高聚物复合绝缘子紫外老化性能研究

传统高温硫化（HTV）硅橡胶复合绝缘子以其优异的憎水性和憎水迁移性,广泛应用于国内外输电线路上。但随着特高压工程的开展,越来越多的输电线路需要跨越强紫外辐射、强风沙以及鸟啄频发地区,而在这类气候恶劣地区极易造成传统HTV硅橡胶绝缘子外绝缘性能的下降以及材料的损伤。针对这一情况,采用耐紫外线、耐气候性能强,机械性能稳定的高聚物复合绝缘子与传统HTV硅橡胶绝缘子在紫外老化性能方面进行对比,旨在研究高聚物复合绝缘子在西北高原强紫外辐射地区的老化特性。研究结果表明：在短波紫外光（UVC）持续照射下,环氧材料的拉伸强度和硬度均远高于硅橡胶,具有更好的韧性,已达到防鸟啄和耐踩踏的目的,但憎水性相比较于硅橡胶材料仍略有不及,但仍满足户外运行要求。     

集群光伏电站频率主动支撑自校正控制方法

现有光伏电站通过检测频率变化,采用下垂控制调节出力抑制源侧随机无规则出力波动,调频过程存在时间滞后性。基于自校正控制,提出一种可平滑光伏秒级出力波动的光伏电站频率主动支撑控制策略,根据受扰光伏电站光照波动情况,通过前馈补偿主动校正自身有功参考值,重新自适应分配各光伏电站有功给定值,实现在频率明显变化前主动补偿受扰电站的出力波动。基于Matlab/Simulink搭建仿真算例,仿真结果表明：相较下垂控制,自校正控制在扰动下可将频率最低点提高约0.04 Hz,并使得平均频率变化率降低约26.06%,有效提升了系统频率性能。     

含大规模风电电力系统的安全稳定风险预防控制方法

针对风电出力不确定性给电力系统安全稳定运行带来的挑战,提出了一种含大规模风电电力系统安全稳定风险预防控制方法。考虑优化目标为预防控制措施控制代价最小,包括调整火电机组出力的控制代价和限制风电集群出力的弃电风险,参照电力系统事故等级评价标准将允许的运行风险转化为机会约束条件。通过计算火电机组和风电集群的控制性能指标筛选有效控制措施,将有效控制措施控制量分档枚举组合获得所有可能的控制方案,基于集群并行计算平台对控制方案并行隐式枚举校核,获得满足目标函数的控制措施,某实际系统的算例分析验证了所提出方法的实用性和有效性。     

基于时变因素的光伏发电系统可靠性评估

随着光伏发电的大规模发展,光伏电站的可靠性水平愈加受到重视。提出一种基于时变因素的光伏发电可靠性评估方法,通过分析光伏发电系统运行机理、元件失效模式及其对输出功率的影响,建立系统输出功率的概率模型,形成光伏系统可靠性评价指标,并构造光伏发电系统六状态空间模型。基于序贯蒙特卡洛方法,综合考虑气候条件、元件老化和光照强度,对某50 MW光伏电站运行可靠性进行评估。仿真结果表明,该模型及指标可有效反映系统的实际运行情况、出力水平和故障情况,为光伏电站运维提供支撑。     

基于选相投旁通对的LCC-HVDC系统逆变侧换流变故障性涌流主动抑制策略

当高压直流输电系统换流变阀侧发生单相接地故障,由于换流阀的单向导通性,阀侧故障电流中含有较大的直流分量,流入换流变可能导致换流变饱和并产生“故障性涌流”。与传统三大涌流不同,故障性涌流由阀侧单相接地故障诱发并受直流控制与保护系统的影响。计及直流控保系统的影响,分析了逆变侧换流变发生阀侧单相接地故障时,换流变故障性涌流的产生机理及其对换流变差动保护的影响。针对换流变保护区内阀侧单相接地故障场景下,故障性涌流可能导致差动保护误闭锁的问题,提出了一种基于选相投旁通对的故障性涌流主动抑制策略,可以从根本上避免差动保护误闭锁问题。基于PSCAD/EMTDC的仿真实验验证了所提方案的有效性。     

