AREVA T＆D公司对1100kV互感器的展望

800kV互感器的设计和生产需要大量的技巧，AREVAT＆D的产品在市场上出类拔萃，公司在全球已经售出了1700多台这类互感器。这里介绍我们对1100kV互感器的展望。

基于多Agent技术的电力系统集成保护

研究了多Agent技术应用于集成保护中解决各种保护功能的协调问题。通过一种基于多个算法功能的电力系统集成保护方案,阐述了集成保护的基本原理。应用Agent技术的结构原理构建了基于多Agent技术特点的集成保护系统结构。进一步研究了基于多Agent技术集成保护系统的方案运行过程,分析了集成保护系统通信及保护可靠性问题,通过理论分析和实例说明了基于多Agent技术的集成保护的优越性。

具有容错性能的广域后备保护算法

广域信息采集易受干扰而出现信息丢失或信息畸变,现有广域保护理论对此考虑不足,文中提出了一种高容错性的广域后备保护算法,用于变电站集中式后备保护。集中式后备保护系统根据本站元件电压、电流信息计算得到的故障方向信息和故障距离信息,以及从相邻变电站收集到的故障方向信息和故障距离信息,通过容错判别来确定故障位置。算例表明,当保护范围内任何一个保护元件误动、拒动或其故障信息丢失时不会造成后备保护系统的错误判别。该算法简单可靠,具有极高的容错性。

基于系统等值的电压控制方法

利用电力网络两母线等值模型进行电压控制方法的研究,通过控制系统等值电势实现系统电压协调控制。基于此构建电压控制问题的模型及控制策略,并给出了电压稳定在线预警及控制系统的结构。该方法在线监视系统电压稳定性并选择较危险的节点,同时能获得各电压源点对危险节点等值电势影响的大小,与电压控制节点剩余控制能力相结合来选择合理的电压控制节点,并通过在线求解简单的优化问题获得控制量。基于典型系统的仿真结果表明,该方法能充分利用系统中的电压支撑能力,提高系统电压稳定性。

基于模型预测的分布式电压协调控制

电力系统电压控制是维持系统电压水平的重要环节。文中基于模型预测控制理论和方法,利用分解协调法及辅助问题原理构造了分布式电压协调控制模型,实现了电压预测控制模型及结构的分解,使全局集中的优化问题转化为若干个只需本区域系统模型及数据的可分布式协调求解的子优化问题,有效降低了优化问题的求解规模,提高了计算和控制的灵活性及安全性。仿真结果表明,该方法能有效地控制系统电压,防止电压失稳,获得与集中电压预测控制相似的控制效果。

基于对称分量变换的暂态电流极性方向比较保护算法

研究了一种新的基于暂态电流极性比较的方向保护技术。使用对称分量变换对三相暂态电流行波信号进行解耦,然后用其电流模量小波变换后的模极大值极性关系,辨识区内或区外故障:线路内部故障时线路两端的电流模量小波变换模极大值极性相同,而线路外部故障时则相反。该算法用单一模量对各种故障类型都可以给出正确的结果,较好地克服了以往采用Clark变换和Karrenbauer变换使用单一模量情况下对某些故障不能正确反应等缺陷。EMTDC仿真实验证明了算法的可行性。

基于负荷裕度最大化的发电出力优化 (一)优化模型的提出

发电机有功出力方式优化是提高系统传输能力的主要控制手段。文中推导了负荷裕度最大点处有功出力方式的最优性条件,进而提出一种有功出力优化新模型。该模型将一个优化问题转换成一个非线性方程组的求解问题,为发电机有功出力优化在电压稳定中的应用奠定了一定的理论基础。通过构造极限曲面法向量与有功出力方式的灵敏度关系,并对参考点进行精心选择,准确地确定了最佳的发电机出力修正方向。

基于负荷裕度最大化的发电出力优化(二)模型求解

在修正方向已知的条件下,首先建立了修正步长的优化模型,并通过对前后2次出力方式修正角度的限制,使模型只需进行一次迭代即可确定较优的修正步长,在保证收敛精度的同时大大减小了计算量;然后通过已知的修正方向和步长更新发电机出力方式,并在新的发电机出力方式下重新计算崩溃点,通过交替迭代使负荷裕度和发电机出力方式逐步收敛于最优值。在多个IEEE标准算例上验证了所提出方法的快速、有效性,并根据仿真结果对有功出力优化在提升系统负荷裕度方面的作用进行了总结。

广域后备保护系统的自适应跳闸策略

智能电网建设迫切要求继电保护尤其是后备保护具有更好的适应性,文中在故障位置已被变电站集中式后备保护诊断出来的基础上,研究后备保护自适应最小范围隔离故障的方法。提出的基于Petri网的断路器跳闸序列搜索方法能正确找出变电站集中式后备保护在实现近后备保护、断路器失灵保护及远后备保护情况下需要跳开的断路器,且对变电站主接线形式及运行方式有很好的适应性。集中式后备保护系统根据故障元件位置、保护状态及断路器状态来执行相应的跳闸策略,能实现快速和最小范围的故障隔离。

电力系统的集成保护

通过介绍一种新颖的配电网保护方案来阐述集成保护的优越性。这个基于暂态极性方向比较的保护方案以伴随故障出现的暂态电流信号的检测和处理为基础,在配电网的各个变电站安装有专门设计的保护继电器,继电器的暂态检测单元检测故障生成的故障分量电信号,并将暂态极性识别算法应用于叠加故障分量信号上,判断信号的极性。通过对来自连接到变电站的所有线路的信号极性进行比较,可以确定出故障的方向。通过处理来自各变电站的方向信息,判别出实际的故障线路,从而实现电网的集成保护。

