变耦式可控电抗特性、机理及应用

分析了可控电抗器的电抗特性,指出了选择良好电抗特性的途径;从绕组电势和铁心磁势构成的观点详尽讨论了可控电抗的调节机理,由试验初步证明了其特性机理;大量计算数据表明,将变耦式可控电抗与电容串联用于高压输电线路的容性串联补偿将比可控串补(TCSC)降低更多设备容量.     

变耦电抗式可控串补基本特性研究

为搞清楚变耦电抗式可控串补的应用价值,必须对其技术经济性能进行研究。通过理论分析,得出了变耦电抗装置的特性、机理及选用方法,提出变耦电抗式可控串补装置的具体结线并指出其功率调节特性,提出晶闸管开关装置最佳换级控制方法;通过试验证明理论分析的正确性;经功率调节计算,变耦电抗式可控串补较之于TCSC所需主设备容量大幅度减少。初步研究结果表明,变耦电抗式可控串补具有良好的功率调节特性和换级暂态特性,若只用于功率调节,要比TCSC显著降低工程造价。     

对偶式潮流调节器

提出了一种潮流控制的新方法。该方法通过调节串联在双回线路上、特殊设计的互感 器的电抗,来调节线路上的功率。文中分析了基于这种新方法的潮流调节器对线路功率的调 节特性,以及本身的电流、电压、功率特性。实例计算表明对偶式潮流调节器结构简单,经 济性好,易于实现。     

基于PSCAD变耦式可控电抗器的研究与仿真

本文介绍了一种不同于传统抗器的新型的电抗器——变耦式可控电抗器,此电抗器是通过改变互感器的耦合系数来独立调节线路电抗。文章分析了可控电抗器的电抗特性,并从绕组电势构成的观点详尽讨论了可控电抗的控制原理。用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建模型进行模拟实验,通过对理论研究与仿真结果的比较以及谐波的分析,验证了其电抗的可控性以及该仿真模型的正确性、有效性。     

快速调节高压线路传输功率的新方法

指出了输电线路可控串补技术是当前我国快速提高超高压线路输电能力和快速进行功率调节的实用化技术；介绍了一种新型的可控串补技术——变耦电抗式可控串补；包括原理、装置可调电抗特性及线路功率调节特性；指出这种装置的特性已被试验所证明；并以实例分析了变耦电抗式可控串补要比国内正在试用的TCSC大幅度降低主设备容量。     

特高压交流长线路零序电抗继电器动作特性分析及改进

特高压交流长线路上,测量阻抗与故障距离呈双曲正切函数关系,因此接地阻抗继电器的动作特性受过渡电阻的影响严重,无法直接使用。传统高压、超高压线路普遍采用零序电抗继电器来提高抗过渡电阻能力,本文评估了零序电抗继电器在特高压线路上的适用性;针对存在的保护动作区缩小、灵敏度降低的问题,采用负序电流作为极化量,并考虑了负荷电流的影响,提出了一种适用于特高压交流长线路的负序电抗继电器,仿真结果表明该继电器具有保护区稳定、灵敏度高的优点。     

多绕组变压器负载可控型可调电抗

为使可调电抗器能快速连续调节且不产生谐波,提出一种新的可调电抗原理:使用晶闸管和电压型PWM逆变器作为多绕组变压器二次侧负载,通过对晶闸管的开关控制和对逆变器输出电流的控制实现变压器一次侧等效阻抗的任意调节。晶闸管的开关控制实现可调电抗的粗调,从而晶闸管开关绕组占有可调电抗的主要容量;逆变器输出电流控制实现可调电抗的细调,逆变器输出绕组容量很小,从而降低了成本。实验结果表明该新型可调电抗器具备电感线性连续可调、谐波电流小的优良性能。     

