考虑配电网故障隔离的单相接地保护整定计算

单相接地故障严重威胁着配电网的安全可靠运行,快速隔离故障对提高配电网的供电可靠性具有重要意义。为实现配电网单相接地故障的精确隔离,需对单相接地保护进行合理的整定。分析了单相接地保护原理、故障点过渡电阻、配电网拓扑结构及故障处理策略等因素对单相接地保护定值整定的影响,提出了典型配电线路单相接地保护定值的整定原则和灵敏度校验方法,可提升配电网的单相接地故障处理能力。

优化系数的NGM(1,1,k)模型在中长期电量预测中的应用

NGM(1,1,k)灰色模型预测电力系统中长期电量的精度较低,考虑增加一修正量对模型系数进行修正。按照拟合值与真实值的误差平方和最小来求解此修正量,并结合缓冲算子对原始电量数据进行处理,建立了优化系数的灰色电量预测模型。将改进灰色模型应用于两个地区的中长期电量预测中,预测结果表明,优化的灰色模型有效地提高了预测精度。

结构及供电电源对沿面介质阻挡放电装置放电特性及臭氧生成的影响

沿面介质阻挡放电(SDBD)等离子体能够高效生成反应活性物质,在生物医学、环保等应用领域得到广泛研究。SDBD装置的结构和供电电源参数是影响其放电特性及反应活性物质生成的主要因素,为此,以具有螺环线形高压电极的管状沿面放电装置为对象,研究了装置结构及供电电源对其放电特性及臭氧生成的影响。结果表明:在相同的供电电压下,螺环线形高压电极的螺距、介质厚度影响电极间的电场强度和分布、放电功率和臭氧生成量,但螺环线形高压电极的线径对放电功率和臭氧生成量几乎没有影响;螺环线形高压电极的螺距存在一个优化值,在螺距低于25mm时,放电功率和臭氧产生量随着螺距的增加而增加,当螺距大于25mm时,放电功率和臭氧产生量基本不再变化;当绝缘介质管厚度由3mm减小到1.6mm时,放电功率提高约2倍,臭氧产生量提高约3倍。同采用50Hz交流电源供电相比,SDBD装置采用9.6k Hz高频电源供电时,在较低的电压下即可获得较大的放电功率及臭氧产量,且臭氧生成的能量效率提高约25%。

兼具高灵敏性与良好相移制动能力的多端广域电流差动保护判据研究

对以T接线为代表的多端线路而言,广域电流差动保护是其最为适用的主保护。但是,由于在地理上涉及多个变电站,多端广域电流差动保护往往面临着比基于专有通道的双端电流差动保护更为严峻的数据同步问题。针对上述问题,该文首先基于ρ平面法分析多端线路在不同同步误差下保护动作量的特征,研究在多端线路中同步误差对差动电流、制动电流幅值和相位的影响,进而提出一种适用于多端线路的广域电流差动保护制动电流的设计方法。为了兼顾判据对区内高阻故障的灵敏性要求及在数据同步品质变差时的耐受相移误差能力,进一步引入双K制动系数优化制动区域的形状和面积,并推演出制动系数整定方法,为多端线路差动保护的工程应用和推广提供新思路。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果证明,所提方法可在保证区内故障灵敏度不降低的前提下,提升判据在发生数据附加同步误差时的安全性。

交直流混合微电网实验系统负载柜设计

为了充分验证交直流混合微电网系统功能,需要设计负载柜以适应不同运行方式下的交直流混合微电网实验系统。文章详细描述了阻性和非阻性负载柜的设计方案,通过Solid Works热仿真软件对阻性负载柜的散热方案进行详细论证,验证了散热方案的可行性。该负载柜不仅适用于交直流混合微电网的实验系统,而且适用于即插即用随机性电源的功能调试和测试。

云—层—端三层架构体系的随机性电源即插即用构想

分析了分布式发电到分布式电源及微电网接入配电网的共性问题。将光伏发电、风力发电、储能装置、电动汽车统一按"随机性电源"考虑。从应用场景专用设计、工程应用功率匹配、对外接口端子、两电平与三电平拓扑结构、过电压异常响应、监视、控制和运维、并网及孤岛防护、渗透率及有效发电量渗透率等方面,分析随机性电源接入配电网存在的问题,提出了即插即用随机性电源的云—层—端三层体系架构。云运维实现运行维护即插即用,层控制实现有序控制即插即用,端互联实现应用场景、工程应用功率匹配、安全并网、信息互联、最大发电量渗透率接入配电网的即插即用。

