HEMP场激励下交直流高压输电线耦合响应概率分布

应用蒙特卡罗法和传输线耦合响应节点导纳方程,分析了高空核电磁脉冲(HEMP)场激励下交流高压输电线和直流高压输电线耦合响应的分布规律.分析中将电磁波的入射参数,包括极化角、入射角和方位角,作为一组随机变量,并由计算机随机产生.应用瞬态外场激励下多导体传输线节点导纳方程分别分析端接传输线耦合电流和耦合电压响应峰值,并得出...     

考虑风电的电压稳定概率评估的随机响应面法

为了准确描述电力系统中不确定因素对静态电压稳定分析的影响,掌握负荷裕度或临界功率的概率分布信息,确定某一负荷水平下电压失稳的概率,提出了基于随机响应面方法的电压稳定概率评估方法。用随机响应面法将概率分析问题转化为确定性的非线性规划问题,然后采用内点法求解。电压稳定概率评估模型中考虑了并网风电场输出功率的随机性和负荷的不确定性,并利用正交变换技术处理风电场间风速相关性,分析了风速相关性对临界功率概率分布的影响。IEEE 118和IEEE 300节点系统计算结果表明,与蒙特卡罗方法相比,该方法在保持较高计算精度的同时,需要较少量的采样。     

高空电磁脉冲作用下埋地电缆的瞬态响应规律

为研究埋地电缆对高空核爆电磁脉冲(HEMP)的响应规律,利用快速傅里叶变换和逆变换技术计算了地下电磁脉冲环境。将入射波的极化角、方位角和仰角作为一组随机变量,计算了入射波状态对响应电压、电流影响的统计规律,研究了大地参数和电缆状态对感应信号的影响规律。结果表明:入射角度在[0,π/2]范围内变化时,在相同的累积概率下,电缆末端响应幅值总大于首端响应幅值;电缆芯线电导率和绝缘层介电常数对感应电流基本无影响;电缆电压及电流响应幅值随大地介电常数和电导率的增大而减小;与HEMP早期分量的感应电流相比,中期分量的感应电流幅值仅为前者的0.1~0.2倍,但脉宽可达几百μs,大地电导率对中期分量的感应信号影响小。     

考虑非线性极化效应时直流接地极电流在油气管道耦合的电压电流建模和计算

准确预测直流输电接地极电流对埋地油气管道的腐蚀影响，并采取合理的防护措施，对能源输送安全至关重要，但现有预测方法缺乏对管道金属与土壤间非线性极化影响的系统研究。该文建立考虑非线性极化效应时直流接地极入地电流对埋地油气管道耦合电压和电流的数学模型；提出矩量法与有限元法结合计算含非线性极化交界面三维电流场的方法，并试验验证该方法的有效性；对不考虑极化、考虑线性和非线性极化时的计算与试验结果进行对比，获得误差分析结果；最后，进行工程应用分析。结果表明：提出的计算方法可有效考虑非线性极化效应的影响，采用不考虑极化或线性极化影响的计算结果进行管道腐蚀评估，将导致腐蚀风险被高估或低估。为准确预测管道电压和电流，管道金属与土壤间的非线性极化效应不可忽略。在管道设计和建设中，考虑非线性极化影响将避免增加不必要的防护和维护成本，或避免预测不足带来的腐蚀风险。     

蒙特卡罗法计算线路雷击跳闸率随机过程研究

针对规程法分析输电线路防雷性能中过于简单化和EMTP计算复杂化问题,用较符合雷击实际过程的蒙特卡罗法计算输电线路雷击跳闸率。因雷击随机过程的选取直接影响计算速度和计算结果的确信度,故在研究了雷电流幅值、波头时间、雷击部位、工频电压瞬时值、风偏等随机过程对跳闸率计算的影响的基础上,综合考虑计算速度和计算结果确信度,确定雷电流幅值、雷击部位、反击时工频电压瞬时值为蒙特卡罗法中需要考虑的因素。经验证设计的蒙特卡罗法雷击跳闸率计算结果和实际运行线路雷击跳闸率统计结果相吻合。     