同步电机瞬态和超瞬态电抗的有限元计算

首先结合超导体电路的特性,从物理上解释了同步电机瞬态和超瞬态电抗的意义。然后提出了一种采用二维有限元瞬态场计算同步电机瞬态和超瞬态电抗的方法。该方法通用性强,可适用于叠片磁极、实心磁极和永磁等同步电机。最后利用上述方法计算了一台同步电机的瞬态和超瞬态电抗,并与传统磁路法的计算结果进行对比,证明了该方法的有效性。     

关于特高压可控并联电抗器

扼要介绍了高漏抗变压器型、磁阀型和多并联电抗支路型3种电抗器,列出了它们的优点和存在的问题,同时指出,线路侧的可控电抗器必须具有瞬间(线路操作和发生故障时)恢复全容量补偿的高速响应能力,而中性点小电抗的参数亦应根据全容量补偿的条件确定。     

基于限流电抗暂态电压的直流配电网单端量保护

对直流配电系统线路的保护是直流配电系统安全稳定运行的保障。本文以四端直流配电系统为研究对象,提出一种基于限流电抗电压特性的单端量保护方案。首先,对四端直流配电网的直流线路故障特性进行分析,给出一种限流电抗电压的计算方法。然后,将故障后一段时间内限流电抗电压的变化率及幅值的大小用于判断区内、外故障;以正、负极限流电抗电压的绝对值构成的对数之和作为判据,来实现故障类型的识别和故障选极。最后,在PSCAD/EMTDC中建立四端柔性直流配电网仿真模型,仿真分析表明,本文提出的保护方案仅利用单端电气量即可正确实现故障判别和故障选极,同时能够躲避雷击电流的影响,具有良好的抗过渡电阻及噪声的能力。     

一种配电变压器绕组变形故障的在线监测新方法

针对电网对变压器绕组健康状态在线监测的需求,提出了一种新的变压器绕组变形故障在线监测方法。通过在线测量两种不同负荷下一次侧和二次侧的电压电流,计算出变压器的短路电抗值,进而反映变压器绕组变形情况。此方法的突出优势在于无需空载调零,不受激磁电流变化影响,不受运行中配电变压器一次侧电压随电网电压波动的影响且精度很高。将所提方法应用于不同容量的配电变压器,仿真结果显示该方法能够精确有效地在线测量正常变压器和有不同程度变形故障的变压器的短路电抗值,从而实现配电变压器绕组变形故障的在线监测。依据本方法的特点,设计了实现短路电抗在线监测所必需的数据采集模块和分析模块。     

提高电网输送能力的技术研究

为满足大容量、长距离输电和电力负荷快速增长的需求,采取一些技术措施提高电网的输送能力十分必要。介绍了提高电网输送能力的方法,提出了限制短路电流的方法—串联电抗法。该方法可提高系统的稳定性和电网输送能力,并通过理论和实例证明了方法的有效性。     

A calculation method of field current of synchronous machines at sudden short‐circuit

The mutual leakage reactance between D‐axis damper and field windings is ignored in conventional D‐axis equivalent circuits. It has been pointed out, however, that the calculated value of the field current differs considerably from the measured value if this reactance is not taken into account. This is due to the difficulty of determining the physically correct damper winding impedance value. A method of determining the equivalent circuit constants using the mutual leakage reactance has been reported previously, where the D‐axis damper winding time constant is measured from the upper and lower envelopes of field current at sudden three‐phase short‐circuit. Yet there are machines for which the upper and lower envelopes of field current are not readily established, and in this case the method is unsatisfactory. The authors describe a method to accurately identify the equivalent circuit constants taking into account the mutual leakage reactance, using a standstill test with a small‐capacity DC power supply (DC decay testing method). The field current at sudden short‐circuit can be simulated accurately using these equivalent circuit constants. The validity of the proposed method is demonstrated by implementation results on two salient‐pole synchronous machines at the same specifications (one with damper winding, the other without). Furthermore, the dependent relation between the armature leakage reactance and mutual leakage reactance, as well as its influence on the calculation of field transient currents, are made clear. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 151(3): 61–70, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20113     

