光度和辐射度计量测试技术的现状与发展

现代照明工程，不仅仅是提供满足视觉需要的光照度，还必须根据不同场合的特定需要考虑整个光环境。因此在进行照明设计时，都要求提供光源、照明器材及有关建筑材料的光度、色度和辐射度参数，作为照明设计的必要依据。因此，光度学和辐射度学是照明科学的一个重要组成部份。     

基于广域同步测量系统的预防连锁跳闸控制策略

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电事件发生的重要因素，严重地威胁着电力系统的安全运行。该文针对潮流转移引起的连锁跳闸问题，提出了一种基于广域同步测量系统(WAMS)的预防连锁跳闸控制策略。利用网络支路电流与注入电流之间的关系，提出了最佳切机、切负荷控制点的选取原则，在此基础上推导了切机、切负荷控制量的计算方法，并提出了这一预防连锁跳闸控制策略的流程；同时，给出了控制策略中涉及到的动态过程中切机、切负荷前支路电流的计算方法。最后，文中对新英格兰10机系统进行了发生潮流转移情况下切机、切负荷控制策略的仿真，验证了该控制策略的有效性。     

基于潮流转移因子的广域后备保护方案

针对潮流转移引起的连锁跳闸问题,分析了现有后备保护方案存在的缺陷,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的可识别潮流转移的新型后备保护方案,引入了用于估算发生潮流转移后电网中潮流分布的潮流转移因子(flowtransferringrelativityfactor,FTRF)的概念,推导了FTRF矩阵的计算方法。对新英格兰10机39节点系统进行了潮流转移的仿真计算,验证了所提出广域后备保护方案的有效性。     

聚合物电介质薄膜的能量归一化光激电流谱

为了利用光激电流谱准确地表征聚合物电介质材料中的电荷陷阱密度按能量分布的情况,需要将原始光激电流谱对光激发能量进行归一化.依据光激电流强度与陷阱电荷释放量以及激发光强的关系,给出了能量归一化光激电流谱的定义及其测量原理.根据这一原理设计了实际的测量系统,该系统由波长可调谐的激光器、光能量计、静电计和测试样品室构成.系统由基于LabVIEW开发的软件控制,实现激发光波长的线性扫描和电流与光能量信号的实时采集.利用该系统测量了聚酯薄膜的能量归一化光激电流谱,测量结果发现在聚酯薄膜中电荷陷阱能量主要分布在4.08～5.17 eV之间,在4.22 eV处具有陷阱态密度最大值,并计算出该能量附近的电荷陷阱密度为5×10~(14)cm~(-3)数量级.     

基于LMD与Teager能量算子的VSC-HVDC输电线路故障定位

为保证电压源换流器型高压直流输电系统的可靠运行,克服传统高压直流输电行波定位具有易误动、受噪声影响大的缺点,提出了基于于局域均值分解(LMD)与Teager能量算子结合的故障定位新方法。通过Morlet小波时频分析确定了电压源换流器型直流输电,VSC-HVDC的边界特性,提出了基于PF分量能量比值的区内、外故障识别判据。利用故障极线路与非故障极线路中高频电流分量的差异构造了选极判据。对于区内故障将LMD与Teager能量算子结合进行故障测距。PSCAD仿真结果表明,该方法定位精度误差不超过0.124%且耐过渡电阻。通过增添噪声影响验证了该算法和判据的可靠性,故该方案可实现VSC-HVDC的全线、准确的故障定位。     

Calorimetric measurements of optical signals in electrostaticdischarge studies

A method based on calorimetry and an instrument are described for the absolute measurement of the energy contained in optical radiation, especially in the optical signatures of electrostatic discharge. The optical emission of a spark gap, comprised of two stainless-steel spheres, was collected by an optical condenser system and focused on the calorimeter sensor. The system was calibrated using a set of light-emitting diodes and tested using either single-pulse discharge or a continuously operating optical source. The calorimeter system detectivity, in terms of output voltage related to the input energy, was determined to be 4.3 × 10⁷ V·J^-1 and its detection limit was 2.3 × 10^-13 J. The system has application for nonintrusive characterization of optical emissions associated with discharge events     

Communication infrastructure for situational awareness enhancement in WAMS with optimal PMU placement

Real time monitoring and control of a modern power system has achieved significant development since the incorporation of the phasor measurement unit (PMU). Due to the time-synchronized capabilities, PMU has increased the situational awareness (SA) in a wide area measurement system (WAMS). Operator SA depends on the data pertaining to the real-time health of the grid. This is measured by PMUs and is accessible for data analytics at the data monitoring station referred to as the phasor data concentrator (PDC). Availability of the communication system and communication delay are two of the decisive factors governing the operator SA. This paper presents a pragmatic metric to assess the operator SA and ensure optimal locations for the placement of PMUs, PDC, and the underlying communication infrastructure to increase the efficacy of operator SA. The uses of digital elevation model (DEM) data of the surface topography to determine the optimal locations for the placement of the PMU, and the microwave technology for communicating synchrophasor data is another important contribution carried out in this paper. The practical power grid system of Bihar in India is considered as a case study, and extensive simulation results and analysis are presented for validating the proposed methodology.     

