基于无微波金刚石NV色心测磁技术的电流测量应用

为了在特高压(UHV)环境下使用氮-空位(NV)色心量子测量技术,研究了金刚石主轴与磁场夹角对相应曲线及电流测量精度的影响。构建金刚石氮-空位七能级超精细结构模型,根据仿真结果得到不同磁场方向下最高灵敏度范围和最佳测量范围,从而确定探头的最佳放置角度。基于无微波金刚石氮-空位技术搭建了直流大电流测量实验平台,测试了100~5000A范围内荧光电压对电流的响应曲线。实验结果表明,该平台对5000A直流电流测量误差在0.25%以内。作为无源器件,无微波金刚石氮-空位色心测磁传感器全光纤信号传输具备良好耐压性能,同时可在室温下工作,并具有结构紧凑、灵敏度高、抗电磁干扰能力强等优势,适用于特高压环境下的直流电流测量,为传统电力行业检测提供了新的检测方法。

采用磁屏蔽环结构的金刚石NV色心全光直流互感器系统

针对目前电力系统对电流互感器的精度与灵敏度提出的更高要求,提出了一种基于金刚石氮-空位(NV)色心的全光直流互感器的系统方案,系统包括光源模块、激光反馈模块、激光分束模块、一次传感探头模块、激光分频模块、光电转换模块以及信号采集和数据处理模块。对系统中的磁屏蔽环进行了结构的设计与仿真,并对仿真结果进行了实验验证。最后搭建了单通道实验验证系统,系统实测结果表明,设计的全光直流互感器在5 000 A大电流下无磁屏蔽时可以达到0.35%的测量精度,加入磁屏蔽环后测量精度提升到了0.06%,从而为基于金刚石NV色心的全光直流互感器的研制提供了参考。

面向新型配电系统灵活性提升的智能软开关与储能系统协调规划

随着分布式电源(DG)渗透率的不断提高,配电网的不确定性加剧,迫切需要引入灵活性资源进行调节。储能系统(ESS)和智能软开关(SOP)的联合引入,不仅可以提供空间尺度的潮流分布能力,而且可以从时间尺度进一步解决能量供需的不平衡问题。为此,综合考虑ESS和SOP的灵活特性,从灵活性供需匹配和传输通道两个方面建立灵活性评估指标,提出一种面向新型配电系统灵活性提升的ESS和SOP三层协调规划模型。其中,上层以ESS等年值投资费用最小化为目标进行ESS规划,中层以配电网年综合运行成本最小化为目标进行SOP规划,下层以日平均灵活性水平最高为目标进行运行优化。采用双向优化方法生成典型运行场景处理DG的不确定性,利用混合优化算法对三层模型进行求解。算例分析验证了SOP和ESS协调规划模型的合理性和有效性。

考虑分布式光伏的低压台区线损异常辨识方法

低压配电网线损异常的辨识一直以来都非常困难,分布式光伏大量接入配电网,改变了配电网的潮流分布,更加大了低压配电网线损异常的辨识难度。提出了一种针对分布式光伏接入台区线损异常的辨识方法。首先对分布式光伏接入台区开展光伏出力等因素与线损率的灰色关联度计算,找寻光伏相关因素与线损率关联性。其次根据关联性的强弱选择合适的指标进行k-means聚类,并依据聚类结果进行离群点检测,判断台区是否有线损异常的可能性。最后通过对离群点所在簇进行时间离散度分析,得出台区的异常系数,根据异常系数进行线损异常判断。通过对含分布式光伏的典型台区进行验证分析,结果表明:该方法能够有效辨识分布式光伏接入台区的线损是否异常。

基于负荷预测和非支配排序遗传算法的人工相序优化方法

在对0.4 kV配电台区进行节能降损时发现,调整负荷的接入相序能够有效降低台区的线路损耗和三相负荷不平衡度。文中提出基于负荷预测和非支配排序遗传算法(NSGA2)的人工相序优化方法。首先,利用配电台区出口电流曲线替代法建立用户负荷模型。其次,基于历史数据使用Elman神经网络对调相日的台区内各用户日电量和出口三相电流进行预测。然后,基于预测数据综合考虑以线损最低和调相次数最少为目标函数,建立配电台区多目标相序优化数学模型,使用NSGA2对该模型进行求解,得到优化后各负荷接入相序。最后,通过对比安徽电网某配电台区调相前后的理论线损,验证本文所提方法的有效性。

EAST中性束注入器电源故障实时监测系统设计

为实现对EAST中性束注入(Neutral Beam Injection,NBI)器电源系统在线运行状态进行实时监测,论文提出了一个基于FPGA、百兆以太网和C#用户终端的全光纤组网实时故障态监测系统解决方案。系统对中性束注入装置各电源的故障态以及输出波形进行实时采集和组网传输,并拥有用户终端进行监测和控制操作,在中性束装置实验运行测试中获得了较好的结果。系统对于大量分散信号的分布采集和远程监测系统设计具有一定参考价值。

核聚变试验装置110kV大容量变电站运行及负荷分配优化的研究

为满足国家重大科学工程项目EAST核聚变试验装置、稳态强磁场试验装置及ITER国际重大合作项目等多项试验装置的工程及试验运行,在合肥科学岛建设完成了EAST.110 k V总容量为344.5 MV·A的变电站,拥有6台主变压器,是目前国内110 k V电压等级中容量最大的变电站。在对该变电站的负荷、设计情况进行介绍的基础上,分析了该变电站在大负荷试验运行时安全保障的措施,提出了从运行时间和空间上进行负荷分配优化,通过技术比较论证了其可靠性,并指出一些在运行中仍然存在的问题,对存在大容量冲击性试验负荷的变电站的设计建设提供了工程参考和借鉴价值。

金刚石NV色心电流互感器的应用

将氮-空穴(NV)色心磁传感器应用到电流测量中,利用NV色心的高精度磁测量特性来实现高精度的电流测量。使用固定微波频率、测量荧光强度修正频率差的方法来测量NV色心的共振频率,从而算出磁场强度和电流幅度。使用上述方法测量幅度500 A以下、50 Hz的交流电流,可以在10 kHz的采样率下实现0.3%的测量精度,具有一定实用价值。测试中发现,NV色心磁传感器与校验电路之间的采样不同步,从而会引入测量误差,这是目前误差的主要来源。下一步的开发中将增加触发测量功能,以改善采样的同步时间精度,从而提升电流测量精度。

月度统计线损指标分解探讨

当前线损管理过程中,电力公司仍采用线损指标分解管理方法。线损率随四季负荷波动非常明显,将年度指标按月份纵向分解成12个月度线损指标,会直接关系到是否如期完成年度线损总目标。本文基于历史每月售电结构,在年度线损指标和月度供电量预测值基础上,研究将年度线损率指标分解成月度统计线损指标的方法,使得月度线损指标更接近每月实际线损完成率,并以某地区电网系统为例,验证该方法的准确性。