一种基于氮化镓功率器件和超级电容的台区融合终端电源系统设计

传统的配电终端电源系统由主电源模块和后备电源模块组成。主电源模块普遍采用基于硅基功率器件的开关电源,功率开关器件损耗较大,温升明显。后备电源采用电池组或者大电容组,面临寿命短、功率密度低、受温度影响的放电性能和受限制的充放电电流等问题。为了解决这个问题,提出一种基于氮化镓功率器件和超级电容的台区融合终端电源系统,设计了包括主、后备电源的整体电路架构。在主电源侧,提出了适用于配电台区场景,基于氮化镓功率器件的功率开关管的额定电压电流的选型方法,基于Cascode级联型氮化镓功率器件的驱动电路设计方法;在后备电源侧,提出了后备电源工作电压、容量设计方法。最后,开发出一款基于上述关键技术的电源系统,并采用电能质量测试仪和数字录波器搭建试验环境,对电源系统进行输出稳定性、能效、主后备电源模块切换特性进行试验。试验结果表明,所设计的电源系统在异常工况下,仍具有电压稳定输出和高转换效率特性,有一定工程实用性。

新型农村配电网数字化、智能化改造分析

为了实现农村高质量建设和高效有序运行,同时改善人民的居住环境,这些需求让农村电力配网需求不断涌现。据农村的规模、户数和用电设备情况,进行详细的电力需求计算。考虑到基本用电负荷、公共设施(如电梯、照明、消防系统等)的电力需求,以及可能存在的高峰用电情况,确保供电系统能够满足整个楼宇的电力需求。该供配电系统工程设计以某新型农村建筑作为研究对象,进行电气系统方案设计,主要设计3个子系统,分别是农村建筑的供配电系统、照明系统和火灾自动报警系统。对于供配电系统的设计,首先分析负荷计算的常用方法,分析鉴定该农村区域的负荷级别,计算所需设备容量。接着依凭经测算得到的设备容量数据,选择导线和电缆的规格以及变压器的容量。凭据负荷的性质,选择供电主接线模式和配电模式。对于火灾自动报警的设计,确定消防的防护级别,选择适合的火灾探测器和联合控制消防形式,绘制火灾自动报警平面图和系统图,其中讨论火情探测报警系统和联合控制消防系统这2个系统。

北京冬奥会某竞赛场馆电视转播综合区电气设计简析

以2022年北京冬奥会期间某竞赛场馆室外临时设施区域中的电视转播综合区为例,结合国内现行规范和奥组委官方标准要求,介绍该区域供配电系统、负荷分级、末端配电、接地系统的电气设计。

基于CART决策树的110 kV供电区域分布式光伏承载能力测算模型

分布式光伏受天气影响较大,测算110kV供电区域的分布式光伏承载能力,对区域供电来说意义重大。基于此,提出基于分类与回归树(calssification and regression tree,CART)的110kV供电区域分布式光伏承载能力测算模型。该模型以分布式电源输出功率、区域分布式电源发电量占比、局部分布式电源线损增量等数据为基础,利用CART决策树建立110kV供电区域分布式光伏承载能力测算模型,并使用改进鲸鱼优化算法求解测算结果。经实验测试发现,该模型对分布式光伏承载能力的测算精准度较高,可有效测算不同实验区域在不同季节时的分布式光伏承载能力,具有较高的应用价值。

基于4G通信的配电网分布式智能保护控制技术研究

为解决分布式电源大规模接入时传统单向型保护失效,以及配电网多分支、多级联结构导致级差配合困难等问题,提出一种基于4G通信建立配网馈线自动化端到端通信架构,将计算节点下沉至每个终端,其保护动作不依赖于主站,动作迅速;提出终端本地计算的保护启动判据和基于通信的动作判据,通过与变电站出线开关的级差配合,构建基于4G通信的配电网分布式智能保护方案;在RTDS半实物仿真平台上进行验证。仿真结果表明,该方案能够迅速切除相间短路、单相接地等各种故障,精准实现故障定位与隔离,并可靠恢复非故障区域的正常供电。该方案已在辽宁省沈阳市某区域示范应用,取得了良好的效果,能够显著减少停电范围和停电时间,提升电网故障消除效率。

