瞬态电磁场对屏蔽电缆的耦合机理

为了研究瞬态电磁场对屏蔽电缆的耦合机理,提出了区域分解时域有限差分法。基于法拉第定律的积分形式推导出了圆柱坐标系下三角形网格内磁场分量的FDTD差分方程,获得了屏蔽电缆不同截面上电磁场分布和屏蔽层上电流密度分布的规律。初步研究表明快速瞬态电磁场难以透过电缆屏蔽层耦合电缆芯线,缝隙耦合可能是瞬态电磁场耦合电缆的主要途径。     

屏蔽电缆参数计算及屏蔽层与芯线间的串扰

为分析线缆间的串扰问题,基于有限元软件ANSYS分析了屏蔽电缆周围的电磁场分布,通过计算导体所带电荷量以及磁链,求得了多导体传输线系统的电感电容矩阵。针对位于地面上方的屏蔽电缆系统提出了一种新的表示其传输线参数的模型,即以大地为参考导体,建立包括芯线、屏蔽层、大地的统一模型,计算其相应的传输线参数;运用所得屏蔽电缆的传输线参数,结合传输线时域有限差分(FDTD)法,仿真分析了屏蔽电缆屏蔽层中的电压、电流在电缆芯线中的耦合响应问题;基于实验室研究设备,对同轴电缆屏蔽层与芯线之间的耦合问题进行了实验测量,验证了理论研究的正确性。     

考虑多层土壤时架空线的瞬态分析

基于麦克斯韦方程组，推导出土壤水平分层时电磁波在土壤中透射深度的计算公式，按照复深度法可进一步得到土壤阻抗的领域形式。为了便于时域卷积，采用矢量匹配法并结合拉普拉斯反变换将该土壤阻抗的时域形式展开为有限项指数函数之和，并验证了方法的正确性。最后，采用时域有限差分法(FDID)对架空线的瞬态波过程进行仿真计算，结果表明：土壤阻抗对自阻抗影响较小，对互阻抗影响较大。通过与电磁暂态计算软件(EMTP)的计算结果比较，验证了所提出的FDTD算法的有效性，同时也表明了计入土壤损耗及考虑分层土壤的必要性。     

分布式暂态稳定仿真的面向对象分析与设计

从面向对象方法学的角度对电力系统暂态稳定仿真进行了分析和系统设计，对组成仿真系统的对象类进行了分析，提出了系统网络中电力元件分组的母线树结构和实现仿真计算的系统设计层次，设计了可用于分布式计算的母线树对象类。     

利用线路暂态行波功率方向的分布式母线保护

为避免电流互感器(TA)暂态饱和问题，提出了一种新型的分布式母线保护：基于小波变换识别各线路的暂态行波功率方向，然后比较所有线路的暂态行波功率方向来判别母线区内外故障。该母线保护可以利用已有的输电线行波方向保护而不需专用的母线保护设备，可以利用小波算法解决分布式结构中的同步问题，因而比常规分布式母线保护更易于实现和节省投资。理论分析和EMTP仿真试验表明：该母线保护动作快速可靠，基本不受故障类型、故障过渡电阻、故障距离和故障初始角的影响。     

不对称阻尼绕组凸极同步电机瞬态及超瞬态参数的分析与计算

现代凸极同步电机转子阻尼绕组结构设计比较灵活，除通常对称等节距阻尼绕组外，还有对称不等节距绕组和不对称、但以二极电机为周期循环的阻尼绕组。该文以不对称、但以二极电机为周期循环的阻尼绕组的同步电机模型作为研究对象，对阻尼绕组按实际的网形电路选取回路，从派克方程出发，获得该模型的磁链方程和电压方程，经由dqo变换及一些技巧性处理，导出运算电抗xo(s)和xq(s)，然后经参数辩识，确定电机的直、交轴瞬态电抗和超瞬态电抗以及相应的时间常数。该文方法不但适用于不对称、但以二极电机为周期循环的阻尼绕组，也适用于等节距和不等节距的对称阻尼绕组。该文提供的是计算凸极同步电机暂态参数的一种新方法。     

