柔性直流换流站短路工况下直流场磁场计算建模及预测分析

对于安装有混合式直流断路器的柔性直流换流站,直流断路器分断故障电流速度快、内部换流时间短,由故障电流引发的磁场对直流场内二次设备的电磁影响尚不清楚。建立了混合式直流断路器分时段多路径的磁场计算模型,以及平波电抗器、直流母线的磁场计算模型,预测了直流侧发生双极短路故障时定海换流站和张北换流站直流场内二次设备处的磁场,获得了直流场磁场分布规律。计算结果表明：定海换流站和张北换流站直流场现有的二次设备处磁场强度峰值可能达到883 A/m和362 A/m;磁场强度峰值出现在故障电流达到峰值或直流断路器第二次换流阶段;直流场平波电抗器附近和母线布置较多的地方磁场较大。计算结果可为二次设备抗扰度考核和电气设备布置提供参考。     

基于自然伽马能谱测井的氦气资源评价方法

塔里木盆地是我国天然气勘探开发的主战场,其中不乏具有工业开采价值的氦气藏,但对其氦气生成潜力的研究仍处于空白阶段。据此,对塔里木盆地古城地区奥陶系的岩石样品展开测试,生氦潜量呈现出泥岩>泥质灰岩>高铀白云岩>白云岩>灰岩的特征。基于自然伽马能谱测井资料,提出了一套氦气资源评价流程和方法。以古城地区15口钻井为例进行实际案例研究,结果表明：古城地区奥陶系地层的生氦潜量为1.50×10^-10 cm³/g,氦气生成量为13.91 km³。生氦潜量最高最广的区域位于古城14井区域,其次为古城12井区域。却尔却克组泥岩生氦潜量为1.45×10^-10 cm³/g,生氦量占比为83.5%,是研究区生氦的主力层位,但是估算的天然气中氦气含量约为0.033%,低于工业开采标准。原因在于富含有机质的泥岩大量生烃,大大稀释了氦气的浓度,因此在对油气烃源岩进行氦资源评价时应该保持谨慎。基于自然伽马能谱测井的氦气资源评价方法的提出有助于含油气盆地中氦气资源评价工作的开展,为我国氦气资源勘探调查研究提供新的思路和方法。     

VSC型配电网无功补偿装置仿真分析

应用于配电网的电压源型变流器装置已经广泛地应用于配电网无功补偿控制中.首先分析了该装置在dq轴坐标系下的数学模型,设计了满足装置运行稳定性与快速性指标的主电路参数,构建了基于电压定向的功率稳定控制方法.最后在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC上对所设计的控制系统的有效性进行了仿真验证.结果表明,该控制方法具有良好的快速与稳定性能,同时补偿点的功率因数也得到了明显的改善.     

基于p-q和ip-iq的并联有源电力滤波器的研究

分析了基于三相瞬时无功功率理论的两种检测谐波和无功电流的方法:p-q运算方式和ip-iq运算方式.并在MATLAB中建立了基于这两种方式的,相电压为220 V,功率为16 kW的有源电力滤波器的仿真模型.在仿真模型中利用求有效值的模块代替低通滤波器简化了模型的建立过程.对仿真结果进行了分析.     

基于Lyapunov控制的双向DC/AC变换器研究

为增强逆变器的抗扰动能力和负载动态特性,提出了基于Lyapunov稳定性理论的控制策略,Lyapunov二次函数是在双向DC/AC变换器平均模型的基础上建立的,得出满足系统稳定性的控制方程,并设计了占空比反馈控制器,该控制器可以用作输入反馈信号来跟踪参考输出电压并降低Lyapunov控制器的压力.此外,对逆变和整流两种工作状态进行了仿真验证,最后通过实验验证了所提控制器的优越性能.     

直流断路器分断试验等效评价标准及其考核方案

直流断路器作为新型电力装备,目前国际上尚无相关的试验标准,其等效分断试验方法有待深入研究。相较于交流系统故障电流存在自然过零点,直流断路器实现直流故障电流分断的关键在于通过自身不同支路间的换流过程,建立起大于直流系统电压的暂态开断电压来抑制故障电流。然而,现有分断试验对于暂态开断电压建立阶段关键部件电压相关应力考核尚属空白。首先,详细分析暂态开断电压建立阶段关键部件电气应力,在明确需要重点考核的应力基础上,提出能够覆盖整个分断过程的直流断路器分断试验等效评价标准。然后,提出分断试验等效系数k,并根据系数k对现有分断试验电路参数进行设计,在复现所提等效标准的同时,提高试验的经济性及可行性。最后,按照所提参数设计方法,针对50kV断路器单元进行分断实验验证,实测等效电容电压与仿真预期误差为0.36%,证明试验电路参数设计方法的正确性。所提直流断路器分断试验等效评价标准解决了现有分断试验应力考核不完善的问题;分断试验电路参数设计方法可为“100%”复现所提关键应力提供经济、可行方案。     

低调频容量高比例新能源主导局部电网低频失稳分析

随着局部电网新能源发电比例的提高及调频容量的降低,系统低频段阻抗变化及频率维持特性削弱引发了局部电网的低频失稳现象。现有弱电网假设及固定基频的分析方法与电网调频特性不对应,导致系统低频振荡耦合频率波动失稳机理分析受限。针对含柴油同步发电机组及并网逆变器的局部电网,构建了含电压、电流、基频扰动的涵盖阻抗外特性与基频扰动特性的新能源主导发电模型框架。基于所建立的电网强度与渗透率、网侧等效阻抗的耦合关系,分析了强电网弱化后源网端低频段阻抗变化及衍生低频失稳诱因。构建了含基频扰动项的回比矩阵,分析了频率特性项对系统低频失稳的潜在影响并预判了不同渗透率下系统稳定情况。最后,结合硬件在环实验结果,在临界失稳工况下与传统固定基频分析方法进行对比,所提模型可准确预判低调频容量高比例新能源主导局部电网的低频失稳,验证了上述理论分析的正确性。     

基于可控关断的电流源型直流输电系统设计及运行方式

分别从直流侧与交流侧分析了高压直流输电中可控电流源换流器的工作原理,并得出可控电流源换流器交直流侧关键参数的影响因素。在此基础上,以换流阀串联器件个数最低为目标,对滤波电容、联结变压器进行设计;以交流侧电流谐波衰减特性对滤波电感进行设计;以及从5个方面对直流侧平波电抗器参数进行设计。最后在PSCAD/EMTDC中搭建两端系统仿真模型,仿真结果表明,系统关键参数设计方法是合理可行的。     

±1100kV特高压直流换流阀绝缘型式试验下的电场仿真及优化

为提高特高压直流换流阀塔绝缘可靠性、实现小安全裕度下换流阀绝缘的优化设计,以±1 100 k V直流换流阀作为研究对象,采用Solid Works及ANSYS混合建模技术,建立了换流阀塔的3维模型。对该模型进行单阀绝缘型式试验及多重阀直流耐压试验,得到其电场分布;并针对电场薄弱环节进行局部结构优化。研究结果表明:当选取2 700 k V/m作为换流阀厅内金具表面工作控制电场强度时,单阀绝缘型式试验中的屏蔽罩及横梁均存在电场薄弱环节,有可能产生电晕及放电现象;而多重阀直流耐压试验中不存在电场薄弱环节,不会产生电晕及放电现象。此外,增加横梁拐角、屏蔽罩侧边的倒角值以及在层间绝缘金具处添加均压环可以使得薄弱处电场强度低于控制值。