三电平DC/DC电源转换技术研究

以三电平DC/DC电源转换为研究对象,分析对比拓扑结构。从模块化的工程应用角度,采用改进半桥型方案开发出三电平DC/DC标准功率模块,介绍其结构及屏柜组装方式,以满足功率组合即插即用,并适应分布式光伏发电、储能、电动汽车等多应用场景。分析目前技术规范和标准现状。基于交直流混合微电网的试验系统,阐述DC/DC模块在不同应用场景下的功能,并进行了试验验证。

兆瓦(MW)级海岛微电网通信网络架构研究及工程应用

分析海岛微电网的保护控制及管理系统的业务需求,研究借鉴智能变电站及智能配电网、并网型微电网的通信架构方案,提出了一种分级结构的海岛微电网通信网络方案。分级结构的海岛微电网通信网络由"上"至上级远方调度主站的通信网络、微电网主站内配置的两层通信网络和对"下"至配用电环节接入通信网络的三级通信网络构成。以我国首个兆瓦级的南麂岛微电网示范工程为例,介绍了海岛微电网系统结构、保护控制及管理系统的架构,给出了分级结构的海岛微电网通信网络架构、组成及配置原则和工程应用实例。

适用于随机性电源即插即用的模块化储能电池柜设计

分析了储能在随机性电源发电系统中的地位和作用,针对现有储能电池柜的规格不统一带来的重复设计、维护困难和扩容复杂等问题,提出构建适应于随机性电源发电的模块化储能电池柜,分别采用铅酸电池和锂电池设计了标准化的储能电池柜。结合电动汽车用锂电池的回收以及梯次利用案例,给出了模块化工程设计方案。

三电平DC/AC电源转换技术研究

以三电平DC/AC电源转换为研究对象,分析对比拓扑结构。从模块化的工程应用角度,采用改进T型方案开发出三电平DC/AC标准功率模块,介绍其结构及屏柜组装方式,以满足功率组合即插即用,并适应分布式光伏发电、分布式风力发电、储能、电动汽车等多应用场景。分析目前技术规范现状。基于交直流混合微电网的试验系统,阐述DC/AC模块在不同应用场景下的功能,并进行了试验验证。

交直流混合微电网直流母线电压稳定控制技术

交直流混合微电网的直流母线电压的稳定控制对整个交直流混合微电网系统十分重要。针对交直流混合微电网中直流母线电压控制方式,提出一种实用、高效的交直流混合微电网直流母线电压自主偏差控制方法。在并网模式下,采用具有空闲模式下的直流母线电压下垂稳定控制方法,通过AC/DC变换器实现直流母线电压的稳定控制,避免了AC/DC变换器的频繁充放电操作;离网模式下,直流母线电压的稳定控制由接储能侧的DC/DC变换器控制。为了保证系统离网模式下可靠运行,直流母线侧可以接多路DC/DC储能类蓄电池,通过自主稳定控制既提高了分布式能源的利用率,又提高了空闲模式下电力电子设备的使用寿命。经试验验证,该方法具有很好的控制效果,为交直流混合微电网的发展提供了技术基础支撑。

边缘物联终端在智能化开关柜中的应用

为提高开关柜智能化水平,提升智能设备的即插即用性能,以边缘物联(Internet of Things,IoT)终端为中心,采用软件定义终端的体系架构,多种传感器探测和采集开关柜中运维所需的各类电气和非电气信息,构成以物联终端为核心的边缘感知数据采集及分析处理网络。构建面向各类应用的智能开关柜系统,并围绕边缘计算,开展开关柜环境温湿度采集分析、温升评估、局放分析预警、视频图像处理等微应用服务研究设计,为开关柜智能化建设提供支撑。

随机性电源即插即用发展及展望

光伏发电、风力发电、储能装置、电动汽车都属于电力电子类型电源,具有"随机性"的特点,统一按"随机性电源"考虑。文章分析了"随机性电源"的共同特点,对即插即用接入的要求,光储一体机及微电网拓展应用方式,采用DC/DC、DC/AC两种电力电子装置,构建了不同应用场景、不同功率组合的随机性电源转换设备,采用模块化并联、20Hz电源注入主动式孤岛、超高速控制、无通信线互联微电网控制、虚拟同步发电机、预同步并网、保护控制等关键技术,实现了随机性电源功率全覆盖接入应用场景、安全并网、信息互联、快速控制、微电网的即插即用。

