并联型有源电力滤波器容量和最优安装位置的选择方法

在电力系统安装有源电力滤波器(active power filters,APF),主要是要决定装设的容量及安装位置,考虑的因素有谐波源个数及性质、电力系统结构和阻抗参数、谐波治理标准等。首先建立电网谐波治理目标优化函数,在对该函数进行深入研究的基础上对利用Benders分解法进行电力系统谐波治理目标函数求解的方法进行讨论,Benders分解法将整个问题分割成2部分:主问题与子问题,主问题处理APF位置的选择及额定容量的选取,使额定容量为符合实际情况的离散值,并且使APF的额定容量为最小;子问题解决电网谐波电压畸变问题,使谐波畸变程度降到最小,并满足谐波治理标准。同时,在子问题的求解工程中,利用拉格朗日乘数法求解考虑APF容量限制时注入谐波电流的最优值。最后,对最优安装位置求解方法在混合型有源电力滤波器(hybrid active power filter,HAPF)中的应用进行研究,分析在HAPF应用中所应注意的问题。仿真结果验证该方法的可行性。

混合型有源滤波器最优安装位置的确定

混合型电力滤波器作为一种非线性负载,安装在电网不同位置时,对滤波器的容量大小和治理效果都有很大的影响,为得到其最优安装位置,通过建立谐波目标治理函数,以配电网中单个支路总谐波以及总支路单次谐波为研究对象,在使其满足国家谐波标准的基础上,确定了有源滤波器APF(active power filter)的最优安装位置,然后利用本方法对HAPF(hybrid active power filter)的最优安装位置进行了研究,分析应用于HAPF时需要注意的问题。通过Matlab进行仿真分析,仿真结果验证了该方法的正确性。

并联FACTS装置在串联补偿输电线路中最优安装位置的研究

并联FACTS(柔性交流输电)装置是用于控制传输电压、功率流、减少无功损失和电力系统的高功率输电的阻尼振动的装置。该文对并联FACTS装置的最优安装位置的研究是以一条有中心位置串联补偿的实际输电线路模型为依据的研究。研究发现,并联FACTS装置的最优安装位置随着串联补偿等级的变化而变化,从而获得功率传输能力和系统的稳定性方面的提高。

GEO卫星电推力器安装位置优化研究

针对配置电推力器的地球静止轨道(GEO)卫星,研究了以位置保持效率为指标的电推力器最佳安装位置。分析了南北、东西位置保持所需推力大小与工作时间的关系,得到推力器安装位置与位置保持可控性的定量关系。分析了电推力器安装位置与角动量卸载能力的关系,电推力器的推力方向越接近垂直,角动量卸载能力越大。以位置保持效率为最优目标,考虑卫星尺寸、位置保持可控性和角动量卸载能力等约束条件,给出了电推力器最优安装位置的确定方法:根据位置保持效率及卫星尺寸约束,确定电推力器纵向与垂向安装位置;根据位置保持可控性和角动量卸载能力等约束条件,确定电推力器横向安装位置。利用一个典型优化算例对此方法进行验证,结果表明:该优化方法能够确定满足约束条件下的电推力器最优安装位置,可为GEO卫星电推进系统的布局设计提供参考。

直流潮流控制器对直流电网的影响及其选址

基于电压源型换流器的直流电网,其潮流分布取决于各支路的电阻,其可控支路数遵循N-1准则,故当直流电网支路数较多时,仅由换流器独立控制效果不佳,更难以抑制某些支路的过载。通过直流潮流控制器,可在最大限度保证支路运行在载流限值内的同时,实现与换流站的控保装置的协调配合。综述了典型的直流潮流控制器的拓扑及原理,采用电流灵敏度分析方法研究了其对直流电网的影响,并给出了潮流计算数学模型,推导了电流灵敏度的通用表达式。利用仿真软件和电流灵敏度程序对潮流控制器调整前后支路电流值的变化进行了灵敏度分析,提出了潮流控制器最优安装位置选择方法。以改造后的舟山五端柔性直流工程为例验证了该方法的合理性和有效性。

基于激光雷达技术的输电线路山火监测方法研究

文中阐述了山火对输电线路产生的影响,简述了输电线路山火监测技术的研究现状,针对目前输电线路山火监测方案存在的不足,提出采用激光雷达系统监测输电线路山火的方案。文中从激光雷达监测原理出发,分析了激光雷达系统在监测输电线路上引发的山火具有一定的有效性,并通过模拟实验验证了激光雷达系统可用于输电线路上山火的监测。进一步依据激光雷达系统存在盲区的特点,从理论上推导了激光雷达在用于输电线路山火监测时的最优安装位置。

配电网系统背景谐波衰减控制研究

在射线型配电网末端安装动态调节增益的有源滤波器只能抑制谐波的放大现象,不能实现对谐波的有效衰减,且可能引起电压谐振。基于以上问题,提出分频动态增益调节的有源滤波器(discrete frequency automaticgain tuning active filter,DFAGTAF)最优安装位置的谐波衰减方案,得出在距谐波源最近的各次谐波的谐振峰值处为DFAGTAF的最优安装位置。该方案不仅可对有源滤波器安装点谐波进行有效衰减,同时对线路其他位置也能实现良好的谐波衰减效果,且对配电线参数的改变以及非线性负载的切入具有较强的鲁棒性。仿真和实验结果均验证了该方案的正确性和有效性。

基于热性能的相变混凝土复合自保温砌块的优化设计——以寒冷地区夏季工况为例

为提高混凝土复合自保温砌块的热工性能,将相变材料填充到砌块中,形成相变自保温砌块。设计了五种相变自保温砌块,采用ANSYS软件模拟分析不同方案的保温性能,得到最优砌块块型。在此基础上,以西安地区夏季某朝南房间为研究对象,采用EnergyPlus软件对相变砌块房间展开热环境模拟,研究不同相变温度及相变材料安装位置对室内热环境的影响,探究最优相变层位置及最优相变温度。研究结果表明:孔型为三排交错排列的砌块为最优砌块,其砌筑墙体传热系数为0.439 W/(m^(2)·K);夏季初始室外气温中温时段、中间高温时段以及末期低温时段的最优相变温度分别为24.00、30.00及28.00℃。整个夏季的最优相变温度为26.00~28.00℃,最优相变层位置为砌块内侧孔。对于整个夏季,相变材料安装位置对室内温度的影响高于相变温度的影响,优化设计时应重点考虑。