农网智能配电设备及管理系统研究

农网智能配电设备及管理系统是实现配电网运行监视和控制的自动化系统。系统通过GPRS等通信方式实时采集配电网关键节点的电网信息和功率因数,以配电自动化、无功优化和低电压治理为核心处理功能,实现对配电网的实时监测分析和运行优化。系统各项性能指标均满足相关规范及标准的要求,可为农网智能化建设提供参考。     

一种高压断路器伺服控制器设计方案

为进一步提升高压断路器智能化水平,在高压断路器电机直驱机构研究的基础上,分析了永磁体尺寸对电机性能的影响,设计了电机直驱高压断路器伺服控制系统。其伺服控制器硬件系统包含功率变换模块、转子位置检测模块、电压及电流采样模块以及通信模块等,同时,基于此硬件系统设计实现了各模块之间的信息交互以及系统控制的软件系统。搭建伺服控制器与高压断路器电机直驱机构的试验样机,进行高压断路器的分、合闸操作特性测试。试验结果表明：所提出的高压断路器伺服控制器设计方案可以驱动断路器动触头根据设定曲线完成分、合闸操作,具有响应速度快、实时性能好、跟踪误差小等优点,同时可以实现操作过程数据的存储及通信。     

高压直流GIL盆式绝缘子非线性电导参数优化

直流气体绝缘输电管道(direct current gas insulated lines,DC-GIL)电场分布受温度梯度、运行电压、金属微粒等诸多因素影响,具有非常大的不确定性,给绝缘设计和运行稳定性带来挑战。非线性电导材料能够自适应地调控直流设备电场分布,有望突破DC-GIL绝缘子设计瓶颈。为了兼顾电场调节作用和损耗特性,建立100 kV直流GIL仿真模型,对比研究运行工况下传统绝缘子、表层电导非线性(surface nonlinear conductivity,SNC)绝缘子和体电导非线性(bulk nonlinear conductivity,BNC)绝缘子的电场分布及损耗功率。通过分析非线性电导(nonlinear conductivity,NC)参数对气固沿面电场调控作用和损耗特性的影响规律,发现SNC绝缘子的电场畸变率先随着欧姆区电导率和非线性系数的增大而快速下降,而后趋于平稳。理想情况下,SNC绝缘子的NC参数应处于电场调节作用的"饱和临界线",且欧姆区电导率最低。而BNC绝缘子的电场调节作用仅依赖于非线性系数,降低欧姆区电导率可降低绝缘子功率损耗。缩比绝缘子实验结果证实了SNC绝缘子非线性参数直接影响DC-GIL沿面闪络电压。     

主动配电网电池储能系统优化配置方法

旨在确定全钒液流电池(VRB)储能系统(ESS)的最佳配置,以应对主动配电网(ADN)中风力发电的集成。相应地,提出了一种考虑储能的动态效率和寿命的电池储能系统优化配置方法。与以前的研究不同,所提出的储能优化配置方法中考虑了VRB的动态效率和寿命。此外,该方法综合考虑了风电消纳、减少负荷中断、减少温室气体排放、网损、VRB ESS的投资成本等综合收益,以经济指标用于评估VRB ESS的渗透率,设计的VRB ESS可以使得ADN的经济性达到最佳。最后,通过改进的IEEE 33节点系统对提出的电池储能系统优化配置方法进行了验证。测试结果证明了所提方法的正确性并分析了主动配电网的潮流运行特性。     

GIS双母线隔离分段间隔布置结构优化设计*

随着电力需求量持续增长,220 kV变电站采用双母双分段主接线来提高供电可靠性.在一些停电影响小或负荷不重要的场合,为了节约投资成本,一般都会采用隔离开关进行分段.以某型252 kVGIS为例,提出了一种GIS双母线隔离分段间隔布置结构优化设计型式,从设备尺寸参数、占地面积、元件数量、气体消耗量方面与原布置结构进行经济对比,结果表明优化后布置结构紧凑、占地面积小、元件数量少、气体消耗量少、制造成本和施工成本显著降低,可为其他电压等级的GIS双母线隔离分段间隔布置设计优化提供参考.     

一种高压交流接地开关开合超B类感应电流装置设计

为了提高252 kV高压交流接地开关开合感应电流的能力,对252 kV高压交流接地开关开合超B类感应电流装置进行了研究,给出了结构设计并进行了计算分析.经试验验证和实际工程应用结果表明:252 kV高压交流接地开关开合超B类感应电流装置能有效开合超B类感应电流,提高了产品的质量和性能.     

±200 kV直流盆式绝缘子的研制

盆式绝缘子是气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)设备研制的核心元件,直流电压下绝缘子长期承受单极性直流电场作用,其表面会积聚大量电荷,导致固-气界面处局部电场畸变,极易引发绝缘子沿面闪络,降低设备的绝缘水平.本研究借鉴直流绝缘子的相关研究成果,通过合理控制绝缘子表面场强及提高绝缘材料的电阻率实现对表面电荷积聚的抑制,借助仿真手段指导结构优化设计,完成了绝缘子浇注并通过交直流应力下的介电试验及力学性能试验,验证了设计的正确性.     

GIS设备在高海拔环境应用的适应性研究

随着西部地区、特别是西藏地区的开发,高海拔输电成为解决能源问题的关键因素.本文分析了高原地区与低海拔地区的环境特点,结合低海拔地区GIS设备应用情况,对高海拔地区GIS应用要点进行研究.本文主要研究了绝缘、温升以及紫外线防护几部分.由于随着海拔的增高大气压压力也将降低,气压的降低将会对空气绝缘产生影响,结合现有GIS外绝缘情况,完成高海拔套管及二次元件的设计,并通过了相关试验.通过对空气密度降低及环境温度变化的理论分析,得到了海拔升高对设备温升影响较小的结论.考虑高海拔地区的高紫外线情况,通过对面漆分子构成情况的分析,选取了氟碳漆对高海拔地区GIS表面进行防护,并组织了相关试验,确认了氟碳漆的抗紫外线性能.本文通过对这些课题的研讨,为今后GIS设备在高海拔工况下的安全运行提供了设计经验.