Correction of Observation Interference on Z component of Geomagnetic Field From DC Power Lines

为减小直流输电线路对地磁场观测的干扰,采用数学计算的方法精确求解了线路对地磁Z分量的干扰水平。以观测点为原点建立了地磁仪器观测点坐标系,推导了观测点坐标系各坐标轴在地心坐标系中的单位矢量表达式。根据空间矢量点积的定义,得到了空间电流磁场矢量投影到地磁Z分量方向的求解公式。利用推导的公式和直流线路电流磁场三维计算模型,最终求得直流线路对地磁Z分量观测的干扰水平。由此,开发了＂直流线路对地磁观测干扰校正系统＂,并开展了地磁台站和野外联合地磁观测干扰实验。结果表明,直流线路和地磁观测台站距离不超过10km时,提出的数学模型和计算方法误差不超过5%。

基于限流电抗器两侧特定频段暂态能量比的MTDC电网单端量保护方案

柔性直流输电技术有利于未来大量分布式能源接入电网,而配置快速、可靠的保护方案是柔性直流技术发展的关键。基于直流电网等效模型,提出一种基于限流电抗器两侧电压特定频段暂态能量比差异性的单端量故障区域识别方法。该方法依据贝瑞隆等效模型计算出限流电抗器两侧电压比,通过广义S变换提取限流电抗器两侧特定频段电压,根据故障时正负极限流电抗器的电压幅值差的差异性实现故障选极。最后在PSCAD/EMTDC平台搭建仿真模型,分析出发生区内外故障时差异性明显,具备较强的耐过渡电阻与抗噪声干扰能力。

交⁃直⁃交异步系统准同步控制下直流动态功频响应特性分析

经直流输电互联的异步系统通过对直流输电实施附加控制,可实现异步系统的准同步运行,达到实时共享异步系统调频资源的目的。但在准同步控制的工程实践中,不合理的控制结构或参数配置将导致系统出现非预期的功率波动。首先,根据直流准同步附加控制,构建准同步系统的动态功频响应分析模型;然后,基于该模型分析了直流控制参数对功率振荡的影响;进而,分析准同步控制导致的功率波动与传统功角振荡的异同;最后,以准同步实验过程中出现的功率波动为例进行分析验证,提出抑制直流功率波动的建议,并对准同步控制进行了讨论。

基于线路电阻观测值的直流微电网改进下垂控制策略研究

负载功率精确均分和母线电压稳定是直流微电网的主要控制目标,但传统下垂控制会引起电流分配精度低和母线电压偏差大。针对此问题,提出一种基于线路电阻观测值的改进下垂控制策略。线路电阻不匹配是导致各变换器输出电流不均分的主要原因。首先使用递推最小二乘法对线路电阻进行估计,利用估计得到的线路电阻值调整下垂系数。再进一步考虑到每个变换器的额定功率各不相同,根据变换器的额定功率调整下垂系数,实现各变换器输出电流按其额定功率比例分配。最后在Matlab/Simulink平台搭建孤岛直流微电网模型,对3种不同下垂系数进行仿真,并在恒定负载、变负载、变换器退出运行3种工况下,验证了所提下垂控制在功率均分和稳压方面的有效性和可行性。

考虑运行损耗和功率裕度的VSC-MTDC系统改进优化下垂控制策略

不当的直流电压下垂系数易造成多端柔性直流输电(VSC-MTDC)系统运行损耗增加或部分换流站满载,为此提出了1种考虑网络损耗和功率裕度的改进优化下垂控制策略。分析了影响直流网络潮流的因素,在考虑直流线路电压降的情况下,推导出了换流站间功率分配与下垂系数的关系式。提出了直流网络潮流优化计算方法,并得出了各换流站最优下垂系数。以换流站优化下垂特性为基础,设置直流电压拐点,综合考虑直流系统运行损耗和换流站功率裕度,提出了改进的优化下垂控制策略。在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建6端柔性直流输电系统仿真模型,对3种下垂控制策略下系统的运行特性进行了仿真分析,结果表明:常规下垂控制按换流站额定容量分配功率,优化下垂控制考虑直流网络损耗,改进优化下垂控制兼顾系统运行损耗和换流站设备使用率。仿真结果与理论分析一致,验证了所提改进控制策略的有效性和可行性。

AC/DC电源线自动绕扎系统的设计与实现

针对原AC/DC电源线绕扎设备存在的问题,设计了一个AC/DC电源线自动绕扎系统。介绍系统的工艺流程与结构组成,给出系统的硬件电路设计和软件程序流程。该系统在实际生产环节中可代替4~5人的人工操作岗位,使AC/DC电源线的生产效率提高5~7倍。