基于台区融合终端的分布式储能型光伏并网电能质量研究

为解决并网光伏发电系统电能质量波动问题,提出了基于台区融合终端的光伏储能并网电能质量系统设计方案。分析了分布式储能型光伏并网的基本框架,说明了电能质量监测的基本参数。设计了台区融合终端电能治理方案,分为融合终端配合储能系统电能治理、融合终端配合储能PCS电能治理和融合终端配合智能光伏隔离开关电能治理3种方案。针对电池储能PCS系统进行设计,说明了智能光伏隔离开关的主要技术原理和微应用总体架构。最后针对某地区电网实际光伏并网进行应用分析。

基于光纤通信的配电自动化终端电源运行状态监测方法

配电自动化终端数据量庞大且电磁干扰严重,导致监测结果的实时性和准确性不佳。因此,提出基于光纤通信的配电自动化终端电源运行状态监测方法设计。该方法通过光纤通信技术将采集到的配电自动化终端电源运行数据实时传输到监测中心,然后监测中心根据信息建立状态评价体系,实现配电自动化终端电源运行状态监测。仿真实验结果表明,该方法的监测结果能够准确反映实际值,且监测用时只需1.03min,证明该方法能够迅速获取终端电源的各项关键参数,精确监测配电自动化终端电源运行状态。

精细化电气设计赋能教育建筑高效运维

介绍了国家相关规范条文对教育建筑电气设计的要求。从供配电干线型式、楼层配电箱系统、终端回路等方面分析了常见类型的教育建筑中进行电气专业精细化设计时需要重点关注的问题。结果可为电气设计人员提供参考。

城市居住区供配电系统设计

供电设计需要与城市设计相结合,并根据区域实际供电需求调整供电体系建设策略。同时,供电线路的节能设计本身也需要摆脱传统供电线路设计的被动性,并通过应用现代高新技术来实现节能设计策略的主动化。而在此过程中,就需要从产业构成、发展趋势入手,并尝试通过技术更新、供电策略优化来满足区域供电需求,以达到节能目的。文章主要就城市居住区供配电系统设计展开论述。

基于老旧小区的建筑供配电低碳改造技术研究

文章首先探讨了老旧小区的建筑供配电系统的能耗特性,凸显了低碳改造技术在节能减排中的关键作用;其次研究了供配电系统的基础设施改造技术、器件选择优化方法、控制策略与节能管理,并提出了一种切实可行的低碳改造技术方案;最后通过对比和分析经济成本和效益,对老旧小区建筑供配电系统的未来发展趋势进行了展望。

某超高层建筑供配电系统设计探讨

通过大连某工程实例,介绍超高层公共建筑的供配电系统设计,包括负荷分级、供电电源、备用电源配置、变配电所及变压器选择,重点对高区变配电所不同位置及数量的设置方案进行比较分析,最后结合新版变压器能效标准介绍变压器的节能设计。

改进新能源消纳的配电网资源优化配置研究

随着大规模分布式发电接入配电网,其出力与负荷需求在时序上的不匹配性引起供电区域新能源难以消纳。为此,提出提升新能源消纳能力的供电区域源-荷-储联合优化配置方法。以配电网供电区域分布式电源、储能及可控负荷为配置对象,构建储能及可控负荷调用策略;建立供电区域源荷储二层联合优化配置模型。上层模型以实现分布式电源的最大消纳为优化目标。下层模型以供电区域内净负荷期望值峰谷差最小为优化目标。针对DG及负荷出力时序差异性,采用LHS技术进行处理;采用智能优化算法对模型进行求解。以某市供电区域拓扑结构为例进行算例分析,证明方法的合理性与有效性。

居住区供配电系统设计与技术标准研讨

本文介绍了安徽省地方标准《居住区供配电系统技术标准》DB34/T 1469-2021的主要技术内容和特点,包括负荷分级、负荷计算、变电所选址,以及新能源应用、配电自动化等;根据该标准要求介绍了一例典型居住区供配电系统设计方案,包括总体布置、系统设计及选型、平面布置、照明等配套专业设计、设备材料表及概算等。

高原山区高速铁路热备动车组布点研究

热备动车组是保障高速铁路安全运营的重要措施。本文介绍了热备动车组救援方式与救援场景,研究了高原山区高速铁路热备动车组救援性能和布点,验证了热备动车组救援性能,提出了热备动车组救援布点规则,对不同救援区段进行了模拟计算,并对客运列车应急供电、应急自走行研发提出了参考意见。

