超导电力设备失超对电力系统的影响

超导体失超会影响超导电力设备的运行，是超导电力技术实用化的一重点问题，总结了超导体失超研究方面的成果，主要包括失超原理，失超传播特性及失超检测几个方面，并以超导电力设备和常仙电力设备并存的超导电力系统为基础，从正反两方面详细分析了超导电力设备失超对系统的安全、稳定、经济运行的影响，介绍了超导储能，超导变压器，超导发电机的设备级失超保护方法，并就未来超导电力系统失超研究提出了参考性建议，只要采取适当的措施，超导电力设备失超不会给电力系统带来很大损失。     

超导磁储能系统的失超检测及保护综述

超导储能磁体的失超是超导电力设备技术实用化有待深入研究的一个重要问题。笔者综述了超导储能磁体的设备级失超检测及保护方法,并提出了参考性建议。     

基于MgB2的新型电阻型超导故障限流器的研制和性能分析

超导故障限流器对限制短路电流和短路容量具有重要的研究意义。文中基于MgB2的特性,采用先变形后退火的方法,并利用特制高温玻璃纤维进行绝缘,在退火处理后再通过环氧树脂胶黏剂固化,研制了一台小体积电阻型超导故障限流器样机。同时通过液氦和氦气冷却,对其性能进行测试;通过建立电阻型超导故障限流器的一维热传导模型和电路方程,对其动作特性进行仿真。测试和仿真结果表明该样机限流效果明显,限流百分比可达44%以上,然而限流器的失超长度、超导线材温度和失超电阻随着时间呈非线性变化且限流器的线材并未全部失超。失超恢复时间约为1.5s,可通过交替连接方式满足重合闸需求。最后针对10kV电力系统,提出了MgB2的小体积电阻型超导故障限流器工程设计原理,并分析了其在工程应用中的可行性。     

超导储能装置用于改善暂态电压稳定性的研究

建立了超导储能装置(SMES)在暂态电压稳定性分析中的简化数学模型.SMES经双桥系统的电流源型换流电路与电力系统相连.研究了具有快速响应特性的SMES在提高电力系统暂态电压稳定性方面的作用和其无功控制策略,以及采用不等触发角控制时的控制原则.在Matlab平台上编制了暂态仿真程序,对典型3机10母线系统进行了仿真计算.仿真结果表明,超导储能装置安装在动态负荷处,采用无功-电压控制方式能够有效地提高系统的暂态电压稳定性.     

超导限流器对电力系统继电保护和暂态稳定的影响

电力系统的高速发展导致了系统短路电流水平急剧增加,超导限流器SFCL(Superconducting Fault Current Limiter)是目前最理想的限流装置.本文详细介绍了含有超导限流器的电力系统的功率特性,并利用等面积准则分析了系统暂态过程,在理论上解释了超导限流器对电力系统暂态稳定的影响;由于超导限流器在电力系统中应用会对继电保护产生影响,尤其是对于距离保护影响较为明显,本文后部分详细分析了超导限流器对距离保护的影响,提出了新的整定方法,最后通过仿真实例对新的方法进行了验证.     

超导电感储能高功率脉冲技术及其仿真研究

提出了利用超导磁储能系统(SMES)来提高电力系统稳定性、提供紧急备用电源和实现新概念武器脉冲电源的“一机三职”功能的基础上,研究了一种基于超导电感储能系统和超导开关的脉冲功率成形技术,探讨了超导脉冲功率技术需要解决的重要基础问题;并根据超导电感储能系统及超导开关特性,提出了超导磁体和超导开关的理想结构,设计了一种脉冲成形网络模型;通过控制外加电流触发超导开关失超来控制超导开关断路,实现高密度无损耗储能、可控脉冲整形,并在电阻负载下,进行了脉冲成形回路放电仿真实验,得到了较理想的脉冲功率输出。     

超导储能提高电力系统暂态稳定性理论探讨

超导储能装置（Superconducting Magnetic Energy Storage devices,SMES）现已在电力系统中获得了越来越多的应用。对储能装置串并联接入系统的2种情况进行分析,通过理论推导得出了储能装置的加入可以提高线路输送容量以及提高系统暂态稳定裕度的结论,探讨论证了储能技术提高电力系统暂态稳定性的理论依据。最后,在四机两区域系统上,进行了仿真研究,验证了超导储能装置在改善电力系统暂态稳定性,抑制系统振荡方面的效果。     

