基于风险的电力系统无功优化问题研究

从风险的角度分析有功损耗、电压失稳以及电压越限给电力系统运行造成的影响,并在此基础上提出一种新的无功优化方法。该方法以运行风险最小化为目标,来配置系统中的各种无功资源。由于运行风险的降低有利于增强系统工况的合理性,因此该方法能够确保无功优化的综合效果达到最佳。IEEE39节点系统仿真分析结果表明,与传统无功优化方法相比,该文提出的方法在应用的灵活性以及结果的合理性上都有很大程度的提高。

LCI驱动同步电机调速系统中转矩脉动的工程计算方法研究

LCI(Load Commutated Inverter)驱动的同步电机调速系统在大容量的调速场合仍有着广泛的应用,而谐波电流引起的脉动转矩是这类系统中不可忽视的一个问题。在计算脉动转矩时,传统的时域方法存在着计算速度慢,收敛困难,不易得到转矩的频谱分布等缺点。本文提出一种计算LCI驱动同步电机调速系统脉动转矩的工程方法,从频域的角度出发,应用开关函数调制理论建立了晶闸管三相桥及整个六脉波LCI驱动同步电机调速系统的数学模型。基于该模型可以求得系统中各次电流谐波的精确值,进而可以求出电磁转矩及其频谱分布。针对一般的调速系统,对上述模型进行了简化,保证了系统精度,并提高了运算速度。计算结果证明该方法与传统时域方法相比,具有很高的精度,并可以大大提高计算速度。

无传感器永磁同步电机调速系统高速运行性能研究

在永磁同步电机—压缩机系统高速运行时,传统的SVPWM控制无法使电机获得最大的输出转矩。同时,由于工作环境的限制,系统无法安装位置传感器。针对以上特点,本文采用模型参考自适应方法辨识电机转子位置,并采用单模式过调制算法控制逆变器,实现了无传感器过调制永磁同步电机矢量控制系统。仿真和实验结果表明,本文所采用的控制方法不仅可以实现永磁同步电机-压缩机系统的高速稳定运行,而且有效地提高了系统的带负载能力。

第十四届国际电机与系统大会(ICEMS2011)综述

1概述 第十四届国际电机与系统大会（2011 Interna-tional Conference on Electrical Machines and Systems,ICEMS2011）于2011年8月20～23日在北京国家会议中心隆重举行。

电路原理开放实验室建设的化零为整策略

该文从教材建设和硬件建设两方面着手,讨论了电路原理开放实验室建设的策略。教材建设方面,针对实验室现有仪器和元件给出了大致选题范围,并标注难易度,便于学生上手。硬件建设方面,设计了一款综合性的电路原理开放实验箱,使实验室的仪器和元件具有通用性、易用性,便于学生开展实验,提高学生的动手能力和创新能力。

高压变频器在电力和冶金行业的应用现状分析

高压变频器在我国有着广泛的应用空间和广阔的市场前景,本文主要针对高压变频器在电力、冶金行业的应用现状与特点,以及市场前景与容量进行分析综述。

有源电力滤波器技术与发展综述

有源电力滤波器是当前电力电子技术应用的一个热点,它为电力谐波治理和改善电能质量提供了重要的技术手段。本文重点从三个方面介绍当前我国有源电力滤波器技术发展情况:有源电力滤波技术的应用背景,有源电力滤波器的技术发展方向,以及有源电力滤波器的行业发展与市场前景。

磁传感器阵列技术及其应用

磁测量技术被应用于越来越多领域的同时,单个磁传感器仅能测得被测磁场中某点处有限信息的局限性也逐渐显现出来。为了提高磁测量技术性能,扩大磁场测量的空间尺度和范围,并且实现对磁场信息更深层次、更多视角的利用,磁传感器阵列技术逐渐发展起来。文中基于对磁传感器阵列技术在几个领域应用实例的整理和归纳,总结出磁传感器阵列技术具有测量范围大、准确度高、可靠性好、可与时间和空间进行联合解算等优点,但同时也存在成本高、控制难度大、存在位置校准误差和噪声干扰等不可回避、必须解决的问题,进而展望了磁传感器阵列技术的发展前景。

用于驱赶农作物有害动物的智能声防系统设计

针对农业生产中动物有害行为导致农作物减产和农产品价值严重损失的实际问题,设计研发出一种驱赶农作物有害动物的智能声防系统。该系统以无线传感器网络作探测和通信平台,采用以ARM9微处理器和AT89C51SND1单片机为核心的嵌入式系统构建总控制器和执行器硬件平台,通过热释电传感器对有害动物在农田中的出没位置进行探测,依据"作物种类-周围环境-有害动物-天敌"逻辑关系模型对其种类作出判断,然后由执行器播放该种动物对应天敌的叫声,从而实现对多种农作物有害动物的智能声防。与现有的驱赶模式易被有害动物适应且效果不佳相比,该系统具有驱赶效果好、有效作用面积大、可扩展性强及装设灵活等优点,是一种无污染、具有智能特性的驱赶农作物有害动物的有效解决方案。

