基于有限元法的高频变压器漏电感和绕组损耗计算与分析

高频变压器绕组结构和排布方式对漏电感与绕组损耗的影响很大,明确不同绕组结构和排布方式对漏电感和绕组损耗的影响,对于高频变压器大规模优化设计至关重要。基于有限元分析方法,本文研究了无交叉换位、部分交叉换位和完全交叉换位方式,以及绕组层数对宽频区间内漏电感、绕组损耗的影响规律。结果表明,导体内高频涡流效应造成漏电感和交流电阻存在频变特性;交叉换位程度越高,漏电感和绕组损耗的降低越明显;控制绕组总匝数保持不变的情况下,降低绕组层数可以显著降低漏电感和绕组损耗。最后提出了高频变压器漏电感和绕组损耗的控制方法,该方法对于高频变压器的优化设计具有一定的指导意义。     

基于IGBT串联阀组的UPQC换流器带载实验方法

采用绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)串联阀组可使得统一电能质量控制器(unified power quality conditioner,UPQC)换流器结构紧凑,控制简单。其中串联IGBT的动态均压及换流器的带载实验方法是关键技术。采用有源电压箝位方法实现串联IGBT的动态均压,并采用以UPQC一侧换流器为电源、另一侧换流器为负载的方法,实现UPQC换流器的带载实验,验证基于IGBT串联阀组的换流器的有效性。     

统一电能质量控制器的故障响应特性研究

研究了10 kV/1 MVA统一电能质量控制器的故障响应特性,提出附加旁路晶闸管,通过其续流作用,可有效降低换流阀IGBT的过流值和直流电容的过压值.仿真结果与理论分析均验证了该方法的可行性.     

海上风电柔性低频送出系统无功电压协调控制策略

柔性低频交流输电在海上风电送出具有广阔的应用前景,但国内外针对海上风电柔性低频送出系统无功电压特性分析与运行控制的研究较少。为此,首先建立了低频下海上风电经电缆送出系统的无功/电压数学模型;其次,建立了以降低海缆最大电流和系统损耗的目标函数和数学模型,提出了海上风电柔性低频送出系统无功协调控制策略;最后,建立了海上风电经柔性低频送出系统算例,开展了多运行工况下的动态仿真验证,结果表明：所提无功优化控制策略具备响应快速灵活的优点,且无需额外安装无功补偿装置。研究结果证明了所提优化控制策略的有效性。     

站内源荷集中接入直流母线的极间短路故障线路识别方法

针对站内源荷短线路集中接入直流母线的情况,分析各线路故障下直流电流的特征,基于此提出基于符号秩检验电流的方向和基于欧氏距离检验电流变化程度的方法。以典型场景为例,对不同线路故障下各线路电流进行仿真分析,对所提方法进行验证,结果表明所提方法能够快速准确地识别故障线路。最后,分析了3种直流电流互感器采集数据异常的影响,结果表明互感器数据异常不影响所提方法进行正确判断。     

半波长交流输电柔性调谐技术

为支撑和加快全球能源互联网建设,半波长输电技术作为一种点对点、超远距离的大容量输电技术方案,是支撑跨国、跨洲输电的有效途径之一,具有较强的优势。半波长输电要求线路为3 000 km(50Hz),实际线路很少能满足这个要求。当线路长度不足或过长时,可以采用人工技术将实际线路调谐成半波长。针对常规无源调谐网络对系统频率变化适应性较差、容易因失谐而失去半波特性及无源调谐适应范围窄等问题,提出了柔性调谐技术。柔性调谐技术通过变频式柔性调谐装置或同步补偿式柔性调谐装置来实现。柔性调谐避免了现有半波长输电无源调谐网络对系统频率变化和双回线适应性较差,容易因失谐而失去半波特性及无源调谐网络内部发生短路故障时引发过电压问题,且同时适用于电气距离大于或小于半波长的线路,具有良好的性能。     

静止同步串联补偿器的优化选址定容方法EI北大核心CSCD

针对静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)在选址定容方面研究不足的问题,提出了一种灾变变速量子遗传算法用于SSSC的选址定容优化。推导了包含SSSC的电力系统潮流方程,建立了SSSC在电网中的数学模型;通过潮流计算得到系统的有功损耗、电压偏移率和负荷裕度,使用归一化的处理方法将不同量纲的量同时考虑,并赋以权重,得到目标函数;使用所提灾变变速量子遗传算法求取目标函数的最优解。在Matlab下分析了不同权重下最优解的分布情况,为权重的选择提供了依据。同时与另外2种算法进行对比,结果表明提出的算法在寻优结果稳定性、收敛速度和全局寻优能力上有所改善。     

应用于交直流配电网的电力电子变压器

针对交直流配电网的需求,提出了一种可应用于交直流配电网的电力电子变压器(power electronic transformer,PET)拓扑。与传统PET相比,该拓扑的优势在于为直流电源及直流负荷提供了接口,具备直流故障穿越能力,能够显著减少网络中换流器的数量,提高供电可靠性。同时,分析了新型PET在典型交直流配电网中的运行模式,并在此基础上,对PET各级的控制及调制策略进行了设计。最后,通过仿真验证了该拓扑及控制策略的合理性,突出了PET在交直流配电网中的能量调控作用。     

电力弹簧稳态运行范围及越限失灵机理分析

在介绍电力弹簧的研究背景和基本原理的基础上,通过相量图法对电力弹簧稳态调节能力进行详细分析,得到电力弹簧稳态运行范围,同时分析电力弹簧越限失灵的机理,给出了网侧电压越限条件下的关键负载电压设定值优化计算方法。若网侧电压在稳态运行范围内波动,经电力弹簧调节,可使关键负载电压幅值稳定到标准值;若超出稳态运行范围,即发生越限,则受电力弹簧调节能力限制,关键负载电压稳定值会发生偏离,甚至会发生电力弹簧失灵情况。通过优化网侧电压越限情况下的关键负载电压设定值计算方法,考虑关键负载电压允许小范围波动,可以保证电力弹簧在网侧电压越限情况下依旧正常工作,从而扩大电力弹簧稳定运行范围。最后,通过仿真实验对分析结果进行了验证。     

基于模块化多电平的统一潮流控制器换流器和直流侧故障特征分析及保护配置

统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller, UPFC)是为实现对交流线路的实时控制和动态补偿而提出的串并联混合型灵活交流输电系统装置,其换流器和直流侧的故障特征复杂,对保护要求高。首先介绍基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)的UPFC基本结构与工作原理,其次分析了换流器和直流侧几种典型故障的故障特征。在此基础上,给出了换流器和直流侧保护配置方案。针对换流器桥臂单相接地故障和直流侧单极接地故障情况下保护可靠性低的问题,提出了改进的保护配置方案。最后结合RTDS仿真实验,验证了所给出的UPFC保护配置方案的有效性。