基于新型换流变压器的直流输电系统改善换相的机理

基于新型换流变压器的直流输电系统在换流变压器阀侧滤除主要特征谐波,势必会对系统换相特性产生一定的影响。探讨了逆变器换相失败的根本原因,分别建立直流输电系统采用传统换流变压器与新型换流变压器时阀侧线电压的数学模型。在此基础上,分析未接入滤波器和接入滤波器时变压器漏抗及耦合电抗对逆变器换相的影响。结果表明,通过滤波,基于新型换流变压器与基于传统换流变压器的直流输电系统均能消除耦合电抗的不良影响,但前者可大大削弱变压器漏抗的消极作用,后者没有任何削弱,说明基于新型换流变压器的直流输电系统在改善换相方面具有独特的优越性。实验证实了数学模型及理论分析的正确性。     

一种考虑排序稳定分析的电能质量综合评估新方法

在电能质量综合评估时,多位专家应用层次分析法确定其各指标权重,考虑到多位专家意见不统一造成的权重分配错误,运用熵值法求解出各位专家在确定电能质量指标权重时的作用大小,从而求得各指标的最终权重;然后,针对电能质量综合评估指标的不确定性,引入联系度概念,应用联系度处理电能质量综合评估指标的不确定性,将各评估指标值与标准值比较,建立电能质量综合评估的联系度模型;联系度中差异度系数是一个不确定的区间值,对其进行研究,可为电能质量优劣排序做进一步的稳定性分析,因而给电能质量综合评估提供了一种更精确全面的新方法。     

双流制机车变压器绕组复用电抗器对直流母线电压稳定性的影响

为减少双流制机车体积和重量,直流工作制式下牵引变压器二次侧绕组充当平波电抗器即为其中一项关键技术。二次侧绕组接线方式不同时,其等效电感值可能非线性,这将对直流母线电压稳定性造成重要影响。针对该问题,首先将变压器当作普通电感,建立起双流制机车直流供电模式下系统等效电路,并运用小信号分析法对牵引变压器复用平波电抗器时直流母线电压的稳定性进行了分析;然后在牵引变压器二次侧绕组正串与反串两种不同接线方式下,提出了小信号模型下对应电感值的计算方法,以此得到变压器复用平波电抗器时对直流母线电压稳定性的影响,整个分析求解过程对多流制或双流制机车的研发与应用具有很好的指导作用。     

智能型JB柜中配电变压器集成滤波电抗器的应用研究

一体化智能型JB柜电力电子装置能够对无功、不平衡、谐波等多种电能质量问题进行有效治理。针对一体化智能型JB柜物理空间有限且滤波装置中的空心电抗器体积较大的问题,提出一种将滤波空心电抗器集成于配电变压器的方案,并将其应用于JB柜中,可减小装备的占地面积,同时也提高了一体化智能型JB柜的集成度。对配电变压器集成滤波电抗器的绕组结构布置、电磁解耦电路、集成滤波电抗器的电感值计算方法进行详细介绍,并对该新型配电变压器进行三维有限元建模及仿真。结果表明,集成滤波空心电抗器与变压器绕组之间具有良好的低耦合度和高解耦度,计算所得滤波电抗器的电感值偏差在国家标准允许的范围内,验证了集成滤波电抗器配电变压器模型的正确性。     

新型直流输电系统阀侧绕组无功补偿特性分析

提出了一种新的采用新型换流变压器的直流输电系统结构，并相应分析了其拓扑结构的特点，重点论述了新型换流变压器阀侧角接三角形绕组端部引出抽头接辅助滤波兼功补装置时，其所体现出的无功补偿度对新型直流输电系统运行的影响。通过统计不同无功补偿度情形下新型换流变压器换相电抗的变化规律，得到了与之相关的换相角、极对地直流电压及换流器的无功功率特性变化曲线，并相应地分析了采用新型换流变压器的直流输电新系统受阀侧绕组无功补偿度影响的运行特性，验证了采用新型换流变压器的新系统在结构与运行性能上所具有的优越性。     

