数字化变电站继电保护系统过程总线结构研究

阐述了4种典型的基于IEC61850过程总线结构的数字化变电站继电保护系统结构,研究了不同过程总线结构的优缺点及其适用范围,以星形结构为例分析了功能整合对系统可用性的影响,指出引入适当的功能整合可提高系统可用性。总结分析了4家主要设备制造商对基于过程总线的数字化变电站继电保护系统应用的实现方案,评述了其优点及不足之处。介绍了基于IEC61850过程总线的数字化变电站保护系统性能项目研究,实验室测试验证了MiCOM系列保护IED在IEC61850过程总线结构下运行的兼容性和可靠性。针对实现数字化变电站的核心部件合并单元,提出了2种基于计算机的合并单元互操作性测试方案。

IEEE1588 V2在全数字化保护系统中的应用

通过分析IEEE1588 V2的特点,提出了支持IEEE1588 V2同步标准的全数字化保护系统组网测试方案。该方案针对网格型接线变电站的数字化保护系统设计,选用保护智能电子设备,建立网格角母线保护柜、馈线差动和距离保护柜、变压器高压/低压侧保护柜;提出以太网交换机的过程层应用方案,利用保护测试仪的时间码转换接口与上述以太网交换机配合完成时间同步。冗余时间源机制提高了过程层采样值时间同步的可靠性和准确性。

柔性直流配电网故障识别与隔离策略综述

随着技术的发展,柔性直流配电网将成为智能电网和能源互联网的关键组成部分,但保护技术的不成熟一定程度上限制了其应用。结合国内外对其保护技术相关方面的研究做了以下工作:首先,简述了柔性直流配电系统关键设备VSC换流器和直流变压器的控制策略,分析了适用于柔性直流配电系统的多端协调控制策略。然后,介绍了系统交流侧不对称故障和直流侧单极接地与极间短路情况下的故障特征,并分析了系统接地方式对故障特性的影响。随后,对其故障隔离手段和故障检测、识别原理进行了综述,简要分析了各种原理的优缺点。最后,列举了柔性直流配电系统保护技术所要重点关注和研究的问题。

平面纳米自开关器件灵敏度的研究

运用二维系宗蒙特卡罗方法,模拟了平面纳米自开关器件的工作特性。结果表明,平面纳米自开关器件在加正向电压时是导通的,加负电压时是关闭的。但是在负偏压情况下并不是完全没有电流通过而是存在一不随电压变化的恒定漏电流。这使得电流电压关系曲线在零电压附近具有很强的非线性特性,因此可以把该器件运用于电磁波探测。通过多项式拟合方法获得了电流电压关系曲线的解析表达式,从而求得该器件的灵敏度。进一步分析表明通过改变表面态密度能够改变漏电流的大小,而小的漏电流有利于获得高的灵敏度。

一种新型四级叠层波导带通滤波器

提出一种新型四级叠层介质波导谐振器滤波器的结构及其设计方法。建立三维有限分析模型讨论了二级介质波导滤波器耦合特性,设计出二级片式介质波导谐振器滤波器。采用LTCC工艺叠加两块二级片式波导滤波器得到四级叠层波导滤波器,通过三维有限元分析模型绘制出四级叠层波导滤波器耦合特性曲线。最终设计出的四级叠层波导滤波器长8.8mm、宽6.2mm、厚1.6mm,中心频率5.2GHz,带宽300MHz,带内波动0.1 dB,插损0.8dB。其具有小型化、低插损以及适合表面帖装等特点,能满足下一代WLAN系统应用要求。

基于Ratchet效应的平面纳米二极管

采用二维系综蒙特卡罗方法对平面纳米结构的电响应特性进行了详细地研究。计算结果表明纳米结构加工过程所带来的表面电荷能够用来改变纳米沟道中的电场分布,从而使得纳米沟道中的电势分布呈现出空间不对称。由于Ratchet效应,此时通过纳米沟道的电子输运将体现出方向性,这使得该器件具有类似于二极管的电流电压特性曲线。通过优化结构,还可以获得开启电压为零的器件。由于该器件为纳米量级,因此具有很快的响应速度。模拟结果表明在亚太赫兹波段,该器件有不为零的整流信号输出。