基于直流线路互联的区-隧供电系统弹性恢复策略

在“双碳”目标下,以服务区光伏车棚、光伏隧道为代表的能源交通融合供电场景逐步普及,这使得形态开放且布局分散的区-隧供电系统在面临极端灾害或人为攻击时更为脆弱。为此,该文提出一种基于直流线路互联的区-隧供电系统弹性恢复策略。根据灾害前对直流线路的改造与韧性加固计划,首先,提出了基于直流线路被优先遍历的可行拓扑搜索策略,用于保障所提系统在极端灾害后的有效互联;其次,基于对故障负荷重要级权重的多层级分类策略,该文先后以重要负荷恢复量最大化和系统额外损耗最小化为目标构建了故障恢复目标函数,共同保证极端灾害发生后系统基于稀缺分布式能源的最大弹性恢复;再次,基于传统二阶锥松弛方法可能挣脱原始约束的缺陷,提出通过约束额外损耗中流经电流分量实现对混合整数二阶锥规划问题的收敛,确保所提模型在不同初始条件下的稳定适用;最后,通过涵盖区-隧供电系统的改进IEEE 123节点配电网进行仿真,验证了所提策略的有效性。

三种MMC-HVDC直流故障处理方法下电力系统暂态稳定性分析

首先介绍在远距离大容量输电场合,3种基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)拓扑及其处理直流故障的方法:基于半桥子模块(half bridge sub-module,HBSM)的HMMC-HVDC跳换流站交流侧断路器,基于箝位双子模块(clamp double sub-module,CDSM)的CMMCHVDC通过换流器控制实现直流侧故障自清除,以及基于电网换相换流器(line commutated converter,LCC)和MMC的混合拓扑在MMC直流出口处加装大功率二极管(LCC-D-MMC-HVDC)。然后,在由MMC-HVDC和交流线路构成的交直流并列简化系统中,基于等面积法则,对上述3种直流故障处理方法的暂态过程进行理论分析,并提出评价指标。最后通过仿真验证了分析结果。

新型单级功率因数校正AC/DC变换器

提出一种新型带抽头电感的单级功率因数校正AC/DC变换器。该变换器与采用两个电感的单级功率因数校正变换器同样可实现电流连续导通模式(CCM),若合理利用抽头电感的漏感有进一步减少器件的可能。对所设计的电路进行工作原理分析,并对电路进行了仿真和实验研究。实验结果证明,输入电压在宽范围内(100～240V),均满足高次谐波IEC6100032ClassD国际标准,最高效率可达到87%。

基于自适应特性的直流微电网双因子下垂控制策略研究

分布式电源DG(distributed generator)出口线路参数不一致及其出力随机扰动引起了直流微电网负荷功率分配精度下降与网侧电压波动。针对上述问题,计及DG运行暂稳态工况,提出1种基于自适应特性的双因子下垂控制策略。首先,稳态运行时考虑线路阻抗的影响并引入电压调节系数,建立双因子下垂系数稳态分量,在阻抗值未知的情况下即可实现负荷功率的精确分配,同时抬升网侧电压,减小与额定电压的差值;其次,暂态过程中考虑DG出力随机扰动的影响并引入分布一致性迭代算法,建立双因子下垂系数自由分量,可在维持DG均衡出力的情况下快速抑制功率扰动与网侧电压波动,提高系统的稳定性;最后,在PSCAD中搭建直流微电网模型,仿真结果证明了所提策略的有效性。

面向联络线计划功率的直流微电网优化调度

针对可再生能源日渐高比例接入大电网,需要建立主动配电网系统来跟踪和响应大电网的调度需求,提出了一种基于联络线计划功率将微电网转变为主动配电网的经济性调度策略。该策略以风光储直流微电网并网运行系统成本最低为目标,运用改进麻雀搜索算法求解系统运行成本。与无联络线计划功率调度策略的调度结果进行了对比,结果表明,所提调度策略在满足大电网削峰填谷指令的同时,将系统的并网运行成本降低了9.79%。由此验证了该调度策略对于直流微电网并网经济性调度具有可行性。

新型高功率因数三相AC-DC变换器的研究

提出一种新型高功率因数三相AC -DC变换器 ,由一个同步变压器 (LIT)、两个三相二极管整流器、一个脉冲宽度调制 (PWM)DC -DC变换器组成 ,输入变换器的交流电流频率固定且不连续 ,排除了三次、五次、七次谐波 .通过LIT和平衡电抗器的电流是高频的 ,变压器可用小铁芯 .分析了其电路拓扑结构、工作原理 ,并给出实验结果 .

轨道交通直流牵引供电系统线路测试回路短路试验案例分析

为研究在接地短路情况下,直流电流方向对线路测试回路的影响,该文通过详细介绍轨道交通牵引供电系统线路测试功能原理,并分析广州地铁1号线西塱站线路测试回路短路试验案例与接触器正反向电流试验,结果表明线路测试回路反向电流影响接触器内部电弧,造成燃弧时间长且容易烧损接触器,并且,电弧碰撞叠加导致接触器内部两对触点短接,即1 500 V母线短路。故线路测试回路必须正确接线且需完成短路测试以确保功能正常。

