地铁车站低压配电系统电动机设备采用AC 660V配电的研究

通过分析电动机定子绕组接线形式,输入电压与电磁功率、转矩关系,以及电动机负荷配电系统元件、电缆,从而得出地铁电动机设备均可采用AC 660V供电的结论。通过对比分析说明地铁电动机设备采用AC 660V供电时,具有大幅节约有色金属,降低初期投资及减小线缆损耗的优势。

交流双边供电系统供电能力分析

牵引供电系统采用双边供电方式可以取消相邻牵引变电所供电臂电分相,我国轨道交通直流供电系统基本采用双边供电方式,交流供电系统尚未应用该方式。本文针对交流双边供电系统,从电压损失、电流需求、牵引网能耗等方面进行分析,并给出研究结论。

基于PVsyst软件模拟发电量数据的光伏电站电能损耗的分析方法研究

电能损耗是光伏电站非常重要的综合性指标,对其进行分析可以为光伏电站能效管理提供数据支持。在电能损耗的计算过程中,最大负荷损耗小时数的选取非常关键。提出了一种基于PVsyst软件模拟所得的发电量数据来分析光伏电站电能损耗的方法,结合工程实际情况给出了精确计算年最大负荷损耗小时数的改进算法数学模型,并对采用不同算法得到的年最大负荷损耗小时数进行了比较分析;以山西省大同市鸦儿崖乡100 MW光伏电站为算例,对其电气设备及线缆的电能损耗进行详细分析,验证了所提出光伏电站电能损耗分析方法的正确性。研究结果表明:1)由于光伏电站容配比的影响,应分别计算光伏电站直流侧和交流侧的年最大负荷损耗小时数,直流侧和交流侧的电能损耗也需要分别计算。2)该方法基于PVsyst软件模拟得到的光伏电站全年各小时的发电量数据,可准确计算出光伏电站的年最大负荷损耗小时数,在数学逻辑上合理,可以提高光伏电站电能损耗计算的准确度。该方法也可应用于其他实际运行的发电项目的电能损耗分析。

利用DFACTS设备降低分布式电源对配电网的影响

针对位置和容量不合理的分布式电源(Distributed generation,DG)会对配电网的网损、电压稳定性及可靠性等方面带来不利影响,导致风能、太阳能等分布式能源非充分利用的问题。以实测的风力发电机出力数据为支撑,采用配电网柔性交流输电系统(distributed flexible AC transmission system,DFACTS)对配电网潮流进行优化减少对DG位置和容量限制的方法,仿真模拟不同时刻风力发电机出力和负荷的双重变化,并对系统的网损、电压水平和可靠性进行分析,经IEEE36配电系统验证表明:在大量投运DG的配电网上加装DFACTS设备起到降低网损、稳定系统电压和提高可靠性的作用。

背靠背柔性直流交流断面失电判别系统设计与验证

高压直流输电技术已成为一种高效的输电技术,并广泛应用于我国电网中。然而,当直流送出交流断面失电时,易产生过电压问题。基于背靠背柔性直流工程,分析柔性直流在交流断面失电及非全相运行情况下的过电压问题,提出了交流断面失电判别系统架构、装置的标准化接入信息以及交流断面三相失电和非全相连接的判别逻辑,适用于常规直流及柔性直流接入系统等各种工况下的交流断面失电判别。最后,通过实际故障事件验证了交流断面失电判别系统的有效性和正确性,有效避免了可能产生的过电压和设备损坏问题。

基于鲸鱼群算法的交直流混联系统无功电压控制方法研究

高效安全地实现交直流混联系统降损与电压控制受到广泛关注,以网络损耗或电压偏移量为单一目标的传统的无功优化模型不能精确反映电网的安全性和经济性。该文针对交直流混联系统,建立了兼顾网络损耗和电压偏差的多目标无功电压控制优化模型,提出一种基于传统的鲸鱼算法(whale optimization algorithm,WOA)与粒子群(particle swarm optimization,PSO)相结合的鲸鱼群(WOA-PSO)模型求解算法。通过引入基于鲸鱼算法的包围策略,加速粒子群的迭代搜索过程,从而提高算法的全局优化能力;通过算例验证,并与基本粒子群算法、鲸鱼算法对比分析,说明所提方法具有良好的收敛性和寻优能力。

核电站失去厂外交流电源后二回路重要系统的状态控制研究

失去厂外交流电源属于核电机组设计中的预期运行事件,在进行事故处理时,明确操纵员的关注点将对机组向安全稳定状态过渡起到积极作用。本文以田湾核电站二期工程为例,针对该事故工况下二回路相关的蒸汽发生器供水及汽轮发电机安全停运等重要关注点进行研究,通过分析系统在自动动作和操纵员手动干预过程中可能出现的问题,给出解决办法,以提高瞬态工况下的人员响应能力,保证系统设备安全。