超导技术的发展及其在电力系统中的应用

超导技术在电力系统的应用是21世纪电力科学技术最具发展潜力的应用之一,文章回顾了超导技术的最新发展,重点介绍了已经或者正在商品化的超导电缆,超导变压器,超导电机,超导限流器,超导储能器等超导电力设备及其在电力系统中的应用和应用的突破方向。     

超导电力技术的发展与超导电力装置的性能检测

充分利用国内各种优势资源开展超导电力技术的研究与开发,对于提高我国电力设备行业在国际市场上的竞争力及电力系统的技术经济性能均有重大的意义。基于对国内外超导电力技术及超导电力装置的充分调研,概括了超导电力技术的研究现状,归纳了超导电力技术中的关键课题,即超导电力装置;超导电力系统的协调运行与系统理论研究;超导电力系统中的在线监测与控制策略;超导电力相关学科的基础研究。指出了未来超导电力装置的研究重点,并给出了具有代表性的超导电力装置的试验、检测内容和性能检测方法,迈出了超导电力装置性能检测方法与规程研究的第一步。     

高温超导线圈在工频交流下的失超判断

运行于电力系统中的超导电力装置可能会遭受交流过电流故障,从而导致超导态转变到常态(失超),因此检测失超是超导电力装置实际应用的重要基础。然而在交流工作条件下,超导线圈产生很大的电感电压,其幅值远大于超导线圈失超后的常态电阻电压,给失超判断带来困难。笔者应用超导线圈在交流下电感电压和电阻电压的相位变化关系原理,经过实验研究,提出了基于相位变化的超导线圈在交流下的失超判断方法,为超导线圈在交流下的失超检测提供了新的技术途径。     

Simulation and transient analysis of conventional and advanced aircraft electric power systems with harmonics mitigation

This paper presents the simulation and transient analysis of conventional and advanced aircraft electric power systems with harmonics mitigation. Complete modeling of aircraft electric power systems is proposed. The conventional aircraft electrical power system is analyzed considering equivalent passive AC and DC loads under transient and steady-state operating conditions. The electric power source is simulated to ensure constant frequency and voltage which meet the aircraft electrical standards for all loading cases. To mitigate the harmonics generated by the converters, passive input filters are designed to keep THD values within the standard limits. Furthermore, the advanced aircraft electrical system is simulated and analyzed under the same electric power source and loads. The results are compared to those of the conventional aircraft electric power system.     

相控开关技术在电力机车自动过分相中的应用研究

同步选相分合闸即相控开关技术能够根据不同负载特性控制断路器在电流或电压的特定相位完成分、合闸。利用此项技术解决电力机车自动过分相时开关转换过程中产生的过电压和涌流问题,从理论分析及仿真验证两方面证明,同步分合闸可以有效地缓解暂态过程对电力系统及机车设备的冲击,避免过电压、过流造成的牵引变电所保护跳闸,提高了系统电能质量及电气化铁路的运行可靠性。     

储能技术及其在电力系统稳定控制中的应用

基于储能原理的稳定控制装置通过向电力系统提供系统不平衡有功和无功功率的补偿可以有效地提高交流输电系统的稳定性。详细分析了这类控制装置的工作原理,并建立了其数学模型。在此基础上,进行了特征值和时域仿真分析,以探讨其工作特性。作为应用实例,较详细介绍了两种基于不同储能原理的电力系统稳定控制装置,一种是基于超导磁储能原理的电力系统稳定控制装置;另一种是基于飞轮储能原理的电力系统稳定控制装置。基于超导磁储能原理的电力系统稳定控制装置由超导磁体、电力电子变换装置和相应的控制系统组成。文中研究了该装置向小扰动情况下的大型互联电力系统低频振荡提供阻尼和在大扰动情况下增强系统暂态稳定性的能力。此外,还介绍了作者研制的基于超导磁储能电力系统稳定控制装置的样机,并在实验室环境下进行了控制装置的特性试验。对于基于飞轮储能的电力系统稳定控制装置,介绍了控制装置的基本原理和系统构成,并用数字仿真的方法对其工作特性进行了分析,得到了满意的结果。     