面向西北地区冬季采暖的交直流双路输入电锅炉可行性研究

我国西北地区因冬季寒冷,对取暖的需求更大,因此电锅炉的使用越加频繁,但是输电走廊用地越来越紧缺。基于这种情况,提出对西北地区交直流线路进行优化,使其可以直接输入电锅炉。为了解决输电线路的混合电场问题,对混合电场的各种参数和影响条件进行分析,建立模型进行测量电场数据。实验数据选取西北地区近几年冬季的气温,基于气温、离子迁移率、起晕场强等分析各种情况下线路的情况,计算冬季并行线路混合电场的分布情况和冬季并行路线合成电场的数据,证明了研究的可行性,以及交流线路会对直流合成电场产生一定的屏蔽作用。

考虑瞬时功率的柔性直流配电线路保护方法

为了避免在柔性直流配电线路保护过程中出现误动作,需要准确识别故障位置。针对直流配电线路的故障特征较难把握,定位故障位置困难的现状,探讨了考虑瞬时功率的柔性直流配电线路保护方法。使用模块化多电平换流器(MMC)对端口进行换流,通过计算得到在三相静止坐标系下的配电线路动态模型。根据电压阶跃信号中的频域信息,将时域中的故障信息进行转换,并运用小波变换的方式对故障特征进行提取。考虑瞬时功率特性,在柔性直流电网线路端口处安装保护装置,根据端点的瞬时功率变化,判断直流输电线路中故障发生的位置。利用故障电压特征,设计故障选极判据,对电流突变量进行方向性判断,实现柔性直流配电线路保护。试验结果表明:所提方法的保护动作正确,该方法下区外故障直流电压变化率与区内故障直流电压变化率几乎一致,使得保护动作可靠,实现了考虑瞬时功率的柔性直流配电线路保护方法的良好应用。

隔离开关直流电源智能在线监测技术研究

为监测隔离开关直流电源的运行参数和状态,文章设计一套隔离开关直流电源智能在线监测系统,该系统通过数据采集终端采集直流电源的相关参数,上传至中央处理器对数据进行分析处理,同时把运行信息送至监控后台,进行数据保存以及显示。该系统可以对电源系统实时运行数据进行监测,并对超限数据发出预警,也可通过模拟负载功能对直流电源进行测试,监控后台能够全面监测和管理整个厂站隔离开关直流电源的信息,从而提高厂站运行的可靠性和稳定性,减少故障停电时间,提升生产效率和电网安全性。

基于混合神经网络的交直流混联电网交流线路故障定位

随着电网交直流混联程度的不断加深,复杂的电网结构导致故障的精确定位愈加困难。针对目前定位方法所存在问题,提出一种基于同步挤压小波变换结合混合神经网络的交直流混联电网交流线路故障定位方法。首先,对交流线路单端电压数据通过同步挤压小波变换处理后,提取其时频矩阵中部分低频区域的能量,构建特征向量;然后,将特征向量构建数据集,并输入至混合神经网络中进行训练与测试,实现故障定位。实验结果表明,所提方法有较高的定位精度与一定的抗噪性能,受不同故障类型与过渡电阻的影响较小。

南京栖霞基地综合能源低碳示范区光伏系统发电量分析

针对已建成的综合能源低碳示范区光伏系统运行1 a多的发电量数据,进行了理论和实测的研究分析,理论分析包括组件衰减、逆变器适配损失、阴影遮挡、直流线损以及污秽损失等,实测分析包括组件红外及EL测试、组串I-V曲线、逆变器效率、直流线损和电能质量测试,并提出设计、安装及运维的指导建议。

集成功率解耦电路的PFC AC/DC变换器

电动汽车车载充电器前级PFC AC/DC变换器多采用大容量电解电容抑制直流母线输出电压纹波的方式,电解电容寿命短、易受温度影响等自身因素会降低充电机整体的使用周期和可靠性,甚至产生炸机故障。为此,提出采用PFC AC/DC变换器输出侧并联功率解耦电路的方式,大幅减小直流母线处并联的滤波电容容量,为使用性能优良的薄膜电容予以替代电解电容提供可能,旨在使PFC AC/DC变换器在减小直流母线输出电压纹波的同时实现充电机的安全可靠运行。为此,基于功率解耦电路工作状态的详细分析,建立功率解耦电路的数学模型,设计改进型比例谐振(Proportional Resonant,PR)控制器实施控制;此外,为了提升系统的控制性能及鲁棒性,对于PFC AC/DC变换器实施无模型非线性功率控制。在上述研究工作的基础上,制作700 W的实验样机,基于dSPACE 1007平台搭建实验样机测试系统,验证集成功率解耦电路的PFC AC/DC变换器一体化解决方案的可行性与有效性。

基于直流远供技术的市域快线LTE远端设备供电方案研究

[目的]针对市域快线长大区间设备供电需求,传统城市轨道交通区间的WLAN(无线局域网络)、TD-LTE(分时长期演进)远端设备的点对点、交叉冗余供电方式,存在线缆浪费、电力资源损耗、冗余度低等问题。[方法]尝试提出运用直流远供技术解决电力资源远距离输送,进而优化长大区间远端设备供电方案。[结果及结论]直流远供技术可以满足市域快线长大区间供电需求,单点故障不会造成无线通信中断,可进一步提升供电系统冗余度、可靠性。设备配备的监控子系统,可同步纳入信号微机监测系统,以实现供电系统闭环管理。