高压真空绝缘组合电器载流量的分析

真空绝缘组合电器(VIS)是应用真空代替SF6作为绝缘介质的一种新型电器设备。从技术上论证其可行性需要考虑绝缘、真空系统维持和载流量3方面的内容。为了分析其载流量,建立了VIS的简化热模型。该模型综合考虑了热辐射、热传导和材料物理性能随温度变化的特点,并利用有限元软件ANSYS对简化热模型进行了长期发热计算。根据计算结果对影响载流量的各种因素进行了分析,并对40.5 kVVIS提出了载流量可用范围和设计建议。

中压绝缘系统的环境评价

通过比较空气绝缘系统、SF6绝缘系统和混合绝缘系统的性能，研究对使用这3种电绝缘系统的断路器周围的外部电绝缘环境评估。结论是用混合绝缘系统制造配电设备优势更多。

EHV电网中应用的非传统互感器

对高于800kV的特高压，不应使用油纸绝缘作为电流互感器的绝缘方式。原因是电流互感器的绝缘会产生很多热量，对互感器的热稳定性造成威胁。对高达1100kV电流互感器可用现有800kV的SF6间隙绝缘技术，但是按照SF6绝缘距离的要求，建造重8t，耗资大的TA有潜在的危险。非传统的互感器（NCIT）已在特高压电网中有所应用，其优势是：安全性、低成本、紧凑性、节约空间、接线容易、自我监控、减少库存、改善测量、采样值的数字通信、谐波测量能力和电力质量。

800kV超高压直流可控硅阀的设计和试验

可控硅阀有完善的均压电路.因此,按电压比例增加串接级数并不增加各级正常工作电压应力.但是,扩充到800 kV时,为了避免电晕放电和达到经济上的低廉,但又有安全的阀厅空气间隙,必须对电极表面几何形状进行特殊优化.寄生电容上储存的能量随电压的平方增加,这在阀电抗器的设计中对于接通di/dt的控制有重要影响.阀厅的绝缘故障就更为严重,需要特别注意对陡前波电压的控制.变流器阀的大尺寸将影响阀的机械设计,尤其是对地震活跃地区的应用.即使装备很好的实验室,800 kV阀的试验要求仍将是一个挑战.本文考虑了以上问题,并讨论了主要电路的拓扑结构对这些问题的影响.

高压断路器灭弧过程的数字分析

论述为了分析和研究高压断路器灭弧室内的气体流动以及减少试验次数，越来越多使用的计算性流体动力工具（CFD工具）。这些工具通过集成十分复杂的模型，建立在传统物理流体动力方程式的基础上。SF6灭弧室的可变参数量如今根据具体应用的不同已经非常庞大，这些工具容许更好地进行评估、分析、并且理解开断过程，可以有助于对断路器灭弧室的形状和几何参数的优化。

高压气体绝缘组合电器（GIS）生态设计的新进展

最近40年来,气体绝缘组合电器（GIS）已证明具有较高的可靠性,并广泛用于中压和高压配电装置中,其可靠性和尺寸上的紧凑性也许是首选原因中最有吸引力的地方. 根据最近40年的制造经验和最近10年来行业开发的实践,已有能力在新产品开始构思时就把环境制约因素结合进去,这种生态设计方法的目的,在于使开发的产品从提取原料到其使用期终了,在减少产品对环境的影响方面,能与消费者的需求一致. 介绍了在构思一个新的GIS系列时如何使其符合对环境影响最小的要求的设计成果.以一种新型72.5～145 kV的GIS为例,讨论了生态设计进展的各个方面.在考虑相关的设计参数方面,如尺寸选择,所用材料和工艺技术的选择等,都显示出它是改善生态的解决办法.环境评估和GIS各元件方面所用资源的比较,也得到EIME软件的支持.生态设计的做法并不仅仅涉及最终的工业化产品,也包含了研制阶段.由于模型建造和仿真设计工具方面的进步,取代部分费时且昂贵的原型设备制造和试验,已经成为可能.尽管以实现产品为导向的生态设计方法的过程既要求苛刻又很复杂,但作者看到了它的优点.随之而来的应用,将带来既经济又有利于生态平衡的解决方案.

用于敞开式变电站的特高压开关设备

作为1100kV的UHV（特高压）输电，面临技术——生态环境的巨大挑战。变电站的UHV开关装置模块，需要的是可靠、成本／效益比好、环境友好、可维护的方案。对于这些所需的参数以及技术规范的验证，采用AIS（空气隔离变电所）技术能完全满足这些需要。 介绍由瓷柱式断路器、隔离开关和NCIT（非传统互感器）所组成的UHV模块。这些装置是根据模块原理预先设计好的，其中的设备间的连接肯定允许快速安装。在变电站设备控制和检测方面，模块是预制标准化。加拿大和德国的试验站对断路器、隔离开关等独立的开关元件，在1100kV上做BIL、SIL和工频等绝缘试验，性能表现非常优越。因为对于特高压电压等级，IEC标准至今尚未规定，所以将根据外推法和现场数据作合理解释。 瓷柱式断路器采用了最新复合绝缘体技术，在安全方面有所改进。AIS方案其他的关键技术，例如环境保护和成本，在可比的功能间，根据市场估计价值，与GIS解决方法作了比较。