一起ATS无法切换导致站用交流母线失压的故障分析

针对近期发生的一起某110 kV变电站380 V#2站用交流电源系统短暂失压故障,现场依次检查监控装置的模拟量、进线开关及自动转换开关(ATS)位置与实测值的一致性,并校验了ATS控制回路,再对监控装置的ATS状态及控制界面进行核查。排查出故障的原因是监控装置的ATS类型被错误设置为ATS-2型,而现场的为三工位型ATS,使得ATS无法自动切换导致交流母线短暂失压。为此,提出定期开展培训提高运维人员对监控装置内部参数的掌握,以及验收后拍照留底并安排专人跟踪核查的整改措施。

计及柔性直流输电系统损耗模型的交直流电网无功优化

柔性直流输电系统损耗会影响电网无功优化结果的准确性,因此含柔性直流的无功优化问题必须包含反映损耗随换流站无功出力变化的数学模型。传统方法是将损耗等效为恒定电阻模型,但实际工程中该方法会引起较大误差,且会得到换流站逆变和整流模式下损耗相同的不合理结果。首先对厦门柔性直流工程的无功功率特性进行分析,然后利用数值解析方法得到给定输送有功下损耗与无功的关系,进而提出一种计及柔性直流损耗的交直流无功优化模型。并在厦门电网算例中进行年大、年小方式计算,对比恒定电阻损耗模型的优化结果,验证所提模型的正确性。最后对比未投运柔性直流工程电网算例的优化结果,证明厦门柔性直流工程投运可减少厦门电网无功配置,且有利于实现无功合理分层分区平衡。

基于动态网损修正的改进交直流迭代算法

应用于有功经济调度的交直流迭代算法无法在低发电成本条件下达到较低网损的目标。为此在直流最优潮流算法不考虑网损的基础上,借鉴经典经济调度的网损修正理论,并利用交流潮流模型计算网损及网损微增率,提出了动态网损修正方法,可对机组的边际成本参数进行修正。改进的交直流迭代算法在保证算法收敛的前提下,充分逼近了交流最优潮流算法的优化结果。IEEE30节点和IEEE118节点算例验证了该算法的可行性。

有限元法计算交联电缆涡流损耗

电力电缆的导体交流损耗和金属屏蔽层涡流损耗是影响电缆群温度场分布和电缆载流量确定的重要因素。为确定电缆运行中的损耗,在考虑趋肤效应和邻近效应的基础上,利用有限元法对电缆群不同排列方式和接地方式下的导体交流损耗和金属屏蔽层涡流损耗进行了计算。计算结果表明,导体交流损耗随回路数增多、电缆间距减小而增大,金属屏蔽层损耗随回路数增多而增大,与电缆间距的关系与接地方式有关,单端接地时,金属屏蔽层损耗随间距增大而减小,双端接地时,金属屏蔽层损耗随间距增大而增大。

基于交流支路电气剖分思想的配电网电容器优化投切方法

基于交流支路电气剖分思想,提出了一种配电网电容器的优化投切方法。对某一网络状态,电气剖分方法可以把配电网剖分成从变电站根节点到负荷节点的链式剖分子网络,将配电网的电容器优化投切问题转化成求剖分子网络的网损最小值问题。在满足电压约束的前提下,该快速求解方法直接采用物理寻优方式求得电容器的投切分量,使剖分子网络的功率损耗最小,并通过对各投切点的容量分量进行累加归整,得到了原系统各投切点的投切容量。IEEE69节点系统的计算结果表明,该方法在保证得到优良解的前提下具有收敛快、效率高的特点,为解决大型配电网的电容器优化投切问题提供了新的思路和方法。

高温超导电缆发展及其应用概述

随着高温超导技术的发展,高温超导电缆已经在输电系统中有了实际应用。与传统电缆相比,高温超导电缆具有传输容量大、损耗低、体积小、重量轻、可靠性高、节约资源、环境友好等优势,有望在未来电网发展中发挥重要作用。本文介绍了高温超导电缆的结构及特点、基本设计原理、传输电流与导体层电流分布及交流损耗等技术问题,并对高温超导电缆在交流和直流输电系统中的应用以及目前世界各国对高温超导电缆的研究及成果做了介绍。

超导无线电能传输技术

近年来,无线电能传输技术已成为了热点技术。与传统电能传输方式相比,无线电能传输更为方便、安全,并已被应用于多个领域。由于无线电能传输效率取决于发射与接收线圈本身的电阻,线圈电阻越小,传输效率越高。超导体所具有的直流零电阻、交流低损耗的特性,使得超导材料用于无线电能传输具有显著的效率优势。介绍了超导无线电能传输技术的研究现状,中国科学院应用超导重点实验室关于超导无线电能传输方面已经开展和正在进行的研究工作,指出了超导无线电能传输技术潜在的应用前景。

