面向输变电设备数字孪生的多物理场正反演快速仿真关键技术综述

新型电力系统数字化转型要求其核心设备的状态可测、可观,风险可知、可控。以数字孪生为代表的新一代输变电设备数字化和信息化技术已被广泛提出,但面向设备透明内特性的可视化实时诊断和预警技术还亟待进一步研发升级。为此,该文提出了输变电设备感知网络与仿真系统实时交互响应的内涵特征,分析了当前数字孪生体中正反演仿真的难点和关键点,详细阐述了输变电设备模型与数据驱动的正演快速计算、反演仿真评估、感知网络布控、结果高精度低延时可视化等关键技术的研究现状,讨论了目前数字孪生系统运行中仿真实时性、反演准确性、感知与反演匹配、机理与数据融合等方面亟待解决问题,为输变电设备数字化研发与应用提供参考和支撑。

电动汽车充放储一体化电站四种变流装置对比

结合电动汽车充放储一体化电站变流装置的设计要求,着重对由LLC谐振变换器、桥式PWM直流变换器、双向Buck-Boost直流变换器及三电平双向Buck-Boost直流变换器构成的变流装置进行电池的充电仿真及实验,对充电电流、直流转换效率等方面进行比较,分析了各直流变换器的优缺点,并从结构复杂度、控制难度、控制精度、成本等角度选取适用于一体化电站的结构。

负极性衰减振荡冲击电晕的数学物理模型

从气体放电微观物理过程出发,提出了一种负极性衰减振荡冲击电晕的数学物理模型,该模型考虑了碰撞电离、带电粒子迁移、空间光电离、电子与中性粒子的附着和带电粒子的复合。在已有文献的基础上,推导了同轴圆柱电极中的空间光电离公式。该模型可用来计算同轴圆柱电极中双指数冲击或衰减振荡冲击的负电晕伏库特性,计算结果与测量结果对比基本吻合。测量和计算结果表明,衰减振荡冲击下的伏库特性表现出明显的螺旋回环,这也是其与双指数冲击的主要区别。外施电压下降阶段,由于空间电荷的感应作用,内导体表面出现电场反向,有可能产生反极性电晕。利用提出的模型对反极性电晕过程中空间电场变化进行了定量分析。

±800kV换流变压器空载运行振动特性

为研究换流变压器空载运行下振动特性,该文结合某±800kV直流工程调试,监测采集换流器充电、空载加压等不同空载工况下的换流变压器振动数据,研究不同工况下换流变压器振动特性与影响机理,提出换流变压器振动测点选取以及监测评估策略,建立空载下振动特征量的波动范围。结果表明:换流器充电等暂态时刻,换流变压器振幅增大,之后呈指数规律降低,振动主频以50Hz奇倍频为主,且YD换流变压器50Hz奇倍主频分量比YY换流变压器衰减更慢。带换流器空载运行后,换流变压器振动特性与其单独空载运行时明显不同,但无法表征换流器站内空载加压过程;而在换流器带线路空载加压到800kV阶段,约5%~7%的振动功率从400~1000Hz变化到1000~4000Hz频段。研究成果可为评估换流变压器振动状态提供参考。

一种新型ZVS型Buck变换器的设计

分析了零电压开关(ZVS)型Buck准谐振变换器(ZVS-Buck-QRC)的工作原理,仿真验证了ZVS效果,指出电路开关器件需承受很高电压应力的缺点,提出一种新型ZVS型Buck电路拓扑结构,相比ZVS-Buck-QRC,通过添加一个辅助开关管和箝位电容,有效限制了主开关管电压应力。主开关管导通前先使辅助开关管导通,添加死区,实现了主、辅开关管的零电压导通和关断。对新型电路的软开关过程进行详细分析,并推导出谐振电路参数的计算公式,仿真及实验结果验证了电路的软开关作用及电路对主开关电压应力的有效限制能力。

252 kV GIS灭弧室绝缘故障的电热耦合仿真分析

针对某型号252kV气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal-enclosured switchgear,GIS)灭弧室故障和设备解体过程发现的问题,判断触头接触不良,仅弧触头形成接触、主触头未形成接触是造成故障的直接原因。利用ANSYS软件建立了故障灭弧室1 ∶ 1三维有限元模型,考虑了接触电阻随温度变化的特性,进行电热耦合场及静电场仿真,获得灭弧室内的三维温度场及电场分布,如内部载流系统的温升、断口间和屏蔽罩的电场分布等,从而揭示故障中放电路径的形成原因,还原故障过程,为该型号GIS灭弧室的安全运行提供了理论支撑。

