S矩阵。然后,通过S矩阵计算其模矩阵Q,并计算所有模矩阵之间的能量相似性,建立区域决策矩阵来识别故障区域。最后,在确定的故障区域内设置虚拟故障点,根据故障区域首末端初始行波到达时间,计算测量行波和虚拟故障点之间的信息差异度,采用离散-连续粒子群实时修正故障分支和故障位置。仿真结果表明,该方法无需集电线路所有分支行波信息,大幅降低监测设备数量,消除波速影响,实现多分支集电线路的精准故障定位。

电线电缆标准及认证监管问题浅析

本文论述了我国电线电缆相关标准现状及目前电线电缆产品的认证监管状况。从标准体系缺失、认证监管的缺失、电线电缆标准在应用方面存在脱节3个方面分析了电线电缆行业问题,根据提出的缺失与脱节情况结合相关法律法规及实际情况提出对策建议,以期在标准建设及认证监管方面能够进一步为人身健康和人身、财产安全提供保障。

无功优先控制对风电场集电线保护影响分析及改进措施研究

电网电压跌落时能够向系统提供无功支撑是对并网风电机组的基本要求。风电机组无功支撑对故障电流有着直接影响,可能使集电线电流速断保护灵敏度下降,同时可能使保护失去选择性。文章首先根据双馈异步电机(double feed induction generator,DFIG)数学模型及无功电流支撑原理,分析了浅、深度故障运行下DFIG分别通过转子侧变流器(rotor-side converter,RSC)与网侧变流器(grid-side converter,GSC)调节输出无功对故障电流的影响。针对DFIG无功优先控制可能造成集电线电流速断保护灵敏度降低以及其与箱变熔断器失去配合的问题,提出了在DFIG无功优先控制计算整定初值基础上根据集电线电压跌落程度附加自适性补偿量的定值调整方法。通过仿真验证,表明整定值改进后能够在保证全线速动的前提下大幅提升保护的选择能力。

基于改进模糊C-均值聚类的陆上风电场集电线路回路划分与拓扑结构优化

【目的】在“双碳”目标以及我国能源结构加速转型的双重驱动下,风电产业规模不断快速增长,亟须降本增效以应对平价上网压力。集电线路的造价在投资中占比较大,存在可观的优化空间。为了降低投资成本,提出了一种改进模糊C-均值(fuzzy C-means,FCM)聚类算法。【方法】利用改进FCM聚类算法对陆上风电场集电线路回路进行划分。该算法综合考虑了方位角与欧式距离,以保障回路间线路不交叉,并使相邻机组聚集到同一回路;引入机位到聚类中心距离的修正因子,通过调节其数值限制回路容量。在回路划分的基础上,利用动态Prim算法对各回路进行集电线路优化选线。最后,通过某陆上风电场算例验证方法的有效性。【结果】与只考虑方位角的聚类方法相比,考虑方位角和间距的改进FCM算法优化效果更好,单回、双回连接对应的集电线路总造价分别降低了2.6%和5.4%。【结论】所提算法能够有效降低集电线路的总造价,具有一定的应用价值,可为风电场集电线路设计提供参考。

基于双层负序差值与负序测距的风电场集电线不对称故障定位

针对风电场集电线上复杂电源密集接入使得现有定位方法应用困难的问题,提出一种基于双层负序差值与负序测距的风电场集电线故障定位方案。首先,深入分析风机故障电流特性,从负序分量出发实现风机建模,同时计及风电场结构特点对其负序网络实施等效。然后,引入故障模拟策略,通过负序电压差值表征模拟故障与实际故障的差异以识别故障区域第一节点,进一步探究从实际故障场景到特定模拟故障场景的负序电压变化趋势,并定义负序电压比消除故障点电流影响,由此提出负序电压比差值判据以实现故障区域第二节点识别。最后,针对故障区域利用双端负序量推导测距公式确定故障位置。PSCAD/EMTDC验证表明,所提方案能够以较少测点计及含线路分支集电线的适用性准确定位集电线各类不对称故障,且定位效果不受故障位置、过渡电阻、风机、风速分布及相量不同步等因素影响。

基于图神经网络的海上风电场集电线路故障区段定位方法

海上风电场由于风机或线路的投退会引起集电线路拓扑变化,现有基于人工智能算法的集电线路故障区段定位方法,在拓扑变化后定位性能会下降。为此,基于图采样聚合算法构建海上风电场集电线路故障区段定位模型,把线路区段映射为边图模型的节点,各区段故障前后的电流有效值作为节点特征,将故障区段定位问题转化为图节点分类问题。仿真结果表明,所提定位方法充分挖掘了集电线路的拓扑结构特征和电流数值特征,定位准确率高,抗干扰能力强,且有效提高了定位模型对拓扑变化的适应能力。

MF-TLID:一种多特征融合输电线覆冰图像去噪方法

针对基于图像对线缆覆冰状态进行监测过程中图像存在噪声的问题,提出了一种多特征融合输电线覆冰图像去噪方法。该方法采用残差注意力融合模块、源特征融合模块和特征增强模块。在残差注意力融合模块中采用级联残差结构和混合注意力模块,既有助于特征信息映射,又能增强特征信息表达;在网络不同特征层中融合源特征,保留图像的低频信息,有利于提升图像的清晰度和真实感;在特征增强模块中同时结合局部和全局特征,通过特征注意力加权学习有效特征向量表示,提高模型去噪能力;创新性地提出像素损失和感知损失的联合损失函数,同时考虑像素级别的误差和感知质量的提升。在输电线覆冰数据集上高斯噪声标准差分别为10~40、20~50和30~60,PSNR和SSIM分别达到了{31.015 dB、29.262 dB、27.717 dB}和{0.956、0.943、0.930}。结果表明,该算法的性能优于主流去噪方法,具有更强的抑噪能力和抗干扰性。

中欧轨道交通机车用电线电缆防火性能的标准比对

随着轨道交通建设的不断推进,轨道交通机车用电线电缆的防火性能成为关注焦点。本文以国际标准EN 45545-2:2020和国内相关标准(如GB/T 12528-2008、GB/T 19666-2019、TB/T 1484系列标准)为比对基准,从测试项目、测试方法和指标要求等方面对轨道交通机车用电线电缆防火性能进行了分析。结果表明,我国标准未明确防火等级划分,相比EN 45545-2:2020,我国标准对性能指标要求相同或更高;在测试项目和方法上,国内外标准基本一致,但在产烟毒性测试方法上存在差异。建议我国标准修订加强防火等级划分和规范,促进与国际标准接轨,推动我国轨道交通机车用材料的规范化和标准化发展。