基于改进遗传算法的配网自动化终端布点优化配置方案研究

首先对配网自动化的可靠性指标进行阐述并建立数学模型,提出将遗传算法用于解决复杂情况下的配网自动化终端布局优化,并将模拟退火算法的思想与传统遗传算法结合,最后用改进后的遗传算法与普通遗传算法对配网自动化终端布局优化进行了对比,验证了改进后的遗传算法的性能提升,并用改进后的遗传算法求解复杂配网自动化终端布点优化。通过对改进后的遗传算法求解得到的最优解进行解码,得到的方案结果表明:优化后的配网自动化终端布局方案的供电可靠性提升到99.992%,并且方案所需费用比不进行任何优化的配网方案费用有所减少。

计及馈线自动化故障处理全过程的配电终端优化布置方法

为了进一步提高配电网供电可靠性,提出了一种计及馈线自动化(feeder automation,FA)故障处理过程的配电终端优化布置方法。首先以自适应综合型FA模式为例,分析FA的故障定位、隔离与恢复供电的故障处理全过程,并基于电力系统仿真软件DIgSILENT建立了配电终端的动作信号逻辑模型。其次,在考虑了FA故障处理过程的条件下,计算包括故障区域与非故障区域的总负荷停电损失成本,与总投资成本共同构成模型目标函数。考虑系统平均供电可用率指标约束等因素,建立配电终端优化布置模型。然后,基于整数编码的人工蜂群算法确定配电终端最优安装总数,制定配电终端最优配置方案,计算出配电终端最优选址方案。最后,以冀北某地区10 kV配电网作为仿真算例,基于DIgSILENT模拟FA故障处理全过程,验证所提方法的有效性和适用性。

基于新型柔性故障限流器的多端直流配电网故障隔离策略

针对多端直流系统故障电流峰值高、上升速度快以及无法保证非故障区域供电可靠性的问题,提出一种适用于中高压配电网的级联式新型柔性故障限流器与机械式直流断路器协同作用的故障隔离策略。首先通过微分欠压保护触发柔性故障限流器,实现极间电压箝位效果,抑制故障电流,提高直流系统故障隔离后的动态恢复特性。其次依据直流断路器的分断速度,实现故障限流器动作时间的灵活设置。利用断路器方向纵联保护信号保证故障区域换流站侧故障限流器的持续作用,直至直流断路器动作隔离故障。该策略还可避免换流站闭锁,降低断路器分断速度与开断容量要求,延长断路器使用寿命,提高系统供电可靠性。最后,在MATLAB/Simulink中搭建四端中压配电网模型,并通过仿真验证故障限流器的效果以及所提策略的可行性。

新型采集终端对高速载波通信影响建模与仿真研究

新型采集终端集用电信息采集、设备状态监测、边缘协同计算等功能于一体,逐步在低压配电台区获得推广应用,然而随着其功能不断增加,周围电磁环境越来越复杂,容易导致高速载波通信性能下降。文中开展新型采集终端对高速载波通信影响建模与仿真研究。首先对新型采集终端架构及电磁兼容特点进行分析,接着建立低压台区新型采集终端对高速载波通信影响的线路拓扑模型,最后结合仿真测试案例,分析了新型采集终端本体阻抗、噪声等对高速载波通信性能的影响程度。研究结果表明,不同厂家的新型采集终端对高速载波通信性能影响差别明显,通过合理的优化设计,可以恢复到与参考集中器相当的水平。该方法可为新一代用电信息采集系统建设提供有效的技术支持。

农村配变台区低电压成因与治理方案

供电质量问题不仅影响居民的正常用电,还关乎配电网的稳定运行。社会的不断发展致使设备负载递增,在线路单辐射、长距离、重负荷影响下,低电压问题尤为突出。为此,针对农村配变台区低电压成因与治理方案展开了分析,首先介绍了低压线路电压损失速算方法,进而引出了低电压定义,并以福建农网为例,分析了农村配变台区低电压问题的成因,并提出针对性的低电压治理措施,最后通过典型案例计算验证了治理措施的有效性。

主动配电网分区域自适应电流保护

通过分析含分布式电源的电网特性,提出了一种分区域自适应电流保护方案。对于分布式电源并网线路区域,提出一种基于补偿系数的自适应电流差动保护方案;馈线区域则采用基于本地正序电气量的自适应正序电流速断保护方案。通过在PSCAD上进行仿真,验证了该方案的可行性。