基于不连续有限元的短间隙气体放电仿真算法及其应用

我国超、特高压输电工程建设亟需空气间隙放电理论的支撑。作为长间隙放电研究的基础,短间隙放电是间隙放电研究的重要内容与切入点。仅靠现有实验手段与实验结果无法构建这些放电过程的完整物理图像,使得数学建模与仿真,成为研究短间隙放电的重要方法。为此,概述了描述短间隙气体放电过程的流体模型,提出了基于不连续有限元的仿真算法:引入罚因子不连续有限元离散Poisson方程;提出了加权不连续有限元用于求解粒子输运方程,提出了圆柱坐标系下的多层重构算法用于抑制高阶格式可能引起的数值振荡。实现了基于上述算法的短间隙气体放电仿真程序,利用该程序研究了碰撞电离系数、附着系数、粒子迁移率等放电参量对流注发展的影响,电子碰撞电离系数与电子迁移率影响最大,电子附着系数与电子扩散系数有一定影响,离子迁移率基本没有影响。通过考虑Townsend放电中的光发射机制,成功预测了一定长度范围内平板间隙中Townsend放电击穿电压曲线,验证了将数值仿真应用于气体放电研究的可行性。

双馈风力发电机定子电流谐波分析

介绍了双馈电机的数学模型,并在此基础上总结了双馈电机定子电流谐波的来源和基本特点;基于对一台30 kW和一台1.5 MW双馈电机的具体试验数据,结合理论分析得到了齿谐波、开关谐波、电网电压引入的谐波等各种电流谐波的频谱特征,总结了定、转子谐波电流之间的关系;根据各种谐波的特点提出了减小定子电流谐波的方法,并将这些方法应用在1.5 MW双馈风力发电样机系统中,给出了满容量发电时的电流谐波试验结果,验证了这些方法的实用性。

向家坝和溪洛渡水电站发电机主保护设计总结

溪洛渡和向家坝水电站共安装了26台770～800MW的巨型水轮发电机组(包括5种不同机型,绕组形式和分支数均有所不同)。经发电机主保护定量化及优化设计过程,发现5种发电机虽中性点侧引出方式、保护方案的配置及保护性能相差悬殊,但其主保护设计过程实质上都是将一台偶数或奇数多分支的水轮发电机简化为一台每相2分支或3分支的发电机,分支的合理分组取决于发电机的故障特点和每相分支数;发电机主保护配置方案的性能则决定于所选择的定子绕组形式,应在绕组选型时兼顾发电机设计和继电保护的要求。

电导及介电自适应调控的复合绝缘材料及其应用

非线性复合绝缘材料有助于解决电力系统绝缘设备或部件电场分布不均匀的难题。为此介绍了Zn O压敏陶瓷微球及其复合绝缘材料的制备方法,实现了同时具有非线性电导特性和非线性介电特性随外加电场而自适应变化的复合材料。材料的非线性特性主要由压敏微球填料决定,而对于绝缘材料基体的要求较为宽松;当材料中的压敏微球体积分数超过30%时,复合物具有很好的非线性特性,其电导非线性系数可达到16.9而介电常数也能够比线性区增加5倍以上;材料的压敏电压也能够根据填料体积分数进行一定范围内的调节。采用非线性电导特性和非线性介电特性的复合材料取代传统电缆附件中控制电缆接头电场应力的压控管和应力锥的材料对电场的应力控制效果更好,对于110 k V的交流电缆终端内电场分布的仿真计算表明,在应力锥绝缘部分采用非线性材料能够将关键位置处的场强从采用固定材料时的4.7 k V/mm降低至2.2 k V/mm以下,并且材料的电导率越大、非线性系数越大时,均匀场强的效果越好。

试论现代测量技术的主要进步特征及发展趋势

数字化、可重构化、模型化、高可靠化、实时化、网络化、智能化以及自确认化,是现代测量技术的主要进步特征。在这些发展和进步的推动和影响下,现代测量技术逐渐朝着按不同测量任务自动重构测量仪器软硬件,智能地构建测量模型并执行测量任务的方向发展;同时,在单台测量仪器能力不足情况下,可通过网络组织多台测量仪器协同完成测量;且测量仪器除可实时提供包含质量评定参数的完整测量结果外,还可输出自身工作状态参数,即具有了自确认工作状态的能力。这些进步特征共同反映出,测量仪器的自主工作能力将越来越强。不难预见,测量的更高智能化水平的自主化,将成为现代测量技术今后发展的必然趋势。

