开关柜电弧故障及其测量方法研究

开关柜在电力系统有大量的应用,对其电弧故障的快速检测及切除是一项非常重要的工作。目前对开关柜故障的研究大都集中在对其局部放电的检测方面,而忽略对电弧故障的产生、发展以及各类检测方法的研究。提出母线等导体连点处的接触点接触不良是造成电弧故障产生的重要原因,在此基础上,分析了因接触点接触不良导致接触电阻变大,并在负荷电流变化时产生热应力的作用下形成恶性循环、最终发展成电弧故障的过程。然后,综述了多种常用的电弧故障检测方法,包括电磁发射、声音发射、光发射、化学发射以及热发射等检测方法。最后,通过搭建开关柜故障电弧测量平台,采用特高频传感器、超声传感器、RF天线、高频CT、微分电场传感器和紫外传感器等多种传感器实现对电弧故障的测量,并给出了试验结果。     

非全相保护220kV断路器A相拒动分析

通过断路器三相不一致保护原理的分析,指出了存在的缺陷,并提出改进方案。     

变风速下永磁同步发电机无源线性反馈控制设计

为了实现永磁同步发电机(permanent magnetic synchronous generator， PMSG)的最大功率跟踪(maximum power point tracking， MPPT)，文章设计了一款无源线性反馈控制(passivity-based linear feedback control， PBLFC)。首先，基于无源控制理论构建能量函数，通过详细分析系统各项的物理意义，保留有益系统的非线性项以改善其暂态响应特性。其次，引入线性反馈控制作为额外输入，通过能量重塑使得能量函数中的能量得以快速耗散，进而使PMSG能在快速时变风速下有效实现MPPT。此外，对闭环系统稳定性进行了深入分析，验证了闭环系统的稳定性。最后，进行了4个算例研究，即阶跃风速、随机风速、电网电压跌落和参数不确定。仿真结果表明，与矢量控制（vector control，VC）、反馈线性化控制(feedback linearization control， FLC)相比，PBLFC在各种工况下均能快速稳定地捕获最大风能，且其故障穿越(fault ride-through， FRT)和鲁棒性得到明显改善。     

基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法

分布式电源(distributed generation, DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法。分析了配电网单相接地故障下DG的输出特性,建立了在不同故障位置下有源配电网的正序增广网络,构建了故障位置关于馈线出口以及DG输出电流的函数,建立了配电网单相接地故障位置模型,利用不同故障位置下短路电流矢量占比系数的差异性构建了新的故障定位判据。通过将单相接地故障定位问题转化为故障位置模型系数的求解问题,提高了故障定位的准确性和实用性。理论和仿真分析表明,在不同故障位置、不同过渡电阻下均能准确定位单相接地故障,具有原理清晰、故障特征量采集便捷、灵敏性和可靠性高的优点。     

基于光伏自适应注入量的配电网单相接地故障保护方法

随着配电网中分布式光伏发电渗透率不断升高,配电网单相接地故障对设备和人身安全以及电网稳定的影响日趋严峻。但是,由于光伏短路电流受限、故障行为受控、输出特性耦合造成配电网故障过程具有多态性,可能使得中性点小电流接地配电网单相故障选线准确度进一步降低。文中提出了基于光伏自适应注入附加特征信号的配电网单相接地故障保护方法。兼顾光伏低电压穿越要求、故障识别需求和设备安全,提出了光伏自适应特征频率电流注入策略,解析了配电网中特征频率电流的分布,分析了馈线的特征频率电流的幅值特征和相位特征,提出了基于特征频率电流特征的配电网单相接地故障选线保护方法。算例表明,所提出的方法能够准确实现不同故障位置,以及不同过渡电阻下含光伏配电网单相接地故障的故障选线。     

发电机失磁保护未动作分析及处理

某电厂3号机组发生紧急停机,根据现场模拟试验数据分析,发现发电机电流互感器极性接反导致了发电机失去失磁保护功能。在对停机发生的过程和原因进行调查和分析的基础上,将发电机保护B柜发电机综合保护装置P343接入的发电机中性点电流回路端子接线对调,并加强开机流程检查,完善电厂运行规程;加强对保护设备的监视,对涉及投运装置的试验做好详细记录,试验完毕后向电厂提交详细的验收报告,从而有效地保证发电机组的正常运行。     

电力系统继电保护TV断线分析

介绍了电流互感器的极性和结构标称,分析继电保护屏TV断线是由抽头引错引起,并根据磁通不变的原理对错误数据进行详细论述,并说明了理论值与实际值的差异,对今后实际工作发生类似情况提供准确判断依据。     

500kV变电站断路器控制回路改造

对开关非全相运行的原理进行分析,对本体非全相回路中存在时间继电器精度问题、中间继电器启动功率等问题进行了分析处理,并对回路进行了优化改进;针对二极管击穿事故,从理论角度进行了详细论述,并提出了改进措施。     

永磁同步发电机自适应分数阶PID控制设计

设计了一款新型自适应分数阶比例-积分-微分(AdaptiveFractional-Order Proportional-Integral-Derivative,AFOPID)控制,以实现永磁同步发电机(Permanent Magnetic Synchronous Generator,PMSG)的最大功率追踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)。首先,将发电机非线性、参数不确定性、未建模动态以及随机风速聚合成一个扰动,并通过高增益状态-扰动观测器(High-Gain State and Perturbation Observer, HGSPO)对其在线估计。随后,采用分数阶PID(Fractional-Order Proportional-Integral-Derivative, FOPID)控制对该扰动估计进行完全补偿,以实现不同工况下全局一致的鲁棒控制性能。AFOPID控制较传统PID控制而言具有更出色的MPPT性能,且其无需精确的PMSG模型,仅需测量d轴电流和机械转速,易于实现。通过阶跃风速和随机风速两个算例,对AFOPID的控制性能与PID控制、FOPID控制和反馈线性化控制(Feedback Linearization Control, FLC)进行了对比。仿真结果验证了AFOPID控制的有效性和鲁棒性。     

考虑风光新能源参与二次调频的多源最优协同控制

随着风光新能源接入电网的比例不断增加,大型风电场和光伏电站也开始参与区域电网二次调频。为此,搭建了考虑风光新能源参与二次调频的多源最优协同控制模型,以解决区域电网二次调频的实时总功率在不同类型调频电源上的动态分配问题。为解决这个复杂非线性优化问题,采用简单模式搜索算法进行求解,以快速获得不同功率扰动情况下的高质量功率分配方案,从而提高整个区域电网的动态响应调节性能。最后,利用扩展的IEEE标准两区域模型对所搭建模型进行验证,并通过对比传统工程分配方法及智能优化算法来测试应用算法的性能。