电网构成对偏磁直流分布作用特征分析

高压直流输电引起的变压器直流偏磁现象会对交流电网造成不利影响影响,研究交流电网电压等级、结构等因素对偏磁直流分布的作用机理与特征,能够为治理措施提供理论参考。基于复杂网络理论和变电站偏磁直流计算模型,分析了不同电压等级电网对系统中性点直流分布的贡献与作用特征,研究了中性点直流分布对不同电压等级电网的敏感性,最后,以多电压等级电力系统为例,验证了上述理论分析结论。研究结果可为规避与治理变压器直流偏磁风险提供理论支撑。

“双碳”目标下建筑能源系统发展趋势分析

随着分布式新能源、电动汽车等灵活性资源的不断接入,建筑能源系统具备巨大的节能降碳潜力。厘清建筑能源系统的发展趋势对于实现城市碳达峰、碳中和目标具有重要意义。围绕建筑能源系统的建设、运行及管理等全过程环节,从新型系统结构、能源供给方式、系统运行方式、数字化管理、需求响应、管控机制等方面对建筑能源系统产销一体化、低碳化、灵活化、数字化、标准化的发展新趋势进行了较为深入的分析展望,可为城市建筑能源系统的高质量发展提供参考。

二次谐波注入的光伏逆变器直流电压补偿研究

三电平中性点箝位(NPC)光伏逆变器的上下直流电容器之间存在的电压不平衡会损害系统的稳定性,并限制功率级的开关操作。因此这里提出了一种注入公共偏置电压的方法,将二次谐波分量和上下电容器电压差分量注入脉宽调制(PWM)控制器的控制环路中以补偿电容器之间的不平衡电压。先对NPC光伏逆变器的工作原理进行了分析,在此基础上推导了注入的公共偏置电压的计算方法和电路实现方法,并在仿真模型和实物样机中进行了验证。实验结果表明,所提的不平衡补偿方法可以有效实现直流电容器的不平衡电压补偿,且注入二次谐波半波信号拥有比注入二次谐波全波信号更快的响应速度和更好的补偿效果。

低碳背景下“光储直柔”关键技术研究现状与应用展望

我国建筑运行阶段碳排放占全社会总碳排放的比例约为1/3,建筑部门的节能减碳工作对我国“3060”双碳战略目标的实现至关重要。“光储直柔”建筑新型能源系统是面向碳中和目标实现建筑能源系统革新的重要技术路径。该文对“光储直柔”四个关键技术内涵进行了综述梳理,然后聚焦“光储直柔”配电系统中的四项关键技术现状进行讨论,并对未来需开展的研究进行了展望。同时,结合案例,初步分析了光储直柔的节碳效益及前景,以期为“光储直柔”的进一步深入研究、探索提供参考。

绿色低碳建筑电气设计的几大环节及“光储直柔”系统的应用研究

结合设计经验与目前在绿色低碳建筑研究方面的几个案例,阐述了绿色低碳建筑实现的几大要素、低碳绿色建筑电气设计的主要环节、设计“光储直柔”系统的意义、“光储直柔”建筑的发展现状和亮点及全面推广的难点等,完善了传统的电气节能设计及绿色设计的内容,有助于“碳达峰、碳中和”战略目标的实现。旨在通过绿色低碳建筑电气设计的全面归纳总结,给行业的绿色低碳设计提供一点借鉴与参考。

城市轨道交通中性点不接地供电系统单相接地保护新方案

通过对城市轨道交通中性点不接地供电系统中不同位置发生单相接地故障时的对地电容电流进行分析,提出了对应的保护新方案。文中明确了该保护方案的系统配置、保护定值设置及相应的控制逻辑,并对控制逻辑进行了验证。

TN配电系统电源侧直接接地和一点接地探讨

简单介绍接地系统不同功能导体的定义和作用,重点介绍单电源TN配电系统电源侧接地、多电源TN配电系统电源侧直接接地和一点接地、变电所和柴油发电机房毗邻和远离情况下多电源TN配电系统电源侧直接接地和一点接地。分析杂散电流流通路径及治理杂散电流的方法,阐述PEN在低压柜内无须包以绝缘。