用于串补的激光触发与电脉冲触发火花间隙对比实验研究

目前串补电容常采用电脉冲触发火花间隙作为其快速旁路保护,实现这种触发方式的难点在于确保整个触发装置与高压端的电气隔离。为解决此问题,研制了一种激光触发火花间隙,对其进行了自击穿和触发击穿测试,通过实验比较了相同形状尺寸的激光触发火花间隙与电脉冲触发火花间隙在不同极性、不同间隙距离下的触发击穿电压,并对2种火花间隙的放电机理进行了初步分析。实验结果表明：激光触发火花间隙的最小可靠触发击穿电压在自击穿电压的26%-48%之间;电脉冲触发火花间隙的最小可靠触发击穿电压在自击穿电压的43%-64%之间;两种火花间隙正极性下的最小可靠触发击穿电压均低于负极性下的最小可靠击穿电压。

大气压介质阻挡放电中电子碰撞电离系数α的测定

电子碰撞电离系数α是气体放电研究中的一个重要物理参数,但现有的α系数数值都是在低气压Townsend放电实验中得到的,它们不适用于大气压下气体放电。为了尝试解决这个问题,提出了一种大气压下α系数的光学测量方法,它借助介质阻挡电极结构,在某些大气压气体中产生瞬态或稳态Townsend放电,利用带像增强器高速数码相机的纳秒曝光功能,记录气隙中瞬态发光强度空间分布,并与Townsend放电对应的理论发光强度分布进行比较,根据两者的最佳拟合效果推导出α系数。该方法被用于测定大气压氮气α系数,结果表明其基本可行,但仍需继续加以完善。

基于分布式OSGi的通用电力数据平台

提升智能电网中各种异构应用软件间的数据共享和功能交互能力,是电力企业亟需解决的问题。而依靠标准化数据模型、SOA等技术的传统交互方案对模块运行期热插拔、分布式编程模型低侵入性和电力数据持续变化的支持度不足。为此,以电力数据为中心,从软件架构角度,将电力应用解耦为数据总线和数据插件,提出一种基于分布式开放式服务网关(OSGi)的通用电力数据平台。阐述平台拓扑架构、分布式OSGi的扩展方法及通用电力元数据模型,给出平台在福建电网的实施方法,并对典型业务模块的功能及并发性能进行测试,结果表明,该平台能有效降低异构电力应用间的数据共享和功能交互难度。

基于RT-LAB的风电并网混合仿真系统

本文设计了一个风电并网混合仿真的实验系统,该实验系统结合实际的风力发电物理设备,以及RTLAB实时电力仿真平台,通过实际系统与数字仿真系统中并网点电压、电流的耦合,将实际风电系统嵌入到电力仿真系统中,完成了风电并网数/模混合仿真的研究。通过观测该实验系统中并网点电压、电流等参数的变化可以研究风力发电系统接入电网后整个电力系统的动态特性,以及两者之间的相互影响和相互作用。本文以双馈感应风力发电机组并网控制为例构建了混合仿真系统,通过实验验证了所设计方案的可行性与有效性。

大型水轮发电机转子偏心磁场的计算

为了研究转子偏心对大型水轮发电机磁场分布、电磁参数计算的影响,以ANSYS的APDL参数化编程为平台,提出了一种应用ANSYS软件实现大型水轮发电机转子偏心磁场有限元计算的方法。采用该方法可以在磁场有限元计算中方便、准确地自动实现偏心转子的旋转、施加载荷、计算线圈磁链等功能。从计算得到的支路电感参数分析可知,转子偏心导致发电机各支路的电磁参数不平衡,其变化规律与偏心的性质与方向有关。提出的方法还为ANSYS软件在电机电磁场分析中的应用提供了经验参考。

解决电力市场无功优化问题的序优化级联编码遗传算法

发电机和并联补偿设备是系统中主要的无功源,负责满足负荷的无功需求并维持系统电压水平。在电力市场环境下,对无功的优化调度要考虑各类无功电源的成本,并以此作为建立无功市场机制的基础。建立了一个在电力市场环境下考虑无功成本的无功优化模型,该模型将电容的投切标志作为0-1变量,即描述为一个非线性混合整数规划问题,采用级联编码的遗传算法解决该非线性混合整数规划问题。引入了序优化的思想,以指导遗传算法的个体选择和进化代数,并对计算结果的可靠性进行定量评估。在IEEE 30母线系统上的仿真结果验证了该方法的有效性。根据5种情况的计算结果,分析了考虑无功成本时系统的运行状况以及相应的经济效益。