基于MCMC法进行电压跌落随机预估方法的研究

针对电压跌落随机预估中蒙特卡洛法（MC法）静态性、计算效率低、耗时长的缺陷,提出基于马尔可夫链蒙特卡罗法（Markov chain Monte Carlo,MCMC）对电压跌落进行随机预估。研究建立了电压跌落故障状态变量的数学模型,并利用Matlab建立了IEEE-9节点测试系统模型,使用Gibbs抽样法得到故障模型的状态变量。通过分析电压跌落幅值的概率分布,并用MCMC法和MC法分别对电压跌落指标进行仿真计算。仿真结果表明,该方法较蒙特卡罗法稳定性好,收敛速度快,计算时间短。     

基于积分随机有限元法的汽轮机转子随机响应特性分析

考虑汽轮机转子材料物性参数和载荷参数的随机性,利用ANSYS的APDL语言二次开发功能,将积分随机有限元法嵌入到ANSYS软件当中,生成了汽轮机转子随机响应变量相对于各随机输入变量的各阶中心矩、偏度系数和峰度系数的计算程序模块,利用ANSYS后处理程序显示计算结果,并分析各随机输入变量的变化对汽轮机转子随机响应变量的影响。最后,通过与直接蒙特卡罗模拟方法相对比表明,该方法适用于结构复杂的模型,计算结果精度较高,并且计算速度较快。     

特高压线路短路故障时对平行油气管道的电磁影响

电力线路发生短路故障时会对邻近的油气管道产生感性耦合和阻性耦合影响。基于实际的特高压交流输电线路工程参数,建立了特高压线路在单相短路接地的情况下,对平行地下油气管道电磁影响的模型,利用CDEGS软件进行仿真计算,得到了线路故障时相邻长距离油气管道的耦合电压、入地电流和纵向电流沿线分布规律。研究了管道与线路平行距离、平行间距、土壤电阻率、管道防腐层电阻率、埋深、导线高度等因素对耦合电压的影响,比较分析了影响的程度与产生原因,并给出了典型特高压线路与管道最小间距推荐值。     

特高压单回线路正常运行时对平行埋地油气管道的电磁影响

建立特高压交流单回输电线路与埋地油气管道平行接近时,前者对后者的电磁影响模型,并利用CDEGS软件进行仿真计算,得到单回交流特高压线路正常运行时,相邻长距离埋地油气管道耦合电压、泄漏电流、纵向电流的沿线分布规律。研究表明:最大耦合电压随着管道与线路间距、导线高度的增加而减小,随着涂层电阻率、负荷电流的增加而增大。石油沥青防腐层管道与三层PE防腐层管道分别与特高压单回输电线路保持200 m、500 m间距时,任意平行长度的管道最大耦合电压均在60 V以下。     

几种概率电压稳定分析方法计算误差的对比分析

对电力系统进行电压稳定研究时,为了考虑负荷的随机变化和大规模风电并网引入的发电机出力变化,多种概率电压稳定分析方法先后被提出。分析比较了概率直接法、两点估计法和随机响应面法三种概率电压稳定分析方法的计算误差和计算效率。首先对各种计算方法的原理和步骤进行研究,并找出了可能影响计算误差的因素:负荷随机变量的标准差、风电场风速相关性和负荷随机变量的分布形式。然后在39节点算例系统上进行仿真计算。以蒙特卡洛方法的结果作为参考,比较了各种方法的计算误差和计算效率。分析了负荷随机变量标准差、风电场风速相关性和负荷随机变量分布形式不同,对各种方法计算误差的影响。计算结果表明,随机响应面法计算误差最小,而概率直接法用时最少。     

含风电场电力系统电压稳定性概率评估及其在无功优化中的应用

为分析风力发电机出力间歇性、随机性对电网的影响,引入随机响应面法建立了一种电力系统静态电压稳定性概率评估模型,并将该概率模型引入到多目标无功优化问题的求解中。随机响应面法能够将输入风机有功出力的概率参数与响应负荷裕度之间的关系以多项式形式进行表达,仅需少量仿真便可估计出响应的统计信息。风电场接入IEEE14节点标准测试系统的算例结果表明,上述概率模型具有较高的效率和精度,提高了无功优化方案对于风速的适应性,更加全面地考虑风机随机出力对电网运行造成的影响。     