An spatiotemporal information system based wide-area protection fault identification scheme

The paper presents a synchronized phasor measurement based fast and accurate comprehensive wide area back-up protection scheme for transmission lines. The proposed scheme uses Koopman Mode Analysis (KMA) technique on fault current data obtained from Phasor Measurement Units (PMUs) for fault identification in back-up protection. The principal advantage of Koopman operator is that it is based on spatiotemporal information system (STIS). In real world applications, often time and space exists together and hence, dealing with spatial aspect without considering temporal aspect is of limited use. The wide area back-up protection scheme is developed using STIS for fault identification and classification including wide variations in operating conditions of the power network. The New England 39 bus system is used as the test system which is developed on Dig-Silent power factory commercial software (PF4C) platform for evaluating the performance of proposed technique. Further, the efficacy of the proposed scheme is also tested for stressed conditions such as symmetrical fault during power swing and load encroachment and found to work effectively.     

Compensation for light intensity variation by superposing AC magnetic field in optical measurement of DC current

Optical voltage and current measurement generally necessitates the compensation of light intensity variation which occurs in the optical measuring system, because it is possible the light intensity variation may give rise to a measuring error. Therefore, such compensation methods as dividing the ac component by the dc component of the light intensity are usefully introduced in optical ac voltage and current measurement, but those methods are not useful exactly for the optical measurement of the quantities including dc components. This paper deals with a new useful compensation method for light intensity variation in the optical dc current measurement. Linearly polarized light passes through two kinds of Faraday sensors, in which one detects dc magnetic field caused by dc current and the other detects externally applied constant ac magnetic field. Then, the compensation of the light intensity variation is carried out by measuring the dc and ac components of the beam. The principle of the compensation method using the ac component is described in the paper. Experimental results of this method using flint glass as the Faraday effect cells are reported and it is clarified that this method can decrease the measuring error of the modulation depth for dc current and compensate light intensity variation validity.     

磁场断路器移能换流灭磁过程分析

本文对同步发电机磁场断路器移能换流灭磁过程进行了分析,给出了实现成功换流灭磁的临界条件及其正确运用形式.分一次断流和二次断流两种工况分别研究,得出灭磁时间与灭磁电阻非线性系数的关系以及灭磁过程中磁场断路器的吸能量计算式,可作为磁场断路器配合灭磁电阻移能成功与否的判断依据.     

OPGW光纤复合架空地线异常发热现场测量分析及仿真

针对光纤复合架空地线(optical fiber compositeoverhead ground wire,OPGW)在变电站构架连接处的异常发热问题,对其接地回路感应电流、电压进行现场实测,分析出异常发热原因是构架处OPGW主接地不良导致接地电流转移至耐张连接回路,且发热功率较大及较集中。据此进一步开展OPGW感应电流、发热功率的仿真研究,仿真与实测数据基本吻合。研究表明线路负荷电流、杆塔接地电阻以及OPGW与构架连接接触电阻对OPGW接地回路分流及发热功率存在不同程度的影响。     

基于卡尔曼滤波结合锁相环的OCT谐波测量方法

电力系统稳态电流不仅含有基波分量,还包含谐波分量,测量稳态电流各个分量和提高输出信噪比是光学电流互感器(OCT)信号处理的重要环节。本文介绍了基于法拉第磁光效应的OCT的测量原理,针对其低信噪比的特性和电力系统对谐波测量的要求,从时域的角度提出了一种基于线性卡尔曼滤波结合锁相环技术的谐波电流测量方法。在被测电流信号为基波电流、谐波电流和白噪声的混合信号的情况下,建立了线性的测量模型。在Lab VIEW上进行测量验证,结果表明卡尔曼滤波结合锁相环方法在测量稳态电流各个分量的同时能够有效地提高OCT输出信噪比和测量精度。     

应用保偏光纤的电流传感器远程检测系统

针对传统光纤电流传感器不能进行远程检测缺点,提出一种基于保偏光纤的电流传感器远程检测系统,对对其设计原理进行详细的分析和讨论。实验表明,该套系统能从根本上解决光纤电流传感器的远程检测应用问题,能够准确有效地进行高强电流的远程实时检测。     

