基于模型预测控制的电解铝负荷参与电网频率稳定控制策略

新型电力系统“双高”运行特性给电网频率稳定控制带来严峻挑战,电解铝负荷属于温控负荷,具备功率可调容量大、热惯量大及调节时间快等特性,是一种较好的调频资源。为此,提出了一种基于模型预测控制(model predictive control, MPC)的电解铝负荷参与电网频率稳定控制策略。首先,对电解铝负荷进行了精确建模,为电解铝负荷参与频率控制奠定基础;其次,计及发电机速率限制和负荷调节深度约束,提出了模型预测频率响应模型;最后,基于模型预测控制策略,在考虑不同电解铝可调容量参与系统调频中进行仿真分析。仿真结果表明,电解铝负荷可以提升系统抗扰动能力。所提MPC策略具有良好的控制效果,表现出较强的鲁棒性,能够有效缩短调频时间,提升系统调频的动态性能。     

检测GIS局部放电的小型化多频带复合天线

为了对气体绝缘全封闭组合电器（GIS）局部放电的超高频信号进行检测,设计了一种用于检测GIS局部放电的多频点宽频复合天线。首先,通过对复合天线进行小型化、宽频化原理分析,实现天线的小型化;然后,运用矢量网络分析仪对实物天线进行驻波比实测研究;最后,在实验室搭建GIS局部放电测试系统对天线进行实测研究。结果表明：设计研究的天线兼具多频带、小型化和高增益的特性,在0.75～0.90 GHz、1.23～1.48 GHz、1.78～2.12 GHz、2.42～2.79 GHz的频段范围内,其驻波比（VSWR）小于2,具有较宽的频带范围,能够记录局部放电的大部分信息;随着频率的增加,天线增益也在逐渐变大,天线最高增益可达6.5 dB,可有效接收微弱的特高频信号;研究结果表明,设计的天线特性良好,可用于GIS局部放电的现场监测。     

两起变压器电容隔直装置缺陷问题分析

直流电流通过变压器中性点进入绕组时,将会引发变压器直流偏磁现象,从而造成变压器无功损耗及噪声增大等问题。近年来,宁夏电网在直流偏磁较严重区域的变压器安装电容隔直装置来避免上述问题的发生,但该装置在运行中出现“带病运行”的现象,为避免此类现象的再次发生,针对两起变压器电容隔直装置缺陷原因调查分析,通过现场设备检查、理论计算及实验室验证,结合装置自身的结构,查找出缺陷原因,并提出该类缺陷杜绝的措施。分析结果对提升变压器电容隔直装置安全可靠运行具有重大意义。     

SF6断路器触头劣化过程合闸预击穿特性研究

电容器组投切断路器触头烧蚀劣化后会改变合闸预击穿时间,这不仅会影响选相合闸效果,同时也说明预击穿电弧持续时间可作为衡量触头烧蚀状态的指标之一。建立了126 kV SF₆断路器灭弧室内合闸预击穿过程电—流体耦合仿真模型,研究了触头劣化过程中合闸预击穿特性,并提出了预击穿时间带电检测方法。结果表明：合闸过程中场强最大点总是出现在静弧触头表面;灭弧室内SF₆气体密度几乎保持不变;110 kV电压等级相电压下,触头预击穿电弧持续时间随烧蚀程度变化的试验值与仿真值吻合良好。从电场畸变角度解释了随着触头的表面烧蚀劣化程度增大对应预击穿时间的变化规律,结果可为断路器选相合闸策略和触头状态评估提供理论指导。     

考虑出力特性的光热参与电力平衡容量研究

太阳能热发电(光热)作为一种清洁能源,由于配置了储热装置,调节性能优异,近年得到大力发展。依据自身经济性,电站设计时储热装置储能时长较长,能够较好搬移所吸收的太阳能,且能跨日,使得光热机组有参加电力平衡能力,可替代常规电源。本文提出一种计算该能力的方法。首先对历史光资源数据统计分析,得到最长连续阴天数等统计特性指标;再考虑不利天气、储热时长及运行调度方式等因素,确定光热电站一定保证率水平下的供热量;引入储热调节因子,计算每一机组的日热量;进而在典型日负荷曲线上,安排光热机组出力过程,确定机组可参与平衡容量。最后通过对青海电网算例计算分析,表明光热电站具有容量效益,此方法可为评估系统装机充裕度提供参考。     

电力设备局部放电技术标准现状述评

局部放电(partial discharge,PD)检测是评估电力设备绝缘状态、消除设备内部潜在缺陷的主要手段之一,因此,出于提高电力系统安全性和可靠性的目的,国内出台了多则技术标准以规范PD检测的开展.文中首先简述了高压电力设备PD检测的常见方法,分析了各自的应用场合;其次针对不同高压电力设备,分类综述了不同PD检测...     

考虑UFLS响应的大规模风电并网系统频率特性分析

大规模风电并网系统在受到大功率缺额扰动后,电网会出现频率骤降,而低频减载（Under Frequency Load Shedding, UFLS）控制是防止频率失稳的有效手段。首先,基于含UFLS的改进系统频率响应模型（System Frequency Model, SFR）,研究了新型电力系统受到大功率扰动下的频率特征,基于经典频率响应模型建立改进的系统频率响应模型,考虑火电、风电联合调频控制策略,并引入UFLS频率控制;然后,根据所建立的系统频率响应模型对大规模风电并网系统参数进行整定,并建立多资源参与调频下的大规模风电并网系统频率特征表达式;最后,通过Matlab/Simulink仿真平台,验证UFLS控制策略参与调频的可行性及UFLS控制参数对频率调制效果的影响。     

基于电场仿真的20 kV线路非接触式验电判据分析

20 kV配电线路相比10 kV配电线路因其能提高线路供电能力,在我国许多地方有应用,确定线路是否带电对检修工作人员的安全保障具有重要意义。对不同运行工况下的20 kV线路电场进行有限元仿真分析,在COMSOL软件中建立正常运行及故障工况下的仿真模型;探究导线水平排列以及三角排列对周围电场分布的影响,得出导线附近的电场分布规律,并分析某一相导线停电对线路电场分布的影响。基于相关分析初步提出了适用于20 kV线路的验电判据,若在导线正下方距离0.1 m范围内电场强度大于19.65 kV/m,即可判定此导线带电。所提出的验电判据可为后续验电装置的设计奠定一定的理论基础。     

一起330kV变电站GIS设备故障分析

本文通过对一起330 kV变电站110 kV GIS设备故障进行试验分析和定位,确定了故障气室,并分析了故障原因,提出了预防措施与建议,对GIS故障分析有一定借鉴意义。     

基于二次扰动的配电网单相接地故障有源电流消弧方案

采用有源电流注入是谐振接地配电网单相接地故障时有效抑制残余电流的措施,但注入电流严重依赖于配电网对地参数的测量精度。提出了一种不需要测量配电网参数,通过二次电流扰动直接计算单相接地故障时注入指令电流,进而实现配电网单相接地故障的有源电流消弧方案。利用有源逆变装置在配电网正常运行时二次注入同相异幅工频电流,根据中性点的偏移电压与故障相电压的电路关系,直接得到各相的指令电流;设计了采用幂次趋近律滑模控制策略的有源电流消弧的控制系统,并分析其稳定性。仿真与实验结果均表明：应用所研究的二次电流扰动法确定的有源消弧系统注入电流指令值,具有较高精度,可不依赖于配电网的测量参数;采用滑模控制策略较PI控制策略具有更好的响应特性,能够实现单相接地故障时有效抑制残余电流的需求,有助于故障电弧的熄灭。