基于非线性非仿射模型的直流微电网电压控制方法

提出了由光伏、储能、恒电阻负载和恒功率负载组成的直流微电网新型电压调节和最大功率点跟踪控制方法。该方法建立了具有非仿射输入的多输入多输出非线性直流微电网系统的动态模型。在此非线性动态模型的基础上,利用输出调节理论设计了局部状态反馈控制器,通过调节电压来规定设定值,使光伏功率输出达到最大。利用无源系统理论和李雅普诺夫稳定性理论研究了非仿射系统的全局设定点调节问题。在光照和负载同时发生变化的情况下,通过仿真验证了所提控制方案的有效性。     

高压油纸电容式套管的多重设计优化研究

油纸电容式套管是一种常见的高压设备,目前在我国60 kV及以上的输变电设备中广泛被采用。随着我国超、特高压电网建设的高速发展,油纸电容式套管的故障率也逐渐增大。针对近年来在运油纸电容式套管出现的各种质量问题,同时结合国家电网有限公司和南方电网有限公司的最新反故障举措的相关规范,以252 kV常规油纸电容式套管的设计为基础,从电气结构、载流结构、机械结构、密封结构、运行维护、运输储存6大角度对油纸电容式套管的传统结构进行优化改进,以适应新形势下的电网安全需求。此外,为应对电气设备智能化的大趋势,也对传统套管结构如何加装智能量测装置进行了探索。     

基于VSG技术的风——光—储系统自适应调频控制策略研究

“双碳”目标的实施和新型电力系统的建设极大推动了可再生能源并网发电进程,电力系统的结构也因此发生巨大改变。由于可再生电源无法参与电网的惯性和阻尼调节过程,并网后极易造成电网频率失调、负载功率失稳现象。因此,文中提出一种基于虚拟同步机（virtual synchronous generator,VSG）技术的风—光—储系统自适应调频控制策略。首先,在风—光—储VSG系统结构基础上建立数学模型,并分析VSG技术调频特性;然后,综合考虑风电、光伏发电曲线,依托储能系统数学模型提出基于模糊控制的虚拟阻尼和虚拟惯量的自适应调频控制策略;最终,基于风—光—储微电网模型开展仿真验证,分析可知,采用文中控制策略可在大幅降低风、光电源侧及负荷侧波动所引起的频率波动过程基础上缩短响应时间,并提高电网输出功率稳定性。     

基于柔性阵列探头的铸铝金具相控阵超声检测技术研究

针对铸铝金具结构的复杂化,传统无损检测技术已不能满足不规则形状铸铝金具现场快速检测的需求,提出一种基于柔性阵列探头的相控阵超声检测方法。首先给出用于柔性阵列探头的相控阵超声动态聚焦算法,分析CIVA无损仿真平台的基础仿真理论;其次基于CIVA无损仿真平台验证动态聚焦算法实现声束的偏转与聚焦,并通过仿真对柔性相控阵超声探头进行参数优化;最后通过对典型铸铝金具进行检测,验证方法的有效性和可行性。结果表明,对于不规则形状的铸铝金具,基于柔性阵列探头的相控阵超声检测可满足其出厂检测和现场在役快速检测的需求。     

基于测量波阻抗相位特性的多端混合直流线路保护方案

电网换相换流器和模块化多电平换流器(line commutated converter-modular multi-level converter,LCC-MMC)并联型多端混合直流输电系统结合了基于电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)与基于模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multi-level converter-HVDC,MMC-HVDC)的技术优势,但因其不一致的边界特性、特殊的汇流母线结构、不同的换流站控制策略,导致现有的线路保护方案难以直接应用。为此,文中提出一种基于测量波阻抗相位特性的多端混合直流线路保护方案。首先,推导不同故障位置测点处测量波阻抗表达式,发现在高频段内,测点处测量波阻抗相位在区内外故障条件下差异显著,且相位特征与故障距离、类型和过渡电阻等因素无关;接着,利用S变换提取测量波阻抗相位信息,并结合行波高低频能量比判据,实现故障识别;最后,在PSCAD中进行仿真验证。结果表明,所提保护能够区分T区母线与其相邻线路末端故障,在满足快速性的同时具备一定的耐受过渡电阻(500 Ω)和抗噪声干扰(20 dB)能力,满足多端混合直流系统线路主保护要求。     

