柔性直流输电系统电磁环境分析

针对新兴的柔性直流输电,受国家电网公司委托,在国内率先开展其电磁环境研究,旨在为柔性直流输电工程的设计和实施提供有力的参考。分析了系统中采用的高频可关断器件的工作特点,辨析了柔性直流输电系统环境影响种类,初步验算了柔性直流输电系统产生的低频电场、低频磁场和各种高频电磁场。结果显示:柔性直流输电系统产生的低频电场和磁场远小于国际公认的容许值,换流装置产生的无线电干扰水平基本上小于相关国标现有限值规定,通过相关措施能基本滤除传导进入交、直流输电线的高频电流谐波,抑制它们产生的高频电磁干扰。总结出柔性直流输电系统电磁环境是友好的。     

变压器直流偏磁的仿真研究及限制措施

对高压直流输电系统接地极电流对中性点接地变压器的影响进行了研究.以实际工程中广泛应用的Jiles-Atherton铁磁磁滞原理为基础建立变压器模型进行电力变压器直流偏磁的仿真研究,结果较好地反映了励磁电流波形和幅值的变化对变压器的不利影响;提出了在变压器中性线串联电容器并设置其旁路电路等措施,分析说明该措施能有效地限制了直流偏磁现象.该模型和措施可分析处理变压器直流偏磁导致的铁耗、铜耗以及噪声增大等问题,实例的仿真结果证明了该方法的正确性.     

抑制高压直流换流站附近变压器中性线直流电流措施的研究

为了减小由于直流电流经换流变压器中性线的侵入而对交流系统产生的不利影响,笔者提出了一种抑制高压直流输电系统换流站附近交流变电站内变压器中性线直流电流的措施。对换流站附近变电站站内变压器发生直流偏磁现象的原因、机理及其危害进行了分析研究。在分析了同内外学者研究现状的基础上,提出了一种在换流变压器中性线串接小电容器并设置其旁路电路的新措施来抑制直流电流侵入的措施,并从对系统继电保护方面的影响进行了分析。仿真试验分析结果证明了该装置的有效性,表明了这是一种可靠有效地抑制变压器中性线直流电流的方法。     

基于电力超市模式的配用电新概念

为寻求更佳的电能零售业模式，借鉴其他行业零售模式，提出电能价格和附加价值并重的差价式服务模式，以期更好地实现买卖方双赢。为此，围绕电能商品附加价值，从总结统一调配方式下电能质量服务入手，在分析现行电能商品差价式零售业雏形的局限性基础上，提出了基于电力超市模式的配用电新概念。详细阐明了电力超市的定义、核心思想，突出了电力超市满足商家利益的同时使消费者获取最高性价比电能商品的特点。在搭建电力超市理论框架的基础上，阐述了电力超市的构建原理、实施与监管原则、交易机理、交易价格的制定规则、赔偿机制和交易实施中保障设备的配置原则。     

电源回路中多级电涌保护器间参数配合的研究

根据电涌多级保护的基本要求,利用电路波过程理论,推导了两极氧化锌压敏电阻保护电路的电压和电流波的计算公式。在此基础上,对波前陡度较大和较小的两种情况进行了两极保护的动态特性计算分析。最后采用EMTP软件对多级保护的实例进行仿真。     

基于自适应交叉逼近技术的边界元法在3维静电场中的应用

常规边界元法(boundary element method,BEM)因形成的方程矩阵稠密非对称而难以应用于大规模问题,BEM矩阵的存储限制了BEM的工程应用.该文介绍了递阶矩阵(hierarchical matrix,H-matrix)的基本概念,并引入了一种新颖的H-matrix压缩技术:自适应交叉逼近(adaptive cross approximation,ACA).通过对普法BEM的节点根据拓扑结构重新分区和编号,可以将方程矩阵分解为若干具有递阶特性的子矩阵,应用自适应交叉逼近技术将这些子矩阵进行低秩分解可大大降低BEM矩阵对内存的消耗.为了对基于ACA技术的BEM内存消耗和有效性进行验证,建立了三维球形电极模型,通过与普通BEM比较,证实了该文方法可显著减小边界元法的内存使用,并验证了该方法的有效性.     

输电线路走廊典型植被火焰绝缘特性测量与分析

山火条件下输电线路间隙的绝缘强度大幅下降,导致线路跳闸事故频发,给电网的安全稳定运行带来了严重影响。文章选取了输电线路走廊易引发线路跳闸的3种典型植被,对其火焰的绝缘特性进行了试验测量,并分析了植被火焰绝缘强度的影响机制;研究结果表明,在植被燃烧强度较大时,3种植被的火焰电阻率均较小,其中,杉树枝的最小,为3 kΩ·m,杉树干的最大,也达到30 kΩ·m,远低于纯空气间隙的绝缘强度;植被火焰的绝缘特性与火焰高度、温度、烟尘浓度、灰分含量等因素有关,而当火焰温度较低时,火焰高度与燃烧强度对植被火焰的绝缘特性影响较大。因此,控制输电线路走廊植被的高度和密度可以从根本上减少山火导致线路跳闸事故的发生。     

有限元–边界元耦合法在运动导体涡流场中的应用

基于A,φ-A法和库伦规范,推导了导体区域和非导体区域的有限元方程及自由空间的边界元方程,通过引入交界面条件,实现了将边界元矩阵等效为有限元矩阵求解的有限元-边界元耦合法(finite element and boundary element coupling method,FE-BECM)。将FE-BECM应用于TEAM-7问题的计算,验证了该方法处理开域涡流问题的有效性。当FE-BECM应用于运动导体涡流场(moving conductor eddy current,MCEC)问题时,用有限元离散源电流区域和运动部件,用边界元离散自由空间并关联相互独立的有限元区域。该方法克服了常规有限元法使用1套网格处理运动问题所遇到的麻烦。使用有限元-边界元耦合法对单级线圈炮问题进行了计算,验证了算法处理运动导体涡流场问题的有效性。     

绝缘子冰闪特性和提高冰闪电压措施研究综述

在覆冰、污秽、积雪、高海拔等因素综合作用下,绝缘子的外绝缘性能将显著降低。2008年初的极端冰灾天气导致我国输电线路和变电站的绝缘子发生大面积冰闪、跳闸、设备损坏等事故,造成了巨大的经济损失。因此对绝缘子冰闪特性研究现状和提高冰闪电压措施进行了分析,提出了针对超、特高压绝缘子冰闪特性研究的建议,可作为我国绝缘子冰闪特性研究的参考。     

并行计算合成绝缘子串电压分布及金具表面电场强度

实际工程应用中的大规模电磁场数值计算需要借助于并行计算。本文首先介绍了适合并行计算的非重叠型区域分解法。基于非重叠型区域分解法的有限元并行计算在单元分析和线性方程组的形成及求解上都是并行的,在传统的只对线性方程组实行并行求解的方法的基础上进一步提高了并行度。为了更精确地对500kV高压输电线路合成绝缘子串上的电位分布以及金具表面电场强度进行计算,建立三维有限元模型,并对该模型分别划分为2～6个分区在本研究室构建的机群环境下实行并行求解。结果表明并行计算能够有效地提高电磁分析的计算效率,计算数据可作为优化屏蔽环位置,以及确定并降低绝缘子端部电场强度的依据。