直流接地极入地电流对附近埋地管道电位的影响

随着我国对能源需求的快速增长,直流输电工程和输送油气管道的建设也在迅速增加。在直流接地极与管道均十分密集的地区,为了减少土地的占用,直流输电工程和输油气管道甚至共用走廊,使得直流输电工程对附近埋地金属管道的影响日益突出。目前,已有研究成果关于直流接地极入地电流对长距离油气管道的影响研究不深入,土壤电阻率横向分区和管道极化效应的研究工作未有效开展,尚不能系统、全面地分析直流接地极入地电流对长距离油气管道的影响机理。提出考虑土壤电阻率的横向分区的计算方法,基于矩量法建立复杂地质条件下考虑管道措施的长距离管道受地中电流影响的仿真模型,并利用实际管道测量数据和小模型管道长期测量数据优化模型参数,从而利用仿真计算模型准确评估入地电流对油气管道的影响程度,提出有效的缓解措施,为管道防护措施的设计和实施提供理论依据。     

输电线路短路电流对埋地管道电位抬升及抑制方法研究 已排

针对城市中输电线路与埋地油气金属管道临近问题,通过建立架空导/地线-杆塔-接地网-埋地管道一体化电磁场计算模型,综合考虑导线和避雷线对金属管道的感性耦合影响以及杆塔入地电流对管道的阻性耦合影响。基于此模型研究土壤电阻率、临近距离、管道参数、交叉跨越角度以及不同供流方式对金属管道电位、防腐层耐受电压的影响规律,并开展管道电位抬升的抑制方法研究,可以为输电线路发生接地短路故障时临近燃油（气）管道安全防护提供指导。     

±1100 kV特高压直流接地极对埋地油气管道直流干扰实测与分析

直流接地极电流会对大范围的埋地油气管道造成腐蚀和危险影响，特别是±1 100 k V特高压直流接地极，额定入地电流大，影响程度更大，影响范围更广。为获得特高压直流接地极对埋地油气管道的影响水平和管道电压分布规律，文中首次在昌吉—古泉±1 100 kV特高压直流输电工程调试期间，对邻近的川气东送管道进行了全面的测试，得到了管道通/断电电位分布、泄漏电流密度、阀室引压管电压和土壤电位梯度。根据现有标准中管道直流干扰的各项评价指标对管道测试结果进行了分析，相关测试结果可为川气东送管道的安全运行维护提供数据支撑，也可为后续直流接地极选址和埋地油气管道路径选择提供参考。     

内埋式永磁同步电机的弱磁控制策略

针对内埋式永磁同步电机的弱磁控制,提出一种修正电流设定值的方法.该方法由两部分组成:弱磁区域的确定和设定电流修正值的计算.电机运行所在的弱磁区域由恒转矩曲线方向和电流调节器输出电压递减方向之间的夹角来确定,输出电压的递减方向信息通过梯度下降法计算得到;设定电流修正值的大小根据该弱磁区域内转矩、电压变化量的方向信息和电流调节器输出电压与电压设定值的差值来确定.通过实验验证了该控制策略的正确性和可行性,实验结果表明所提出的控制策略控制精确度高、响应速度快、鲁棒性好.     

超高压直流输电线路对埋地油气管道的电磁影响仿真研究

中国电力与油气输送网络发展迅速,为了研究超高压直流输电线路对埋地油气管道的电磁影响,针对金中直流工程与中缅油气管道进行建模仿真。基于工程设备参数与走廊规划,利用CDEGS软件建立了直流输电线路与埋地油气管道平行和交叉的仿真模型。针对直流线路正常运行、单极接地故障、雷击杆塔3种工况,仿真研究了平行和交叉段管道金属电压及管道防腐层电压分布。结果表明,所选超高压直流线路在各工况下对油气管道的电磁影响均符合限值要求。该研究结果对超高压直流输电工程和埋地油气管道共走廊时的安全运行具有重要实际意义,并可为相关工程设计提供一定参考。     