电压相位特征的线路单相重合闸故障识别判据

针对现有超/特高压交流输电线路单相重合闸存在盲目合闸引发二次冲击的问题,提出一种利用断开相端电压工频分量相位特征的单相自适应重合闸永久性故障识别方法。瞬时性故障时,断开相两侧端电压的电容耦合工频分量同向,电磁感应工频分量反向,两侧端电压的相位差在0°~90°,波形呈正相关;而永久性故障时,断开相两侧端电压工频分量主要由相位相反的电磁感应分量构成,两侧端电压的相位差在90°~180°,波形呈负相关。利用端电压互相关系数反映两侧电压的相位特征以实现单相永久故障判别,同时为了避免误判远端永久性故障为瞬时性故障,引入电压幅值辅助判据。大量仿真计算结果表明,该判别方法能够有效避免低频自振分量的影响,其算法计算量小且判别原理简单、易于整定,具有优异的抗噪性能。     

具有方向判别能力的输电线路故障识别办法

在电力系统中,针对模块化多电平换流器（modular multilevel converter, MMC）的高压直流输电技术目前已经被广泛应用。在一般情况下,MMC-HVDC输电线路通常采用以ABB或SIEMENS技术为核心的行波保护原理来完成主保护,其通过对单端电压、电流行波的变化量或变化率进行检测从而识别故障,因其不具备故障方向识别能力,在发生区外故障的情况时可能会导致误动。同时,为了获取较为明显的行波突变,实际工程中多选择在线路出口安装平波电抗器,这进一步提升了建设成本。据此,提出了一种具有方向判别能力且无需平波电抗器提供边界的MMC-HVDC输电线路纵联行波方向保护原理。分析了MMC-HVDC输电线路行波折射、反射特性,基于行波的瞬时功率提出了故障方向识别判据及故障极识别判据;对±500 kV直流输电系统进行了PSCAD/EMTDC软件建模和仿真。根据所建模型计算出不同故障条件下各参数变化情况,并将计算结果与理论结果和试验数据对比分析。模拟结果表明：所提出保护方法具有方向的判别能力,且不依赖平波电抗器提供边界特性,该保护方法在各因素（如不同故障位置、不同故障电阻及不同故障类型等）的影响下均可可靠地动作。     

激光辅助低压冷喷涂石墨/铜基复合涂层研究

利用激光辅助低压冷喷涂技术在不同激光功率下制备石墨/Cu复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、图像分析软件ImageJ等,对复合涂层的截面形貌、表面形貌、微观组织、石墨含量以及元素分布等进行表征。结果表明：采用单一低压冷喷涂不能够形成连续的涂层,只能形成断续的点状物,而通过激光辅助低压冷喷涂可以实现石墨/Cu复合涂层的有效沉积。随着激光功率的升高,复合涂层的厚度和宽度均得到一定的提升,表面起伏以及涂层/基体的界面结合得到改善。在通过激光辅助低压冷喷涂所制备的复合涂层中,增强相石墨与黏结相Cu之间结合致密,但过高的激光功率容易导致增强相石墨烧蚀和黏结相Cu氧化的问题。     

直流系统设计及运行管理中的若干问题探讨

直流系统是电厂和变电站内保护、控制设备的核心系统,但在现场运行过程中,却常常存在运行管理不规范等问题,严重影响直流系统及电网的稳定运行。分析了目前变电站直流系统设计及运行管理过程中存在的一些典型问题,提出了有针对性的解决措施,以确保直流系统和变电站安全稳定运行。     

基于标准文件的电能质量领域本体构建方法

针对现有电能质量领域本体缺乏标准化的构建方法、术语间关系模糊且实用性差、无法随领域发展自动更新等缺点,提出一种基于电能质量标准文件的本体构建方法。首先,剖析电能质量标准文件中的句式结构和语义关系,形成关系函数实现术语之间的语义关联;其次,构建电能质量专业词汇表,结合自然语言处理技术,处理文本并提取领域术语;然后,根据领域术语及其函数关系,将具体术语对应到本体单元框架中的不同实例,建立阶段、现象、对象和技术监督4个维度的电能质量领域本体单元;最后,基于不同阶段的电能质量技术要求,形成多维度知识联络紧密的本体模型。该构建方法能利用标准文件建立各个阶段不同分析对象的本体模型,支撑系统间数据共享及中文人机交互,建模过程简单,易标准化且本体能随标准文件修订而更新,具有较好的实用性。