MW级风电机组偏航振动噪音问题分析及改进

针对风电机组偏航系统在偏航过程中出现的振动超标、噪音过大问题,进行了风机偏航系统振动噪音问题现场排查,结果表明主要问题是偏航制动器摩擦片表面形成釉质层。提出了制动盘开槽方案,并结合有限元分析软件ANSYS,对偏航制动盘进行了强度分析,仿真结果表明,极限强度及疲劳强度均满足设计要求。进一步对风电场进行工程改造,结果表明,风机偏航过程中振动、噪音问题明显减弱。

基于小波变换的微网暂态极性比较保护原理及实现

微电网具有分布式电源运行灵活多变、并网和孤岛方式故障特征差异大的特点,实现满足速动性和选择性要求的微电网保护是微电网技术难点之一。为了实现快速、准确的故障定位和隔离,文中提出了适应并网和孤岛不同运行方式的微网暂态极性比较保护。在研究采用小波变换Mallat算法实现暂态高频信号逐级抽取方法的基础上,依据暂态信号比较提出了微网暂态极性比较保护原理和算法,并重点对微网暂态极性比较保护装置的实现方案进行了设计,最后采用Matlab软件对微网暂态极性比较保护原理进行了仿真验证。

区域能源综合管控系统的研究与设计

结合售电公司营配用售一体化管理、电水气热综合管控的实际业务需求,分析了系统的应用场景,梳理了各种场景的功能需求,详细设计了系统的物理架构、功能架构,并指出了系统设计开发中所应用的关键技术。设计方案满足4类售电公司的应用需求,目前已应用于公司相关产品的研发中。

基于分层储能的主动配电网需求侧管理系统研究与设计

针对主动配电网中分布式电源具有随机性、波动性和不可控的特性,提出了需求侧管理系统的建设方案。结合分布式发电、分层储能系统、柔性负荷等可控设备,以"局部就地平衡-区域间互供-整体消纳协调"为目标,实现分布式电源发电的消纳和电网的削峰填谷功能。分析系统需求和应具备的功能,介绍系统的控制策略、系统架构以及软件设计方案,并通过实测数据对控制策略进行验证,所提方案有较好的控制效果。

常用储能特性及其应用研究

利用储能技术可提升电网对分布式可再生电源的接纳能力,改进系统供电可靠性,改善系统的电能质量,提高电网资产的利用率,为智能电网和能源互联网的发展提供有力支撑。近年来,储能技术成为研究热点。文章中总结了目前电力系统中常用的铅酸电池、锂离子电池和超级电容器的发展历程及发展趋势,对比分析了不同倍率下放电、不同温度等条件下的电池特性,并给出了不同规模储能应用的建设方案;对储能建设的设备选型和工程应用提供参考。

直流微电网并离网切换母线电压平滑控制技术研究

直流微电网通常通过DC/AC变流器并联到交流微电网,形成直流微电网与交流微电网并列运行模式,此时直流母线电压的稳定控制由DC/AC变流器稳定控制实现,当DC/AC出现故障退出或者发生交流电网故障时,将导致直流微电网失去电压平衡单元,在直流微电网并离网转换期间会出现供电中断以及母线电压偏差较大等问题,提出了一种直流母线电压控制方式切换过程中电压平滑稳定控制方法,该方法无须通信和集中控制器即可实现直流微电网在并离网转换过程中对直流母线电压的平滑稳定控制。实验验证得出该方法具有很好的控制效果,对今后工程实践中直流母线电压在并离网转换期间的电压稳定控制提供了很好的技术基础支撑。

无源光网络在海岛配电自动化中的应用研究

为了解决海岛配电网故障时快速恢复和自治的问题,对比分析了配电自动化系统常用通信方式,根据海岛电网的特点,提出了海岛配电自动化对通信的要求。介绍了EPON技术基本原理,总结了其组网优势。针对使用集中式纵联方向保护的海岛配电网馈线自动化方案,进行了EPON通信系统应用于海岛配电网馈线自动化的研究和试验,并结合浙江省南麂岛海岛微电网配电网示范工程给出了典型应用。结果表明,EPON系统可以满足海岛配电网馈线自动化的应用要求,为EPON通信系统在海岛配电自动化中的应用提供了经验和参考。