苯硫醚聚酰亚胺电极覆膜材料合成及直流应力下对金属微粒运动特性的抑制作用

金属微粒的有效治理是关乎直流气体绝缘输电线路(GIL)绝缘设计的重要问题。通过溶液缩聚-热酰亚胺化法制备含有苯硫醚结构的聚酰亚胺薄膜,同时利用红外光谱、热失重、差示扫描量热、介电谱和接触角等测试方法对聚酰亚胺薄膜的结构与性能进行表征,并构建金属微粒运动观测实验平台,测试直流应力下薄膜材料对金属微粒运动特性的抑制作用。结果表明,引入苯硫醚结构,可在保证热稳定性的同时有效提升聚酰亚胺薄膜与铝合金电极的粘附功,因而改性聚酰亚胺可作为直流GIL无胶电极覆膜材料,以提升其运行稳定性。当电极涂覆改性的聚酰亚胺薄膜时,可显著提高金属微粒在直流电场中的启举电压,这缘于引入的苯硫醚结构提高了薄膜的介电常数以及金属微粒与薄膜间的粘附功,使得金属微粒所受的粘附力和静电吸附力均有所提升,进而抑制了微粒在直流电应力下的运动行为。

高频电压下表面电荷分布对沿面放电发展过程的影响

为了探究高频电压下表面电荷积聚对气-固绝缘沿面放电发展过程的影响,搭建了沿面放电测试平台与表面电荷测量系统。首先,采用20 kHz和30 kHz高频正弦电压,基于针-板电极结构,实验研究了沿面放电形态的发展与放电特性参数的演化规律。其次,对放电发展不同阶段聚酰亚胺薄膜的表面电荷分布进行了测量,得出了表面电荷的时空分布特性。最后,通过扫描电镜与傅里叶变换红外光谱分析方法,对材料表面微观形貌和化学结构变化进行了测试,探究了材料物化缺陷特性对表面电荷积聚的影响。研究结果表明,高频下沿面放电呈现极性效应,正半波放电幅值大于负半波,且放电中期正半波峰值处会出现较大幅值的放电,峰值处放电次数在后期明显增加;材料表面积聚负极性电荷,沿面放电导致的物化缺陷加剧了表面电荷的积聚;负极性表面电荷在电压正、负半波对针电极附近电场分布的不同影响,是沿面放电极性效应的主要产生原因。与高频电压相比,工频电压下负极性表面电荷积聚量较少,且沿面放电呈现出不同的极性效应。

聚酰亚胺薄膜局部放电频致拐点现象及形成机制

局部放电是导致高频电力变压器绝缘劣化和失效的重要因素,为准确评估高频正弦波形下电压频率和温度对局部放电特性的影响,设计了高频局部放电测试系统,研究了聚酰亚胺薄膜在不同电压频率(0.5~40k Hz)和温度(30~200℃)下的局部放电相位谱图、放电次数、放电幅值和绝缘寿命。实验发现,平均放电次数和幅值随电压频率的升高先增长后减小,存在"频致拐点"现象,且拐点频率随着温度的升高向低频段转移,而放电次数和幅值随温升单调增加。从空间电荷与放电特征参量的关联规律,以及温度对局部放电特性的影响机制分析着手,结合高频致热效应和电压频率对空间电荷耗散过程的影响,建立了"频致拐点"现象的数学模型,并揭示了其产生机制,为解释高频下的局部放电机制提供了理论依据。

三维曲线焊缝两种建模方法的比较

三维曲线焊缝建模是实现空间焊缝跟踪的关键问题之一。三维焊缝模型有利于减弱噪声干扰,提高系统的稳定性和鲁棒性,使得系统具有容错能力。采用三次参数曲线函数表示空间焊缝,使用最小二乘法建立焊缝的参数函数位置模型,接着使用三次B样条函数建立焊缝位置模型。使用位置模型和其它的特征点坐标之后得到了姿态模型中的方向矢量。分析了两种建模方法的性能,仿真试验证实在同类型和幅度的噪声干扰下,B样条函数模型优于参数曲线函数模型,能够很好地逼近原始三维曲线焊缝。

联营电力市场中需求侧的直接参与(英文)

在现有的允许需求侧竞标的日前联营市场中,每当某个时段的市场清算电价高于投标报价时,需求侧的兆瓦级购电竞标就被拒绝。由于用户不参与通过削减供电量来牟利的商业运作,因此未得到满足的用户需求只能从平衡市场中在更接近于预期用电的时段中获得。这就使用户遭受更大的不能以所希望的价格来满足其对电能的需要的风险。文章介绍了一种新的市场概念,它能在日前市场对需求侧的竞标者关闭后,以合并拍卖规则中需求移动机制的方法来降低其需求不平衡的风险。

一类仿射非线性系统的概率密度函数形状控制

针对一类仿射非线性有界动态随机系统,提出一种最优概率密度函数(PDF)跟踪控制算法,使得系统的输出PDF跟踪给定的PDF.首先利用线性B样条解耦得到仿射非线性状态方程和PDF逼近方程,使PDF跟踪转化为状态方程输出权值的跟踪;然后采用线性时变序列逼近方法将非线性系统转化为线性时变系统,通过对线性系统的迭代运算得到非线性系统的最优跟踪控制器,从而实现最优PDF跟踪.理论分析和仿真实验均表明了所提出算法的有效性.