中置式高压电容器柜改进设计

分析了南屯煤矿白马河风井变电所高压电容器柜原设计方案存在的问题,并对其进行了改进设计:选用适用于容性负载的真空断路器;添加放电线圈,并将放电线圈与电容器直接并联,使放电线圈与电容器组成一个完整的放电回路;添加接地开关,接地开关既有机械闭锁又有电气联锁,操作方便,安全性高。实际应用表明,改进设计后的高压电容器柜功能更加完善,更加安全、可靠。     

基于无线信号传输的电容器温度在线检测系统设计

电力系统的电容器温度过高将会造成严重的电力安全事故,给国家造成巨大的经济损失;为实时检测电力系统电容器的温度,有效降低电力系统事故风险,文章设计了一种基于无线信号传输的电容器温度在线检测系统,给出了整个系统的总体结构,详细设计了系统的温度采集分系统和温度收集分系统的硬件电路,重点介绍了系统的上位机软件、下位机软件、无线通信协议的结构流程;同时,为提高温度数据的采集精度和无线传输的准确性,提出了一种温度数字滤波算法和通信纠错算法;最后,对系统进行了集成实现;通过系统投入实际运行表明,该系统运行稳定,能够实现对电力系统电容器温度的实时检测,对超高温度能够实时报警,有效降低了电力系统的事故风险,提高了电力系统的安全性能,具有较好的经济价值。     

基于电容电流的谐波电压在线监测系统研制

我国变电站内的谐波电压监测数据大多取自电容式电压互感器（CVT）的测量结果,受CVT本身工频谐振设计的影响,谐波电压测量数据存在较大畸变。在国家电网公司推广建设电能质量监测平台背景下,针对国内市场上测量准确且简便易行的CVT谐波电压在线监测装置的空白,研制一套基于电容电流法的CVT谐波电压在线监测系统,纠正现场普遍存在的CVT谐波电压测量结果畸变;同时,通过对不同谐波电压测量方法的分析和试验对比,为在不同现场选取适合的谐波电压测量方法提供参考依据。该系统施工量小、准确度高、适用面广,具有良好的工程应用价值。     

面向配电网不停电作业装置的高性能电力电容器介质材料制备

随着配电网高可靠性作业的发展,不停电作业装置是配电网运检的必备工具之一。电力电容器是配电网不停电作业装置中配电单元、AC/DC电源变换单元等的能源储存核心单元,其高性能化、轻型化和小型化是其发展的一个关键。为制备新型高储能密度的电力电容器用介质材料,利用磁控溅射技术在Pt/Ti/SiO2/Si基底上制备Ba(Sn0.3Ti0.7)O3(BTS)薄膜,研究了不同衬底温度下BTS薄膜的结晶状况和表面形貌,对不同衬底温度条件下BTS薄膜的介电常数、击穿场强和储能密度进行分析,建立了微结构和储能性能之间的联系。研究表明:在650℃下制备的BTS薄膜具有特有的结晶状况、最大的介电常数、最高的击穿场强和储能密度。其储能密度达到19.0 J/cm3左右,是目前商用聚丙烯储能薄膜的6倍。     

单相NPC型H桥级联逆变器电容电压不均与环流相互作用机理及建模研究

针对单相NPC型H桥级联逆变器并联时环流与电容电压不均的相互关系进行研究。通过环流等效电路推导了一个开关周期内环流与电容电压不均之间的数学关系,发现电容电压不均差异是环流的激励源之一;同时环流会改善一台并联逆变器的电容电压不均,恶化另一台逆变器的电容电压不均。为建立周期稳态条件下的环流-电容电压不均数学模型,提出采用“假设—建模—求解—检验—校正”的建模思路建立了基于阻滞的环流作用模型,有效避免了多因素建模的复杂性,同时提高了模型的准确性,仿真和试验结果表明,基于阻滞的环流作用模型拟合决定系数可达0.963 8和0.945 0,证明了环流模型的准确性。     

多判据融合的CVT谐波测量误差现场验证方法

随着电能质量监测和管理工作的持续深入,高压电网中广泛运行的电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)所造成的谐波测量误差问题已不可回避。文中首先基于CVT谐波等值模型研究了其谐波测量误差产生的根本原因,并构建了涵盖多电压等级CVT谐波测量误差高压智能试验平台,深入开展多项测量试验内容,以对比分析不同CVT谐波测量误差的差异性。其次,基于试验结果提出适用于变电站现场运行CVT谐波测量误差的多判据融合验证方法。最后,据此设计了某220kV变电站的监测方案,分析结果表明该方法能够有效地判断CVT谐波测量误差。     

储能型双馈风电场联合STATCOM的无功协调控制

针对传统双馈风电机组(DFIG)低电压穿越(LVRT)能力不足问题,提出了储能型双馈风电场联合STATCOM的无功协调控制。该控制是在网侧变流器（GSC）原有的模型上将超级电容经隔离型DC/DC变换器并联到风机直流侧,以此吸收故障期间直流侧产生的不平衡功率;在发生低电压故障时,根据超级电容投入情况,对两侧变流器和并联在风机出口母线上的STATCOM进行无功协调控制来支撑电网电压;同时超级电容储能装置采用电压电流双闭环控制,满足了系统稳定性和经济性的要求。仿真结果表明：该方法应用在风电并网系统中可以使DFIG的LVRT能力得到极大的提升。     

电场耦合取能技术的仿真与试验研究

为给输电线路的监测器件提供稳定、便利的电源,基于电磁感应的原理设计了无线电容取电装置,可以最大化利用空间能量,对支撑输电线路的运行状态监测具有重要意义。首先,分析了电容取电的结构,以此得到取能装置输出功率与高压杂散电容、低压杂散电容、负载电阻等参数的计算关系,发现合理增加感应电极面积、减小感应电极电容值和增加负载电阻值可以有效提升取能装置输出功率;其次,利用多物理场仿真软件模拟了电容取电的影响因素,最后,通过Matlab软件设计了高压实验装置,对实际情况进行模拟与实验。实验结果表明,当电源电压为10 k V、耦合电容为14 p F时,1 MΩ的负载可以得到0.12 m W功率。     

大功率储能变流器功率模组DC-link电容器的试验研究

从满足最恶劣运行工况下纹波电流和满足动态响应的电容容值这两方面,对三相大功率储能变流器功率模组中的DC-link电容进行了计算设计。在简化模型下,定性分析了功率模组间连接铜排寄生电感对电容纹波电流的放大效应,并采取实验验证的方式在整机装置上进行了测试验证。测试发现,模组采用铜排连接方式的原有设计不合理,电容纹波电流放大明显,不能满足设计要求。针对该问题进行了改良设计,模组间更换采用叠排方式连接,改进后模组内DC-link电容的纹波电流放大现象得到了明显抑制,满足整机设计要求。     

采用循环伏安法研究微孔型多孔炭电极的电容特性

以酚醛树脂为原料,KOH为活化剂,制备出3种不同孔径分布的微孔型多孔炭(孔径≤2 nm)。在低温氮气吸附法测定BET比表面积和孔结构的基础上,采用循环伏安法考察了这3种微孔型多孔炭作电极的双电层电容器(EDLC)的电容特性。实验结果表明,微孔型多孔炭作电极的EDLC的电容特性是:在低扫描速率下,其循环伏安曲线达到电容平台后在高电压(±1.0 V)附近出现峰电容;延长在电解液中的浸渍时间,电极的比电容增大,高电位附近的峰电容减小。3种不同孔径分布的微孔型多孔炭作电极的EDLC的循环伏安特性受浸渍时间影响的程度也不同。