透明电网理论框架与关键技术

构建适应大规模、高比例新能源的新型电力系统,支持实现碳达峰、碳中和发展目标,是能源电力行业的全局性变革举措;透明电网作为“互联网+智慧能源”的高级形态,在支撑能源转型、促进新型电力系统发展方面具有重大价值。本文提出了透明电网能源生态圈概念,梳理了透明电网的主要业务需求、目标愿景、基本特征,规划了透明电网的发展蓝图;阐述了透明电网关键科学与技术体系,包括增量科技创新要素、涉及的理论与科学方法,进而研判了透明电网关键技术与基础装备所需的感知层、网络层、平台层、应用层技术。研究建议,以“透明电网新基建”为核心,推动能源低碳转型,构建安全高效的现代能源体系;开展小微智能传感器、对接国家工业互联网的软件系统、智能装备、数据驱动的电力增值服务科技专项攻关,尽快形成透明电网关键技术与装备体系。本研究突出了透明电网在实现资源优化配置方面的关键作用,可为电力市场驱动的电力能源生态圈研究提供基础参考。     

考虑暂态稳定紧急控制的扩展等面积法

本文提出了考虑暂稳紧急控制的扩展等面积法(EEAC)的改进算法,涉及的紧急控制措施包括:快关汽门、电气制动和切机。本文的方法能够有效地处理在紧急控制作用下的故障电力系统的第一摆和第二摆暂稳分析问题,可以应用于在线或离线的快速暂稳分析和紧急控制快速估算、设计整定和校核。两个实际系统模型的仿真计算验证了本文算法的正确性及良好的精度。     

电气制动暂稳控制的快速估算

本文基于扩展等面积法(EEAC)的单机无穷大系统动态等值思想,提出了电气制动暂态稳定控制的快速估算算法。其内容包括:为保证第一摆稳定而应投入的电气制动控制量及持续时间;以及防止出现过制动而进行的第二摆稳定性校核。二个实际系统的仿真计算及一个三机系统的动模实验研究验证了本文算法的正确性。     

换流变压器和应涌流的正序二次谐波特性分析

近几年,南方电网发生了多起因换流变压器空载合闸而导致运行极直流50 Hz保护误动事故。事故主要原因是运行换流变压器的和应涌流含有大量正序二次谐波,流经换流器转化为50Hz分量。文中分析了交流系统电压以及直流输送功率等运行工作点改变引起换流变压器分接头挡位、滤波器投切组数的变化,进而影响和应涌流正序二次谐波的规律;从同塔双回直流线路的极性布置、电流极性等耦合影响因素分析换流变压器和应涌流的正序二次分量在运行线路上的不平衡性。为防止直流50Hz保护误动,建议提高直流接入交流系统的强度,适当抬高换流站交流母线电压,限制运行极直流的输送功率。同时,应重点关注同塔双回直流另一回同一极性的换流变压器的和应涌流。     

广域测量系统中PMU的通信方案

在基于数字信号处理器（DSP）和高速AVR系列单片机的双CPU协调工作的同步相量测量单元（PMU）研究开发的基础上，进行了其通信方式的研究。PMU内部DSP与AVR单片机之间采用串行外围接口（SPI）实现高速可靠通信，以便AVR单片机完成瞬时数据和相量数据的记录、显示和通信，实现PMU独立运行；PMU与现场工控机之间采用通用串行总线(USB)接口传送瞬时数据和相量数据，实现局域分析和控制；以控制器局域网（CAN）总线和工业以太网技术相结合的通信方式把相量数据传送至测量中心实现全网分析和控制。     

交换机延时可测技术在配电网差动保护中的应用

为达到配电网故障快速定位切除隔离,电流差动保护是适应应用场景极强的不二选择,但其要求配电网的保护业务信息具有可回溯拉齐同步的能力,即可追溯报文发生时刻,以适应电流差动保护的计算数据要求.主要工作如下:对基于电流差动保护原理的配电网保护控制技术进行业务报文传输时延敏感性分析,得出敏感时间约束指标;其次,对时延产生的各个环节及其影响进行分析评判;然后基于各个环节的时延特性,研究了相应的基于交换机延时可测时延的计算方法,并进行方法设计;最后,对时延数据的报文载体和采样回溯同步的时间约束作了说明.方案具有可行性和应用价值.基于电流差动保护原理的配电网保护控制技术,结合不依赖于外部时钟对时的交换机延时可测技术,可实现配电网保护控制的可靠性和速动性的统一性,且不会受外部时钟设备的影响.     

智能变电站通信网络虚拟局域网建模与优化配置方法

目前虚拟局域网(VLAN)的配置主要由人工完成,工作量大,且缺乏统一的标准和评价指标,容易出现人为错误,给保护控制系统的可靠性带来隐患。分析了VLAN优化配置的约束条件,并基于智能变电站通信网络拓扑结构和设备间报文订阅关系等建立了VLAN配置的通信网络模型。结合VLAN模型,提出了报文最短路径的计算算法,进而实现了VLAN的自动配置与优化。以某实际智能变电站的VLAN优化配置为例,将所提优化方法与现有优化方法进行对比分析,结果证明了所提方案的有效性和实用性。     

配网接线方式对供电可靠性影响分析

不同配网接线方式对供电可靠性影响不同,它们在环网率和原件故障率上影响可靠性.为此,介绍了可靠性分析的一种解析方法:网络等值法,并给出相关等效公式.在Billinton基础参数源的基础上,结合广东某地区的设备运行参数计算出适合当地情况的一套基础参数,在此参数基础上定量分析该地区的单辐射、单联络和分段两联络三种典型接线方式对可靠性的影响.分析结果表明,环网率越高,供电可靠性也相对较高,但环网率过高,供电可靠性也因开关设备数量增加而受影响.     

异步电动机故障电流分析及保护

本文简要地分析了三相异步电动机故障情况下电流的各序分量，在此基础上，提出了一种以反映故障电流序分量为原理的异步电动机保护新方法，并研制出ＭＲ─１型异步电动机综合保护装置，该装置能够有效判别各种故障类型及故障程度，可实现对电动机运行的有效保护。