110 kV长庆电缆护套绝缘过电压保护分析计算

针对最大负荷运行与系统单相接地短路两种状态 ,分析、计算了 110kV长庆三相单芯电缆线路的护套电路中可能出现的工频感应电压及其引起的环流数值等 ,指出电缆芯线中通过最大负荷电流时 ,3个护套链中电流引起的总功损约 0 .35kW ,对芯线负荷能力及护套温升影响不大。单相接地线路时 3个护套链电路中 ,工频感应总电压大小基本相等 ,相位相同。     

自适应暂态计算在继电保护分析中的应用

为了分析二次扰动或多次扰动情况下继电保护的动作行为，需要精确模拟较长时间的电力系统故障暂态过程。该文应用自适应变换技术实现了适应不同暂态阶段仿真的元件模型转换，可以真实地仿真故障后的振荡过程，为分析保护动作行为提供了较长时间的故障波形。文中以LFP-901A型线路保护为例，应用自适应仿真的结果对其动作特性及其振荡闭锁元件进行了分析。结果表明：所提方法能够精确模拟较长时间的故障过程，为研究电力系统在复杂扰动情况下继电保护的动作行为奠定了基础。     

全局暂态功角测量研究及动态模拟实验

针对实时决策系统全局实时监控的需要,以全球定位系统（GPS）相量测量技术为基础,构建了分散采集,集中控制的实时决策仿真系统硬件平台,提出了以实时测量系统中任意两台发电机的相对功角实现全局稳定控制的思想。各相量测量装置（PMU）将各自量测的相量值通过高速通信网络传送到服务器上,从而得到全网范围的实测相对功角。通过动态模拟实验验证了系统的实时性能,表明在局域网下的数据采集传输分析周期小于20ms,考虑到实际通信网络和长距离传输的影响,可以认为总体时间周期能够控制在30ms-50ms.     

基于时频分析的工频通信信号特征提取

由于数字差分技术不能提取单个通信脉冲信号，而无法实现工频通信信号的多路传输。该文从时频两个角度分析信号特征，提出了解决方案。短时傅立叶变换方法的时间与频率分辨率矛盾突出，而多分辨分析在低频段的时间分辨率差。如果将二者结合，将在低频段同时具有时域和频域的良好局部化特性。采用多分辨短时傅立叶变换方法有效的提取了信号的时频特征，并利用特征向量的自协方差矩阵，构造了可有效识别工频通信单个信号的特征参数。     

配电线路暂态行波的分析和接地选线研究

对于中性点非有效接地的配电系统，当某回线路发生单相接地时，系统的接地电流只有很小的电容电流，并且系统时常运行在不平衡状态，导致利用工频量来选择接地线路很困难。该文以行波理论为基础研究了配电线路单相接地后所产生的暂态电流行波的传播规律和特点，以小波变换为工具，刻划了该行波的接地故障特征，并发现：单相接地瞬间所产生的初始暂态电流行波与接地方式无关，从而为接地选线开辟了新思路。论文最后给出了基于初始电流行波和小波的接地选线判据，并以一个仿真例证明了文中理论推导和所提方法的正确性。该方法为小电流接地选线技术的研究提供了新的思路和出发点，可以构成准确、可靠的接地选线新原理，满足不同的现场CT配置情况。     

基于电容式电压互感器暂态误差估计的自适应距离保护

针对电容式电压互感器(CVT)暂态过程引起距离保护超越的问题，通常采用简单延时的方法，来防止保护的超越。这对电力系统的安全稳定运行是很不利的。该文提出了CVT暂态误差的实时估计方法，即根据所选用的基波算法和CVT的额定参数求出误差系数，然后根据二次电压的大小实时估计出电压幅值的测量误差。据此提出了一种自适应距离保护方法，根据误差的大小调整动作门槛。仿真计算表明，文中提出的方法对于普通线路，其动作性能几乎不受影响；对于短线路，也能够在近处故障时快速动作。其整体性能较常规的距离保护方案有了很大的提高。