考虑非线性极化时不同土壤电阻率下直流接地极电流对油气管道的腐蚀影响分析EI北大核心CSCD

在特高压直流输电工程接地极对邻近油气管道的腐蚀影响分析和防护设计中,准确计算不同土壤电阻率下管道上的电压电流分布至关重要,然而目前计算中缺乏对油气管道金属-土壤交界面非线性极化影响的考虑。通过试验测量和分析,获得了不同土壤电阻率下X80管道钢–土壤交界面的极化特性,为准确计算管道管地电位差和泄漏电流密度奠定了基础。考虑非线性极化的影响,计算获得了不同土壤电阻率下油气管道上的泄漏电流密度和管地电位差分布、直流接地极与油气管道的防护距离,结果表明,随着土壤电阻率的增大,管道泄漏电流密度最大值呈对数函数增大,管道与接地极间的防护距离呈幂函数增大。对不考虑极化和考虑非线性极化时管道上的电压电流分布、管道与接地极间防护距离进行了对比分析,结果表明,不考虑极化时管地电位差被人为确定为零,与实际物理现象不符,导致直流接地极电流对油气管道的腐蚀程度被错误高估,应用于实际工程时将导致油气管道防护成本显著增大。基于实际工程参数的应用分析表明,与考虑非线性极化影响相比,不考虑极化时将错误地提高油气管道的腐蚀防护要求,不必要地增加防护成本,防护距离或防护措施成本增加量高达30%~40%。研究结果可为特高压直流输电工程接地极和油气管道工程的选址以及干扰防护设计提供技术支撑。     

考虑非线性极化时不同土壤电阻率下直流接地极电流对油气管道的腐蚀影响分析

在特高压直流输电工程接地极对邻近油气管道的腐蚀影响分析和防护设计中,准确计算不同土壤电阻率下管道上的电压电流分布至关重要,然而目前计算中缺乏对油气管道金属-土壤交界面非线性极化影响的考虑。通过试验测量和分析,获得了不同土壤电阻率下X80管道钢–土壤交界面的极化特性,为准确计算管道管地电位差和泄漏电流密度奠定了基础。考虑非线性极化的影响,计算获得了不同土壤电阻率下油气管道上的泄漏电流密度和管地电位差分布、直流接地极与油气管道的防护距离,结果表明,随着土壤电阻率的增大,管道泄漏电流密度最大值呈对数函数增大,管道与接地极间的防护距离呈幂函数增大。对不考虑极化和考虑非线性极化时管道上的电压电流分布、管道与接地极间防护距离进行了对比分析,结果表明,不考虑极化时管地电位差被人为确定为零,与实际物理现象不符,导致直流接地极电流对油气管道的腐蚀程度被错误高估,应用于实际工程时将导致油气管道防护成本显著增大。基于实际工程参数的应用分析表明,与考虑非线性极化影响相比,不考虑极化时将错误地提高油气管道的腐蚀防护要求,不必要地增加防护成本,防护距离或防护措施成本增加量高达30%～40%。研究结果可为特高压直流...     

地磁暴侵害油气管道的管地电位效应

由于输油气管道埋在地下,钢质管道内外壁有绝缘涂层,不与大地直接接触,油气管道遭受地磁暴侵害的响应机制与电网不同,研究油气管道的干扰机制、物理过程以及干扰效应,对分析地磁暴对油气管道的影响及危害具有重要意义。针对2012年~2014年9次中、小地磁暴侵害我国西气东输一线和陕京二线等输气管道引发的管地电位(PSP)现象,研究了地磁暴引发管道地磁感应电流(GIC)的机制与过程以及GIC衍生管道PSP的机理,利用PSP算法,假设感应电场沿管道分布,大小取0.1 V/km,计算了不同形态管道的PSP水平。实测和仿真计算数据表明,即使是遭受中、小地磁暴的侵害,钢质油气管道的PSP也会超过管道杂散电流干扰防护标准规定的限值,证明了管道干扰及防护研究要考虑中、小地磁暴的影响。     

雷击特高压交流同塔双回杆塔对油气管道的影响

线路雷击杆塔会对附近埋地金属油气管道产生电磁影响,而雷击杆塔时大部分高能量的雷电流直接经过故障杆塔接地体入地,对管道的阻性耦合最为严重,为此研究了1000kV特高压同塔双回交流线路,雷击杆塔塔顶时对附近埋地金属管道的电磁耦合。通过建立雷击暂态电磁场简化计算模型,计算分析了雷击杆塔时特高压同塔双回线路与管道间距、交叉角,土壤电阻率/杆塔接地电阻,以及雷电流幅值等因素对管道干扰电压的影响规律。