大型汽轮发电机新型中性点引出方式的研究

汽轮发电机绝大多数中性点侧引出3个端子，通常只装设完全纵差保护，因而不能保护绕组匝间短路；中性点侧引出4个或6个端子并装设分支电流互感器，能够大大提高主保护方案的性能，却又带来电机设计制造的难度。为了解决上述矛盾，给大型汽轮发电机提供功能全面的主保护，提出了一种新型的中性点引出方式及主保护方案。提出将A，B相的第2分支单独引出并装设分支电流互感器，再将A1，B1，C1和C2分支接在一起形成中性点侧第3个引出端子并装设电流互感器；然后以2台300 MW汽轮发电机为例，在全面的内部故障仿真计算的基础上对新型主保护方案的灵敏度进行了校核，发现其性能显著优于传统的发电机中性点引出方式及保护方案的配置，并且该方案相比于中性点侧引出4个或6个端子的方案，对发电机的结构改动要求相对较低，更易于在工程上实现。     

异步电机机群自激的分析方法

与串联电容相联的异步电机机群,由于机电参数配合不当,有可能发生自激。本文提出了一种分析异步电机机群自激的条件和计算方法,用状态变量法建立了与串联电容相联的异步电机机群系统的状态方程,并根据状态方程系数矩阵特征根的性质,对异步电机机群系统是否发生自激进行了判定。根据这个方法,对嘉兴地区新丰35千伏配电网络进行了计算,得出了与浙江省电力部门及水电部电力科学研究院等单位共同进行的现场试验数据基本一致的结果。     

直流接地极线路招弧角间电弧的运动模型

针对直流接地极线路在遭受雷击和操作过电压时容易在绝缘子串间建立起电弧的问题,采用链式电弧模型,考虑电流元受磁场力、热浮力和空气阻力的作用以及电流元在不同运动速度下空气阻力系数与雷诺数之间的关系,分析电流元的受力,得出电弧的运动模型。通过仿真分析直流电弧在羊角型电极间的运动过程,发现直流电弧的熄弧时间与电流大小、电极张角之间存在相关关系,电弧电流和电极张角越大,直流电弧的熄弧时间越短。仿真研究结果为后续进行直流电弧试验提供理论依据。     

基于电力电子变流器的机端次同步阻尼控制器研究与测试EI北大核心CSCD

针对大型汽轮发电机接入串补输电系统面临的次同步谐振问题,研制出一种基于电力电子变流器的机端次同步阻尼控制器(generator terminal subsynchronous dampingcontroller,GTSDC)。它由多模态次同步阻尼控制器和基于链式结构的高压大容量电流跟踪变流器构成,通过向机组定子侧注入幅值和相位可控的扭振模态互补频率的电流,实现抑制轴系扭振的目标。阐述GTSDC的工作原理和设计方法,研发一套等效容量为10 MVA、输出电压为22 kV的装置,并在上都电厂660 MW机组上进行现场参数整定和效果试验,结果表明:所研发的GTSDC能大幅提高扭振模态阻尼并有效抑制持续激励引发的强迫性轴系扭振,为解决次同步谐振和振荡问题提供了一种新颖而有效的技术手段。     

风电受限态下的大电网有功实时控制模型与策略

为达到最大程度消纳风电的目的,提出在多时间尺度有功协调调度模式的基础上增加一级风电受限状态下的实时控制环节。在该环节中,提出了2种风电场受限容量的计算方法,以实时获知风电场的受限状态及受限容量;同时,对处于受限状态的风电场提出了相应的实时控制模型及风火电配对调节的实时控制算法。该环节能够在保证电网安全的前提下,最大程度地降低风电受限量。在吉林省的实际测试结果证明了该方法的有效性。     

求解状态估计问题的内点半定规划法

为更好地进行状态估计,提出了基于内点半定规划求解状态估计问题全局最优解的方法。该方法基于求解状态估计常用的加权最小二乘模型,通过引入辅助变量,将非凸估计问题等价转化为半定规划问题,然后应用原始–对偶内点法求解。根据状态估计半定规划模型的特点,采用基于半定规划的稀疏技术,提高存储效率和计算性能。算例结果验证了该方法的有效性。     

大规模电网解列控制可行性判断

解列是电力系统在受到大干扰、系统完整性无法保持的情况下将系统分解成几个孤岛的控制。基于在线信息做可行性判断,是实施解列控制的决策前提。从解列控制的主要目标隔离异步机群出发,分析影响解列可行性的众多约束,指出同调约束是其中最关键约束。在阐明电力系统机群失稳机理之后指出,只有那些有显著机群模式、机群之间存在弱连接的电力系统,才是适合解列的系统。据此,提出基于特征分析的解列可行性判断方法,给出解列可行的3个必要条件,通过对若干典型系统的仿真计算,证明方法的有效性。     

主动解列策略求解过程中的网络化简

系统解列(system splitting,SS)问题是指如何决定合理的解列点(或称为解列策略)的问题。大规模系统的SS 问题一般非常复杂,因为策略求解会遭遇组合爆炸问题,所以网络化简非常必要。该文根据"就近原则"设计一种新的网络化简方法。该方法可极大程度地简化系统规模,排除大量的非可行解列策略,加快搜索校验,从而为解决大规模系统的解列问题提供可能。通过在IEEE 68节点系统和中国东北系统上进行测试,证明该方法的有效性和可行性。     

考虑阻塞管理的发电权交易模型及其网络流算法

发电权交易能够提高电力交易的适应性,降低煤耗与排放量。该文深入分析了发电权交易的深刻意义与背景,比较了其在阻塞管理方面与传统方法所不同的特点。在此基础之上,建立以电量为交易对象、直接考虑阻塞管理的发电权交易模型;根据模型中交易匹配的特性,提出了基于网络流技术的求解算法,并采用决策树的方法从理论上证明了社会福利最优性。该方法具有交易过程清晰、交易算法透明、计算速度快的特点,同时,优化过程中所产生的丰富的市场信息具有明确的物理意义和经济意义。     

针尖曲率半径对硅橡胶电树枝老化特性的影响

针对硅橡胶材料电树枝老化特性展开了试验研究。采用针板电极结构,测量了不同针尖曲率半径的起树电压和电树枝形态。结果表明,硅橡胶的起树电压较低,抗电树枝老化性能较差,导致了硅橡胶预制式电缆附件故障频发;硅橡胶中的起始电树枝多以单枝状的通道形成为标志,随后发展为4种不同的电树枝形态。进而提出了硅橡胶电树枝形态发展模型,并以此讨论了不同形态的电树枝老化特性。研究还发现,现场实际运行的硅橡胶预制式电缆附件故障解体后发现了单枝通道起始电树枝,其在运行电压作用下容易发展为细枝型形态,但同样会引发电缆附件的击穿。试验结果为现场故障分析提供了参考依据。