基于降阶电感矩阵法的多流制牵引主变压器直流滤波电感的计算

在多流制电力机车中,牵引主变压器充当变压器和直流滤波电感两种角色时,能提高牵引传动系统的设备利用率,降低系统占用空间和质量。为了解决牵引绕组被用作直流滤波电感时端口电感计算模型非线性及建模复杂等问题,本文结合多绕组牵引主变压器的端口电压方程,提出了一种基于降阶电感矩阵法的直流滤波电感计算新方法;首先详细推导出电感矩阵降阶算法的通用计算式;其次,根据牵引绕组用作直流滤波电感时不同的接线方案,建立牵引主变压器的端口电压方程组,并将降阶后获得电感参数代入到端口电压方程组中,再依据变压器的端口边界条件,即可推导求得直流滤波电感的计算式。最后,以南非多流制牵引主变压器为例,采用本文提出的新算法对牵引绕组用作直流滤波电感的两种典型接线方法条件下的滤波电感进行了计算,并与试验结果进行了对比分析,结果表明该方法能准确计算出直流滤波电感量。这对实现牵引主变压器阻抗参数与多流制牵引传动系统参数的优化匹配具有重要的工程应用价值。     

交流系统故障对滤波换相换流器的影响分析

交流系统故障引发换流器换相失败是直流系统中常见的故障。滤波换相换流器(FCC)作为一种新型的换流器电路拓扑结构,研究其在交流系统故障条件下的换相特性是十分必要的。本文分析计算了在三相对称和不对称故障条件下实际熄弧角,研究了换相电压变化ΔU与熄弧角、直流电流及换相电压过零点相位移之间的关系。基于FCC数学模型,详细分析了阀侧无功补偿度对直流系统的熄弧角、换相角、换流母线电压以及换相电抗等运行参数的影响。最后参考实验室背靠背直流输电系统参数,对FCC逆变器和电网换相换流器(LCC)逆变器在交流系统故障下的动态特性进行了仿真对比。结果表明:逆变器在交流系统单相故障条件下要比三相对称故障条件下更容易发生换相失败;FCC的换相电压中谐波含量更少,在相同熄弧角下,其能承受更大的电压暂降而不发生换相失败;FCC阀侧无功补偿度的大小直接影响到换相电压和换相电抗,选择时必须防止换相失败和换相电抗过大。     

一种改进型Vv牵引变压器及其牵引供电系统仿真研究

针对目前电气化铁道牵引供电网存在谐波污染严重的问题,提出了一种具有谐波屏蔽功能的改进型Vv牵引变压器。首先介绍了基于传统Vv接线牵引变压器的牵引变电所接线方案;在此基础上,给出了改进型Vv接线牵引变压器的接线方案,并建立了谐波数学模型;基于谐波数学模型,分析求得滤波绕组的零阻抗设计和配套滤波器的全调谐设计是实现牵引侧谐波有效抑制的重要条件;最后,以某一牵引供电站实测数据为参考,建立了传统方案和改进方案的系统仿真模型。仿真结果表明:改进型Vv牵引变压器可将谐波电流有效地抑制在牵引侧,使得高压侧电流基本接近正弦波,谐波抑制效果显著,且滤波绕组电压等级较低,可有效降低滤波器的成本。     

新型换流变压器外部短路故障电流研究

本文首先给出了新型换流变压器及其滤波系统的接线方案;以新型换流变压器及其滤波系统的数学模型为基础,考虑到新系统的特点,详细推导了新系统在发生外部短路故障时,短路故障电流的计算公式;最后,以实际设计参数为依据,建立了外部短路故障的仿真模型;对比仿真结果和计算结果,验证了短路故障电流理论计算的正确性,为新型换流变压器及其滤渡系统外部短路故障的保护策略的研究和继电保护整定计算提供了理论基础.     

考虑区间构造的改进极限学习机短期电力负荷区间预测

针对区间预测中电力负荷预测区间范围过宽和精度不高的问题,提出一种基于灰狼优化算法(graywolf optimizationalgorithm, GWO)-蚁狮算法(antlion optimizationalgorithm, ALO)优化的极限学习机(extreme learningmachine,ELM)短期电力负荷区间预测方法。首先将电力负荷历史预测误差进行正态分布拟合,构造负荷功率历史区间。进而将负荷历史区间和历史前24h、前2h及前1h功率作为模型输入。然后考虑ALO的随机初始种群会影响求解速度与质量,利用GWO生成ALO的优质初始种群,避免陷入局部最优解。接着用ALO优化ELM输入权重及隐藏层偏置,构建具有强泛化能力的ELM短期电力负荷区间预测模型。最后利用湖南省某市电力负荷进行验证,通过多种方法对比,所提方法准确度更高,预测区间质量更好。得到的区间预测结果能为电力系统调度、新能源消纳提供精确的负荷变化信息。