直接雷击时风电机组的暂态响应分析

风电机组是地面上易受雷击的高结构体。当雷击机组时,雷电流通常从桨叶、机舱运动接触部位、塔筒和接地装置传输入地。针对这条雷电流路径,首先给出桨叶和塔筒这两个主要通流部分的电路参数算法,并对机舱运动接触部位和接地装置的电路参数进行简化处理,在此基础上建立整个机组的雷电暂态等值电路模型。再利用缩小比例试验模型进行暂态响应测量,对比测量结果与模型计算结果,以校验电路模型的可行性。将所建电路模型运用于实际国产2.5 MW机组的雷电暂态分析,在对比考察雷击单、双和三桨叶方式下机组上雷电暂态过电压升高情况后发现,每种雷击方式在风电机组各处都会产生MV级过电压,三桨叶雷击时叶尖部分甚至超过10 MV。

隔离开关优化操作对VFTO抑制效果的研究

GIS隔离开关在操作过程中会产生VFTO,对设备的安全稳定运行构成威胁,因此,研究隔离开关操作过程中VFTO的抑制措施具有重要意义。文中首先开展了隔离开关操作顺序对VFTO影响的理论分析,以某抽水蓄能500kVGIS由于VFTO引起的故障案例,通过仿真计算分析了优化操作顺序降低VFTO的效果。最后,对该措施的进一步推广应用进行了展望。

从一起故障看小型化对GIS灭弧室绝缘性能的影响

局部放电是引发GIS设备绝缘故障的主要原因之一。文中结合某厂家252 kV GIS灭弧室模块的一起绝缘故障,针对该厂家制造的两种不同型号产品(原型产品和小型化产品,结构相似,尺寸和布置有所不同)的GIS灭弧室模块,建立了三维有限元电场仿真计算模型,计算了雷电冲击电压下GIS灭弧室处于分、合闸不同位置时的电场分布,量化比较了两型产品灭弧室在电场分布规律方面的差异性和相似性,并分析了灭弧室内容易发生放电击穿和沿面爬电的关键区域。通过研究,评估了小型化对GIS灭弧室绝缘性能的影响,该研究结果可为GIS产品的设计优化和运行维护提供参考。

融冰装置阀侧避雷器损坏技术分析

根据直流融冰装置整流变阀侧避雷器出现频繁动作和发热损坏的情况,依据现场故障录波装置及在Y接阀侧电压录波装置的故障波形分析,结合PSCAD建模仿真比对,找出避雷器的故障原因为设计参数选择与融冰装置的过冲电压之间绝缘配合差,阀侧避雷器在承受多次高于设计电压的换相过冲电压时,频繁吸收过冲电压能量加速避雷器阀片的性能老化,产生不可逆的损伤,并造成避雷器的热崩溃损坏。针对上述避雷器的损坏原因,搭建不同参考电压避雷器模型进行仿真分析,提出避雷器参数选择的建议。

应用大数据技术 加强金融交易反欺诈

为应对金融电子化发展形势下金融交易欺诈带来的全新挑战,近年来工商银行以"一线放开、二线管住"为目标,凭借大数据技术,经过不断地探索和实践,全面升级了金融交易反欺诈体系。本文以工商银行如何通过大数据技术来完善金融交易反欺诈体系为例,介绍大数据技术在金融交易反欺诈领域的探索与实践。

基于WSO-VMD样本熵和SSA-SVM算法的有载分接开关故障诊断方法研究

有载分接开关(On-Load Tap-Changer,OLTC)作为变压器的重要机械结构部件,负责变压器分解绕组切换调压,随着服役时间增加或出厂缺陷等原因容易使其发生机械故障并造成电力系统重大经济损失,开展OLTC故障诊断方法研究对确保变压器本体及电力系统安全稳定运行具有重要意义.搭建了10 kV OLTC典型缺陷模拟实验平台,开展了正常、弹簧断裂、弹簧疲软以及触头松动4种工况下的模拟实验,获得了4种不同工况的振动信号样本库.针对OLTC振动信号特征提取不完整及故障识别准确率低的问题,以模态分量(IMF)的包络熵为目标函数,提出了基于大白鲨(WSO)优化变分模态分解(VMD)和样本熵的特征构建方法,利用WSO优化后的VMD模型对原始振动信号进行模态分解并构建样本熵特征向量,作为支持向量机(SVM)的输入开展OLTC故障识别研究.研究结果表明:与经验模态分解(EMD)、集成经验模态分解(EEMD)、给定参数VMD的振动信号分解方法相比,基于WSO-VMD样本熵的OLTC振动信号特征信息更加丰富,故障识别准确率高达95.83%.为进一步提高OLTC故障识别准确率,选用麻雀搜索(SSA)、粒子群(PSO)以及灰狼优化(GWO)算法分别对SVM进行参数寻优.结果表明:基于WSO-VMD样本熵和SSA-SVM算法的OLTC运行状态识别效果最好,对正常、弹簧断裂、弹簧疲软以及触头松动4种运行工况样本测试集的识别准确率为100%,该算法具有较高的可行性以及有效性.