一种计及频率偏移的谐波与邻近间谐波估计方法

新能源大规模并网会诱导电力信号中出现关于基波/谐波对称的邻近间谐波对或单个邻近间谐波。对信号中各频率成分进行参数估计时,往往需要获知邻近间谐波的类型以构建准确的计算模型。而当电网频率偏离额定值时,频谱泄露干扰将使该要求难以实现。为此,本文提出一种在频率偏移时依然有效的邻近间谐波类型判据及基于此判据的谐波与邻近间谐波参数估计方法。首先,通过分析频率偏移与泄露谱线的映射关系,抑制基波与谐波的频谱泄露以提取邻近间谐波谱线;然后,通过对比不同类型邻近间谐波的频谱差异,提出利用谱线比值作为邻近间谐波类型判据;最后,基于邻近间谐波类型信息,构建邻近间谐波谱线方程以精准估计谐波及邻近间谐波参数。本文所提方法在频率偏移时仍能准确判断邻近间谐波的类型,并能实现更精准的参数估计,仿真验证了本文方法的准确性。     

基于正序阻抗幅值比的风电场送出线路纵联保护

针对风电场送出线路纵联保护在数据延时传输及异常采样数据下保护性能不佳的问题,提出了基于正序阻抗幅值比的纵联保护。通过分析风电系统送出线路发生区内外故障时正序阻抗幅值特征,得出区内外故障下双端正序阻抗幅值差异比特征不同。引入综合层次聚类(balanced iterative reducing and clustering using hierarchies, BIRCH)方法剔除正序阻抗幅值序列中异常采样数据,形成不含异常采样数据的故障时间序列聚类特征,并结合双端正序阻抗幅值差异比特征,构造不受数据延时传输影响的纵联保护判据。仿真结果表明,所提出的纵联保护不受系统运行工况、故障类型、数据延时传输及异常采样数据的影响。在过渡电阻达到150  时,所提出的纵联保护仍能正确判别故障方向,具有较强的抗噪性能,适用于含风电接入的弱馈型电力系统。     

新能源场站虚拟同步补偿装置的容量配置策略

为提高大规模新能源场站的主动支撑能力,提出基于模糊机会约束的新能源场站虚拟同步补偿装置（VSCOM）的容量配置策略。首先,构建包含储能与无功补偿单元的虚拟同步补偿装置的基本结构,并对其惯性与备用需求进行建模;其次,计及风电出力不确定性,基于新能源发电历史数据构建出力的不确定性合集,确定极端情况下的出力情况;再次,考虑投资经济性与稳定支撑需求,构建虚拟同步补偿装置中各子单元的容量配置模型;最后,通过算例仿真验证所提模型的可行性与有效性。结果表明新能源场站虚拟同步补偿装置较单一储能可增加新能源场站净收益19.19%,虚拟同步补偿装置可满足高比例新能源系统98.6%的惯量支撑需求,所提方法可促进新能源与电网的协同发展。     

电压互感器二次侧多点接地的危害分析

电压互感器是反应高压电网运行状况的设备,其回路所带的测量仪表、自动装置和继电保护等设备对电网的稳定运行起至关重要的作用。为保证设备和人员的安全,变电站电压互感器设计有一个可靠接地点,但互感器出现两点及以上的接地点时,可能会引起互感器二次侧电压异常,导致保护误动、拒动等事故。本文简要分析互感器二次侧不同类型的接地危害,呼吁大家重视互感器二次侧多点接地故障,及时排除故障。     

移动场景下异构无线传感器网络密钥管理方法

由于移动无线传感器网络支持节点的移动性,使其面临更加复杂的安全性挑战,很难防御一些极具破坏力的攻击,比如节点复制攻击和女巫攻击等。本文提出了在移动异构无线传感器网络模型下一种安全高效的密钥管理方法。所提方法采用椭圆曲线密码学加密算法实现移动节点位置信息到基站的安全上传,以及基于密钥哈希的消息认证码来实现消息源的身份认证。基站则对收集的移动节点位置信息进行统计分析来协助完成固定节点与移动节点间的身份认证及会话密钥建立。实验结果表明,所提方法在密钥建立过程节省了网络资源,同时可有效防御攻击者发起重放攻击、节点复制攻击和女巫攻击等,增强了网络安全性。