一种新型柔性交流输电技术的研究

阐述了分布式柔性交流输电系统(FlexibleACTransmissionSystem,简称FACTS)的概念及其分布式控制器的结构,对分布式FCATS控制器与目前集中式FACTS装置的结构与性能进行了对比。设计了基于有源可变电感的小容量分布式静止串行补偿器,验证了该补偿器的潮流控制作用。论述了实现低成本和高可靠性分布式FACTS补偿方案的可能性。     

一种同步发电机进相运行时功角的计算方法

功角是判断机组运行稳定的一个重要参量.提出一种在进相运行工况下,实时计算发电机功角的新方法,该方法采用发电机运行中的实时同步电抗,并综合考虑变压器、线路等外部回路参数.通过试验及实际验证该方法具有很好的精度.     

基于变压器端口调节的可控电抗器

提出一种具有控制绕组和短路绕组2种副边绕组的新型多绕组变压器式可控电抗器。调节控制绕组与原边电流的关系,原边绕组端口可以呈现连续变化的电抗值,再结合短路绕组的分级串联短路,则可使装置的电抗值或容量在较大范围内平滑调节。该电抗器的调节容量主要通过绕组短路获得,因此作为电流控制设备的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变器容量很小。对所得出可控电抗器进行建模及控制分析,试验结果证实了该可控电抗器的可行性及优异的工作性能。     

大功率可控硅对冲击性负荷的平衡作用研究

为平衡冲击性负荷对电能质量的影响,采用大功率可控硅构成的调节阀组,在测控装置的测控下,检测电网系统母线角速度、电功率等电网矢量变化,根据指令电流运算电路,控制调节阀门通断实现电流补偿,以ABLS系统电极盾实现有功功率平衡,以滤波装置、大容量电抗实现谐波、无功平衡。ABLS系统对电网系统的有功冲击、无功冲击、高次谐波等不利因素能有效抑制,系统运行结果显示电网电能质量得到明显改善,说明大功率可控硅在冲击性负荷调节方面可以起到有效作用。ABLS系统的成功投运,有助于改变长期以来带有冲击性负荷的孤立电网的不安全运行状态。     

并联电容器装置串联电抗器的电抗率及容量选择

在电力系统中,安装并联电容器组是为了补偿无功功率,提高电压水平.但加装并联电容器组会改变系统谐波阻抗的频率特性,对于工频,系统的感抗Xs一般比并联电容器组容抗Xc小得多,因而不会发生谐振,但当系统中含有谐波分量时,就可能发生有害的串、并联谐振和谐波放大,所以应对并联电容器装置串联电抗器的电抗率及容量进行合理选择.     

考虑边界母线电压无功特性的地区电网无功优化

地区电网的电源是连接上下级电网的变电站,将REI等值用于地区电网无功优化,以解决常规模型中无法反映边界母线(即连接上下级电网的母线)间电压无功特性(边界母线电压幅值受自身以及其他边界母线下级电网无功变化的影响情况)等问题。推导了能有效反映电压无功特性的等值电抗与边界母线电压无功灵敏度矩阵的关系,分析了等值电抗的变化特性以及潮流状态在等值前后的一致性,提出首先根据等值前后电压无功特性保持一致的原则利用本地数据求取等值参数,然后在优化计算中根据优化前后电压偏差的不变性对优化电压进行修正。通过对四川某地区电网的仿真计算,验证了该方法可以有效反映边界母线间的电压无功特性,使优化潮流计算电压更加准确。     

供热机组的热力与运行特性探讨

针对我国北方地区陆续投产的一批大容量供热机组的情况,从供热机组的类型;热、电负荷调节特性;供热机组容量匹配原则和供热参数优化选择,供热机组调峰特性以及运行经济性调整方式等方面进行了探讨。指出在有条件的区域应采用热电联产集中供热方式;在满足热负荷、运行经济性以及保证热网稳定可靠运行的同时,应优化配置机组容量;新建的供热机组应尽可能采用背压机,减少供热附加产生的发电容量,为电网配置大型高效凝汽式发电机组留出容量空间,同时为电网调峰运行提供有利条件。