220kV主变压器中性点加装隔直电容对零序电量的影响

变压器中性点加装隔直电容是抑制直流偏磁的有效措施,但加装隔直电容后系统零序参数将发生改变,且大规模加装隔直电容后对零序电量的影响是否存在叠加效应未有明确定论。文中建立了220kV复杂系统环形等值模型,考虑不同运行工况进行计算仿真,采用继电保护智能整定计算软件进行全网故障计算,验证大规模加装隔直电容时系统所受的影响情况。研究结果表明,加装隔直电容后对线路保护安装处零序电流及电压保护影响很小,对加装站点变压器中性点零序电流的影响最大,大规模加装隔直电容时存在叠加效应,但叠加后对相关零序保护的影响基本可以忽略。

土壤结构对流入变压器中性点直流电流的影响

当直流输电系统单极大地回路运行时,会在直流接地极附近的中性点接地变压器中流过较大直流电流,从而导致变压器直流偏磁等一系列后果。采用复合分层土壤结构模型,基于特定的计算模型,对直流接地极流入直流电流时引起的地中电流场分布和地电位分布进行计算,分析流入变压器中性点的直流电流。同时通过改变土壤结构模型参数,分析不同土壤结构配置下流入变压器中性点直流电流的变化。研究表明,土壤结构对流入变压器中性点的直流电流影响较大,因此在精确计算流入变压器中性点的直流电流时应考虑土壤情况的复杂性。研究结果为实际工程中直流接地极附近变电站选址提供理论参考。

一种抑制变压器直流偏磁现象的新方法

对造成直流偏磁现象的原理及其对变压器所造成的影响进行了分析,提出了一种基于构建一个变压器中性点专用接地网原理的新方法。

土壤结构对直流入地电流分流特性的影响研究

高压直流输电系统单极大地回路运行时,从大地返回的直流电流通过接地网流入变压器中性点,从而引起变压器噪声增大、发热加剧等一系列不良后果。利用CDEGS软件对交直流互联系统进行建模仿真,直流输电系统以单极大地回线方式运行时,依据3种土壤分层结构分别计算了流经变压器中性点的直流电流量,得出了交流电网直流电流分布图。仿真结果表明:流经变压器中性点的直流电流因距离接地极的远近而变化,距离接地极越近,流经变压器中性点的直流电流量绝对值越大,近似呈对数函数形式分布;流经交流架空线路的直流电流值与土壤的分层结构、交流电网的拓扑结构以及距离直流接地极的远近相关。

《航空高压直流供电系统中三相Vienna整流器的控制策略研究》之一——基于新型开关表的Vienna整流器直接电流控制策略

针对三相Vienna整流器中电压矢量选择少,不能同时满足交流电流和中点电位调节需求的问题,提出了一种优先调节交流电流,兼顾调节中点电位的新型开关表设计方法。首先,分析并确定了每个电流扇区的8个电压矢量对交流电流的dq分量(id、iq)、上下电容电压差的影响;然后,根据上述分析结论,在开关表的设计中,利用对交流电流影响相同,对中点电位影响相反的一对冗余小矢量代替了传统开关表中对应调节目标的电压矢量,在保持交流电流调节能力的前提下提高了中点电位的调节能力;最后借助仿真和实验平台验证了该新型开关表的有效性,结果表明设计的新型开关表具有良好的交流电流和中点电位调节能力。

基于两相电流变换的小电流接地系统故障选线新方法

提出了两相电流旋转变换小电流接地系统单相接地故障选线新方法(简称两相法)。两相电流旋转变换,即每条线路a,b和c相电流与滞后其120°的b,c和a相电流经-60°旋转相加。新判据为非故障线路本身的3个两相电流相等;故障线路本身的3个两相电流之间幅值和相角不同。计算机仿真表明该算法不受故障电阻和负荷的影响,当系统发生单相接地故障时,能准确辨别故障线路。

±500kV直流极线与接地极线同塔架设时的感应过电压

结合南方电网某±500kV高压直流输电工程在运行中因雷击极线而造成的直流系统双极闭锁的实际情况,利用电磁暂态仿真软件EMTDC/PSCAD进行了仿真重现,研究分析了该直流系统中当直流极线遭受雷击时,其同塔架设的接地极线上产生的感应过电压造成其绝缘发生闪络并形成电弧,导致直流系统双极闭锁。研究结果表明:同塔架设直流极线和接地极线时,由于其绝缘水平差距较大,所以当直流极线遭受雷击时,在同塔架设的接地极线上将产生很高的感应过电压,并且在雷电波传播过程中,感应过电压具有累积效应,将多次达到其绝缘水平,使得接地极线沿线绝缘发生多点击穿闪络。在设计同塔架设不同电压等级线路时该研究结果具有指导意义,应考虑该问题并进行核算。

