中国高速铁路牵引供电关键技术

本文结合中国高铁建设和运营的经验,从高速铁路牵引供电不同层面,系统地介绍了高铁牵引供电系统的一系列关键技术。同时,就目前牵引供电系统的发展现状,展望了新型供电技术、主动运营维护、节能与效能提升、检测监测等新技术,可为中国高铁牵引供电技术的发展与应用提供指导。     

分布式新能源接入电网的谐波热点问题探讨

大规模分布式新能源经变流器接入电网,对电力系统谐波问题的分析研究带来了新的挑战。针对含分布式新能源的电网,准确检测谐波及间谐波,掌握谐波分布特性,定位谐波污染源头,划分谐波污染责任,揭示谐波传播及谐振机理,分析谐波不稳定现象是当前电力系统亟需解决的热点与难点问题。从谐波测量、谐波源定位及责任评估、谐波谐振及其不稳定等方面阐述了分布式新能源接入电网的谐波研究技术热点问题,并提出了未来大规模分布式新能源接入后的新的谐波研究趋势,为分布式新能源接入电网中的谐波问题研究提供了理论参考。     

等电位联结及其在轨道交通系统中的应用

等电位联结的目的就是消除或减小电位差 ,是用电安全、防雷以及电子信息系统正常工作必不可少的电气安全措施。本文研究了等电位联结的原理、作用及其分类 ,讨论了等电位联结在轨道交通系统中的应用 ,总结了等电位联结在轨道交通系统中实施应注意的问题。     

基于谐波源特征提取的电力系统动态谐波状态估计自适应方法

通用的动态谐波状态估计卡尔曼滤波模型因状态转移矩阵为单位阵导致预测功能丧失,且测量噪声参数假设为常数,导致模型抗噪性能差。为提高谐波状态估计精度,提出了一种基于谐波源特征提取的动态谐波状态估计模型,该模型通过小波滤波得到谐波源波动的特征分量,将慢波动分量用于计算状态转移矩阵,将快波动分量用于计算系统噪声协方差矩阵。为适应谐波测量设备在线应用时的变化噪声环境,提出了一种自适应卡尔曼滤波算法。通过协方差匹配法判断测量噪声是否变化,当判断测量噪声发生变化时,采用时变噪声估值器估计测量噪声协方差矩阵。在IEEE 13和IEEE 69节点系统进行了仿真,表明所提出的方法与传统卡尔曼滤波方法相比,提高了在变化噪声环境下的状态估计的精度。     

基于最小电流比值的IPT系统频率跟踪的动态调谐方法

在感应电能传输(IPT)系统中,含有磁心的电磁耦合机构的气隙间距变化会导致系统发送端与接收端自感及互感参数漂移,进而使得IPT系统处于失谐状态,增加了电源所需容量,降低了系统传输效率。针对该问题,提出一种基于最小电流比值的发送端频率跟踪的动态调谐方法。该方法通过实时测量发送线圈电流有效值与直流源输出电流平均值,在控制器中计算电流比值并根据最小电流比值原则,实时调节系统工作频率,使IPT系统恢复谐振状态,提高系统性能。最后,在不同气隙间距的情况下进行动态调谐实验验证。结果表明,当气隙间距变化时,所提方法有效实现了动态调谐,恢复了IPT系统谐振状态,达到减少电源所需容量、提高系统传输效率的目的,且最大效率提升幅度为1.64%。     

基于互质因子分解的感应电能传输系统双自由度H_∞控制

在感应电能传输(IPT)系统中,互感摄动和负载动态变化等问题严重影响着系统输出性能及稳定性要求。首先,基于SP-IPT系统的广义状态空间平均模型,分析系统的开环特性及参数扰动输出特性;然后,采用互质因子分解方式对存在右半平面零点的SP-IPT系统摄动模型进行描述;在此基础上,选择并定义双自由度H_∞鲁棒控制的输入输出变量,推导出所对应广义对象的状态空间实现;最后,基于计算出的双自由度H_∞鲁棒控制器进行仿真分析与实验验证。结果表明,在双自由度H_∞鲁棒控制作用下,虽然闭环摄动系统的动态响应特性可能会偏离期望指标,但却能有效抑制互感及负载摄动对预设参考输入稳态跟踪特性的影响,满足系统鲁棒稳定性要求。     

一种新型电流极性比较式方向元件

为克服电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)暂态传变特性差对行波极性比较式方向元件可靠性和灵敏性的影响,提出一种工频电流量极性比较式方向元件。该元件利用故障前电流和故障分量电流之间的极性关系来确定故障方向。由于所提方向判据与故障电压量无关,因此从原理上避免了CVT暂态传变特性对方向元件可靠性和灵敏性的影响。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该元件能够快速可靠地确定故障方向,其性能不受故障初始角、过渡电阻、噪声和负荷状态的影响。     

基于行波固有频率的特高压直流输电线路纵联保护方法

故障后行波在故障点与线路终端间来回反射,形成的固有频率与故障距离有明确的数学关系。特高压直流(Ultra High Voltage Direct Current, UHVDC)输电线路的边界由平波电抗器和直流滤波器构成,与交流线路相比,线路故障后形成的行波固有频率更加清晰。基于此,提出了一种利用线路两端固有频率主成分特征的特高压直流输电线路纵联保护方案。根据电流变化率构造故障启动判据;用MUSIC方法对故障后的暂态电流数据进行频谱分析,利用区内外故障时线路两端固有频率特征差异构造保护判据;利用原始行波信号和解耦后行波信号提取的固有频率主成分构造选极判据,形成完整的基于行波固有频率的特高压直流输电线路纵联保护方案。在PSCAD/EMTDC中建立特高压直流输电系统模型,并在不同故障工况下对该保护方案的适应性进行仿真。大量仿真结果表明,该保护方法在不同故障工况下均能可靠、快速动作,具有较好的适应性和实用价值。     

适用于受端检测的自适应累积量故障检测法

为解决自适应累积量故障检测法在线路受端检测故障失败的问题,提出了一种适用于线路受端检测的自适应累积量故障检测方法.利用实时计算的电流相量作为门槛值,将采样点的瞬时值与门槛值的差值作为第一个输出指数,同时将采样点之前半个周期计算的电流相量值与门槛值的差值作为第2个输出指数,通过判断连续3个输出指数的大小判断故障是否发生.理论分析和仿真结果表明,该方法应用于故障检测时有效地解决了受端检测故障失败的问题,快速且安全可靠,同时,不受线路负荷、过渡电阻、故障时刻等因素的影响.     

信息化时代的监控技术及其产业化发展

随着国家“以信息化带动工业化”、“加速发展信息产业，大力推进信息化”的战略思想的明确确立。在这样一个信息化时代，有必要深入探讨信息化时代的监控技术及其产业化发展方向，基于此，结合对电气化铁道监控系统技术的研究和多危机微机远动技术产业化历程，概述了监控系统的定义、功能、基本构成、监控技术应用领域；回顾了监控系统的发展历程，提出了监控技术的新发展方向；论述了监控系统发展新阶段—信息化时代的监控系统的背景和特征、信息化监控系统的新要求、信息化监控系统特点、信息化监控系统需要解决的技术问题；论述了监控系统的产业发展定位、监控系统产业面临的机遇和挑战；结合实际情况，提出了信息化时代监控技术产业化发展的应采取的一些策略。