太阳能热气流发电系统非稳态耦合数值分析

太阳能热气流发电技术是目前国际太阳能研究领域的热点之一，但对带有蓄热层的太阳能热气流发电系统的研究并不多。该文分别建立了集热棚、烟囱和蓄热层的流动与传热数学模型。以西班牙试验电站模型为例进行的非稳态耦合数值计算结果表明：土壤具有较强的蓄热作用且能很好调整系统昼夜发电峰谷差；太阳辐射强度对系统散热损失的影响相当显著，太阳辐射越强，散热量越大；集热棚的顶棚是系统散热损失的主要部件，散热热流密度约为太阳辐射的10%。     

一种粗精结合的快速图像自动调焦算法

为保证光测设备获得清晰图像,提出一种粗调与精调相结合的自动快速调焦算法,该算法运用图像清晰度评价函数自动搜索到正焦面,使用改进的Kirsch边缘检测算子评价函数以大步长进行粗略调焦,使用小波变换为基础的评价函数实现小范围、小步距的精确调焦。该算法聚焦区域的选取采用非均匀采样函数,大大减少了数据处理的工作量和所需时间。最佳聚焦位置的搜索采用一种改进的爬山搜索算法与搜索策略,有效地提高了搜索效率,通过实验表明：该算法能够满足对图像的调焦要求,取得较好的使用效果。     

自适应光学电流互感器与保护一体化运行研究

电磁式CT的磁饱和问题一直是影响继电保护正确动作的主要原因之一，只有应用新型的无磁饱和互感器以及相应的保护系统才能从根本上解决这些问题，为此，该文在完善了新型自适应光学电流互感器(AOCT)理论体系基础上，研制了实用化的AOCT，将AOCT与新型线路差动保护构成的一体化系统应用于河北省保定供电公司的一条35kV输电线路上运行。运行结果表明，AOCT具有优良的测量性能，能够为保护提供高保真的测量数据；整套一体化系统当发生多次区外故障时均可靠不动，在一次区内故障时正确动作，满足了现场实际运行的要求。     

750kV交流系统用MOA电位分布试验分析

随着电压等级的不断升高,无间隙MOA各电阻片对地的杂散电容对其运行电压下的电位分布的影响也不断增大。对MOA的电位分析尤其是试验分析在生产实践中就显得尤其重要。笔者采用试验的方法对750 kV交流系统用MOA的电位分布进行分析。首先,介绍了自主研发的光纤测量系统,该系统由电流传感器、光纤、信号处理单元和计算机4部分组成。经过实验室校正取得了良好的结果,完全能满足工程需要。接下来,采用该测量系统对750 kV交流系统用MOA在运行电压下进行试验,取得了电流分布图,经过简单的处理,转换为电位分布图。最后,采用有限元分析软件ANSYS进行理论计算,将实测结果与计算结果进行比较,二者在反映电位分布趋势上取得了良好的一致性,证明了该试验方法的有效性。     

一种基于光学互感器的全数字电能计量系统

论述了一种新研制的基于光学互感器、合并单元等组成的全数字电能计量系统,并从构成和技术性能等方面,对该系统与传统电能计量系统进行了分析比较;且给出了该系统接入220kV输电线路的实现具体方案。近两年的试运行及与传统电能计量系统的比较表明,该系统计量电能的准确度较高,工作性能稳定可靠,具有良好的推广应用前景。     

基于锁定放大器的光学电流互感器的研究及应用

随着电力系统的发展,传统的直流互感器因为种种缺点已经难以适应超高压直流测量的需要.光学电流互感器自问世以来,以其无饱和、高绝缘、抗电磁干扰等诸多优点成为传统电磁式电流互感器的替代产品.但长期以来因种种不利因素的困扰OCT的实用化迟迟没有提上日程.本文针对提高光学电流互感器的输出信噪比展开研究,分析OCT的信噪特性,进行...     

长空气间隙放电过程的试验观测技术

长空气间隙放电物理过程的试验观测研究是揭示长间隙放电机制和建立放电分析模型的基础。在高速光学观测技术、放电电流测量技术、空间瞬态电场测量技术和同步观测技术4方面开展了研究。通过分析高速摄影仪的成像原理,设计了针对不同放电阶段先导通道光学特性的观测方法;通过合理设计电极结构,研制全数字式光电隔离采集系统,实现了对高电位放电通道电流的全数字式测量;基于Pockels效应,研制出测量幅值上限达800 kV/m的集成光波导瞬态电场仪;基于高速摄影仪曝光时钟信号,提出了各测量设备的数据同步方案。该研究为准确地获取长空气间隙放电关键物理参数,揭示长空气间隙放电发展的物理过程提供了有力支撑。