开关电源高频功率平面变压器串并混联PCB线圈交流损耗模型

并联PCB线圈为高频大电流高功率密度开关电源平面变压器重要线圈结构之一,但其载流能力与线圈的设计、变化多端的连接方式以及工作条件等诸多因素有很大关系,必须通过建立线圈损耗模型才能够进行深入系统分析,并得到较优化的设计结果。基于由并联PCB线圈导体层所构成回路的电压平衡原理,结合涡流场场控方程建立了具有串并混联的长形与环形并联PCB线圈交流损耗解析模型。实验验证了交流损耗模型的正确性,并具有足够高的工程精度。

光伏电站交流侧评估测试分析研究

目前,可再生能源受到了各国政府的高度重视,太阳能作为诸多永续利用的清洁能源中的一种,其开发和利用价值已成为各国可持续发展战略中的重要组成部分。选取了上海航天宁东一期100 MWp光伏电站项目具体实例,针对升压站交流侧一定数量并具有代表性的设备进行测试,运用科学的测试方法并对试验数据进行详细的整理分析,结合数学理论算法,最终计算出光伏电站交流侧典型日功率损耗率及电站发电效率,找出影响发电量的因素和解决办法。为光伏电站提供第一手数据资料,并对后期运维提出提供科学、合理、完善的管理及建议。

特高压半波长交流输电线路稳态特性研究

基于特高压半波长交流输电系统的正弦稳态解析解,分析了系统接感性负载和容性负载2种情况下,负载特性、功率因数对稳态运行特性的影响。结果表明:在不出现严重过载的正常工况下,半波长交流输电系统的线路过电压水平较低,线路损耗和电晕损耗较低,送端和受端的电压和电流的有效值差很小,相位基本反相;在过载情况下,线路中间段出现过电压现象;负载功率因数越高,线路的电压和电流越稳定。

考虑风电机组无功特性的安全约束机组组合方法

随着风能的广泛使用,安排发电计划时更多的风电机组将会被引入,这对传统的机组组合提出了新要求。风电出力具有很强的波动性,将风电出力按一个区间放入原模型中更显合理。另外,异步风电机组的结构与普通火电机组不同,异步电机发电的同时要吸收一定的无功功率,因此模型用交流潮流约束更合理。由此建立的是一个非线性混合整数问题模型,为了提高计算效率,将问题分解为2层优化子问题,第1层为无网络约束的机组组合问题,第2层为以网损最小为目标函数的交流网络约束最优潮流问题,对于最优潮流算完后仍有电压或线路潮流越限的,将形成一些新的约束返回原问题。考虑到普通异步风电机组的大量使用,在处理约束问题时对风电机组采用无功功率—电压模型,避免出现无功不足而导致电压越限。以添加了风电机组的IEEE 57节点测试系统为算例,验证了该方法的可行性。

电感电压部分补偿交流功率法测量磁心损耗研究

磁性元件作为功率变换器的重要组成部分,其磁心损耗的精确测量对磁性元件的优化具有重要意义。为了提高传统双绕组交流功率法测量高频激磁磁心损耗的测量精度,本文详细分析电感电压补偿交流功率法的测量原理及其误差来源,基于电感电压补偿交流功率法在非完全补偿的情况下测量高阻抗角磁性元件磁心损耗时误差仍很大的问题,本文提出了电感电压部分补偿交流功率法精确测量任意波形激励下的磁性元件磁心损耗。最后建立测量平台,在非完全补偿条件下,该方法测量50 kHz正弦波激磁的金属磁粉芯磁心损耗的最大相对误差为13.54%,50 kHz矩形波激磁的金属磁粉芯磁心损耗的最大相对误差为9.8%,实验验证该方法可精确测量正弦波激磁和方波激磁的高阻抗角金属磁粉芯的磁心损耗。

电力系统安全经济调度网损协调优化方法

安全经济调度领域广泛采用的直流最优潮流算法无法体现机组对网损的影响,为此提出了电力系统安全经济调度的网损协调优化方法。将网损价格因子和网损协调系数引入目标函数,建立了改进直流潮流模型,实现了负荷在机组间的最优分配;利用交流潮流方法计算系统实际网损,并利用增量直流潮流模型将网损在机组间进行合理分摊;最后利用交直流迭代思想修正网损价格因子和网损协调系数以优化网损分配方案。IEEE14节点和IEEE118节点算例验证了该方法的可行性,算例结果充分逼近了交流最优潮流的计算结果,符合实际系统运行状况。