考虑接地导体时500kV开关场内的工频电场

为了深入研究变电站内工频电场在有无考虑站内电气设备接地体影响时的分布情况,推导了计算开关场内工频电场的三维模拟电荷法,以500 k V变电站为例,对变电站500 k V开关场及各类电气设备的接地体进行模型建立与工频电场分布的计算分析。首先,通过仿真结果与实测结果的对比,验证所建模型的正确性;然后分析了变电站站内有无电气设备接地体影响时的工频电场分布情况。文章方法为考虑接地体影响时站内工频电场的计算与分析提供了一种有效、快捷的途径。     

超高海拔光伏电站低电压穿越测试系统设计关键技术

西北高海拔地区太阳能资源丰富,大规模光伏电站并网影响西北电网安全稳定,低电压穿越能力是光伏电站可靠接入西北电网的重要指标。海拔超过4 000m的超高海拔地区开展光伏发电系统低电压穿越能力测试需要解决测试装备的频繁操作过电压与高原电气设备绝缘配合等问题,防止出现绝缘放电事故。测试系统的绝缘放电问题既取决于投切电抗器产生的高频过电压,也与狭小空间内设备布置结构优化设计相关。首先结合光伏发电低电压穿越试验系统,提出了超高海拔地区光伏电站低电压穿越测试装备设计方法,并针对影响瞬态过电压的因素进行了理论分析,提出了抑制试验过程中过电压的有效措施。通过有限元分析方法对车载空间内部的电场强度进行校核,保障超高海拔环境下车载狭小空间结构设计不出现绝缘放电风险点,保障了设备的电气绝缘安全。设计方案成功应用于海拔超过4 000m地区的低电压穿越测试系统,并开展多个电站低电压穿越测试。     

电力系统数字仿真技术的现状与发展

电力系统数字仿真已成为电力系统试验研究、规划设计和调度运行的重要工具。文中介绍了电力系统仿真技术的现状，讨论了现有电力系统数字仿真软件和系统的发展趋势。认为随着电力系统的发展和FACTS等新技术的应用，电磁暂态与机电暂态混合仿真、全过程动态仿真和大规模实时仿真系统将是我国电力系统仿真技术的主要发展方向。     

飞机高压直流电力系统的发展

20世纪下半叶电工科技的发展使飞机用电设备发生了很大的变化,要求飞机电源和配电系统相应地变化,270V飞机高压直流电力系统在解决了无刷电机电能变换和无触点电器等关键技术后诞生了。F22和F35先后应用270V高压直流电力系统表明该系统已趋成熟并将在21世纪得到更大的发展。     

次同步振荡中暂态能量流与电功率和阻尼转矩的关系

暂态能量流法是一种新的振荡分析方法,可用于多种振荡的扰动源定位和阻尼评估。文中进一步研究了其在次同步振荡中的物理意义。推导了暂态能量流与次同步功率、超同步功率之间的关系,暂态能量流的能流功率正比于超同步功率和次同步功率之差。在含串补的次同步谐振系统中,电阻可能消耗或产生暂态能量,产生暂态能量时即为负阻尼,电感和电容表现为零阻尼,但会通过改变线路电流而极大地影响电阻的阻尼特性。通过比较暂态能量流与电气子系统阻尼转矩系数,验证了上述推导的合理性。最后,在不同算例中的仿真结果验证了结论的有效性。     

基于用电效用与电器参数特征化的用户侧节能自趋优方法及其应用

用户侧管理节能是智能电网实现节能减排的重要环节,如何在保障用户用电体验的同时实现能源高效利用是用户侧能量管理系统的核心问题。理论分析上,基于用电效用的概念与电器参数化分析方法提出用户侧节能自趋优方法:引入效用函数作为评价用电满意度评价指标,并改进电器用电效用分级评价方法;基于自趋优思想提出用电侧节能自趋优优化思路;结合电器运行参数化思想提出电器运行节能指标的挖掘方法,包括电器运行状态自识别与用电需求挖掘;技术实现上,以时间扰动型电器为例,探讨用户侧节能自趋优方法理论的应用与电器特征参数化的技术实现方式;工程应用上,在广州某办公楼建设智能用电环境并部署节能策略,运行结果验证了该文方法在规模化工程应用方面的可行性与有效性。