异步电机模型预测三电平直接电流控制

三电平逆变器为控制系统提供了更多的电压矢量,相对于传统两电平逆变器能够使得直接电流跟踪控制变得更加精确,能进一步减小电流纹波。但是三电平逆变器存在中点电压平衡问题,如果不对中点电压进行控制会使得电机无法正常工作,同时在大容量三电平逆变器中一般需要其降低开关频率。因此,提出一种具有中点电压平衡和降低开关频率功能的模型预测直接电流控制方案:通过对中点电压进行预测控制,在模型预测直接电流控制的价值函数中加入开关切换次数的约束,能将中点电压有效控制在给定的范围内,并同时实现逆变器开关频率的降低;针对控制延时导致定子电流在参考值附近振荡并增加电流纹波和转矩脉动,采用延时补偿提高控制系统性能。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性和可行性。

一种NPC型三电平换流器中点电位平衡的控制方法

二极管中点箝位(neutral point clamped,NPC)型三电平换流器具有开关器件承受电压小、谐波特性好、冲击电压小等优点,但由于中点电流的存在,中点电位平衡成为该类型换流器固有的问题。从中点电流的角度分析了中点电位不平衡的原因,提出了从直流偏差和交流波动两个方面对中点电位分别进行控制的思路,通过在参考电压中引入一个微小零序分量,很好地解决了中点电位的直流偏差问题,在换流器四象限运行时皆不会出现直流偏差,最后通过PSCAD/EMTDC仿真算例验证了该方法的有效性。

三电平NPC逆变器的新型虚拟空间矢量调制策略研究

三电平NPC逆变器是目前应用最为广泛的多电平逆变器。针对三电平NPC逆变器存在的直流电容电压波动问题和共模电压问题,提出了一种新型虚拟空间矢量调制策略。提出的新型虚拟空间矢量调制策略一方面可以实现任意调制度和功率因数的直流电容波动控制;另一方面又减小了三电平NPC逆变器的输出共模电压。理论分析、仿真和实验表明,提出的方法较传统SPWM策略和虚拟空间矢量调制策略可减小50%的共模电压。

一种新型直流接地极——广域接地极探讨

针对目前直流接地极选址存在的困难,提出广域接地极的新方案,即通过特定的形式把某一区域内的直流接地极连接起来,形成一个大型的散流体作为直流接地极。以广东电网公司应用该方法的实例证明该方案具有显著的经济性和较高的操作性,并且在技术上有明显优势,能够降低接地电阻,缓解直流输电单极大地运行对交流电网的不利影响,但存在入地电流局部集中的现象。通过进一步分析,提出改进方法,即利用局部串阻和改变入地电流接入点,可改善电流在广域接地极的分布,而实践证明改变接入点的技术性和可靠性更高。通过对广域接地极对后续直流工程的适应性分析,得出结论:广域接地极作为一种创新的设计理念,可通过一系列技术措施的实施及改进,缓解直流落点增多与接地极选址困难的矛盾。

I型NPC式三电平变流器中点电位平衡控制的研究与实现

随着清洁能源技术应用领域的不断扩大,对高压输/配电技术提出了更高要求。为此,I型二极管钳位式(NPC)三电平变流器以输出功率大、器件电压应力低等特点逐渐进入了实用阶段。本文中三电平变流器系统采用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM),变流器电流控制采用旋转坐标系下(dq)固定频率的直接电流控制策略,并针对变流器中的中点电位平衡控制方法进行了详细分析与设计。这种方法不仅不需要额外的硬件电路,而且大量的系统理论仿真实验和样机实验结果充分验证了该方法的可行性与优越性。

变压器中性线直流电流监测系统的设计和应用

阐述了交直流混合系统中监测变压器中性线直流电流的必要性,介绍了监测系统从变电站数据采集到数据发布的一系列过程。其中,直流电流采集装置利用了霍尔效应和磁平衡原理,监测系统各功能模块主要基于软总线和开放数据库连接构建。最后以一个用一条曲线和一组数字描述的实例说明了监测系统的效用。