关于新型电力系统部分特点的思考

新型电力系统建设是我国电力行业的重大转型,其需求来源于经济社会发展,其实现依赖于电力系统运行机理的改进。从近10年电力系统的发展历程和阶段性目标分析出发,基于“双碳”目标,对新型电力系统的电源构成、特点及运行模式进行逆向推理和分析,进而分析新运行模式下的部分关键技术需求。指出：为了实现“双碳”目标,电力系统电源构成必须进行巨大调整,特别是在2030年之后;在新型电力系统中,发电侧将以新能源为主体,用户侧将出现大量产销者并呈现大量分布自治的形态,能源互联网将成为新型电力系统的基础支撑,电网调度将主要基于市场化机制实现;新型电力系统的建设在电力电量平衡、系统安全、有源配用电网管控、新能源发电和并网、电力交易和调度等方面迫切需要相关创新技术的支撑。     

基于有限元仿真的土壤直埋电缆中间接头稳态载流量计算

在运行过程中,电力电缆中间接头的温度通常会比电缆本体高,基于电缆本体温升不超过90℃而计算得到的稳态载流量会造成中间接头的损坏。对于土壤直埋直流电缆接头,利用有限元仿真软件构建三维模型对温度和载流量计算准确度较高,同时为简化计算过程,利用二维轴对称模块建立了接头的平面结构,并旋转形成中间接头的三维模型。对土壤中电缆接头和本体的温度和稳态载流量进行仿真计算,由本体确定的载流量会使接头导体温度高于最大长期允许温度值,不利于电缆长期稳定运行。水分迁移使接头周围土壤热阻增大,采用回填沙土可在一定程度上提高中间接头的稳态载流量。     

变电站和馈线单相接地故障处理技术的协调配合

为了进一步缩小发生永久性单相接地时的影响范围,论述了变电站内单相接地故障处理装置与站外馈线自动化装置协调配合的方法。论述了用户分界开关、集中智能馈线自动化和基于合闸速断的分布智能馈线自动化实现单相接地故障处理的原理,定量分析了对供电可靠性的提升效果。介绍了某市电力公司变电站内外协调配合提升单相接地故障处理能力的案例,在市区采用集中智能馈线自动化,在郊县采用分布智能馈线自动化。     

基于坐标变换的凸形 ＴＲＶ 波形参考线及特征参数计算方法研究

高压交流断路器进行短路开断试验,电流开断后断口间将承受标准规定的暂态恢复电压（TRV）,标准规定的TRV参数由参考线和预期TRV标准值来表征。本文提出了一种基于坐标变换的凸形四参数TRV波形参考线及特征参数计算方法,通过对TRV波形数据经过数学变换,由直角坐标系转换到极坐标系下,可以计算得出与TRV波形相切的三条直线,并结合所建立的局部坐标系,应用面积比较法可以得出与TRV波形相切的第四条直线,四条直线组成凸形TRV的参考线,进一步计算可以得出TRV的特征参数。最后,通过算例说明了应用本计算方法可以准确获得凸形TRV波形的参考线及标准值参数,为高压交流断路器在短路开断试验时TRV参数的读取与评估提供了一种新方法。     

计及热老化程度的变压器绕组内线圈短路承受能力评估方法

变压器长期运行过程中,绝缘纸板的力学性能在热应力作用下发生变化,进而引起其短路承受能力的变化。该文对绝缘纸板进行加速老化试验,获得不同老化纸板的力学性能;建立考虑支撑刚度的内线圈有限元模型,分析不同支撑刚度对应的内线圈幅向弯曲应力和屈曲临界载荷;并对1台110kV退运变压器的短路承受能力进行评估和试验。结果表明,纸板老化后弹性模量下降;考虑线圈支撑刚度后,辐向弯曲应力和临界载荷分别为直梁模型为两铰支圆弧拱模型计算结果的1/5和1/4;随着线圈的老化,弯曲应力的安全系数提高,临界载荷的安全系数降低,表明老化变压器出现屈曲的可能性增大。研究结果可为老化变压器短路承受能力评估提供重要依据。     

基于输入-状态稳定性理论的双馈风机稳定性分析

近年来风电机组装机容量增长迅速,评估其对故障后电力系统的电压稳定性的影响具有重要意义。本文基于与输入—状态稳定（Input-to-State Stability, ISS）理论等价形式的积分—积分估计提出一种稳定性量化评估方法,对含双馈型风机的电力系统稳定性进行量化分析。该方法的优势是既能考虑外部扰动的幅值信息,又能包含其随时间波动的信息。本文首先基于子系统的量化评估结果,根据小增益定理,提出系统层面的稳定性量化评估准则;然后,利用所提出的量化稳定性评估方法对含双馈型风机的电力系统进行量化稳定性评估;最后,建立含双馈型风机的电力系统仿真模型,通过时域仿真验证了量化稳定性分析方法的有效性。     

一种新的黑启动子系统恢复路径模型及算法

黑启动分区方案确定后,快速恢复各分区机组的供电是黑启动系统进行网络重构和负荷恢复的基础。该文针对如何构建安全可靠的黑启动恢复网络问题,提出基于线路无功及操作时间的无功时间矩概念,其可同时考虑线路的空载无功容量及线路的合闸时间;建立了基于无功时间矩最小和有功负荷恢复最多的黑启动网络优化数学模型,并通过引入选中线路为变量,将对数学模型的求解变为0-1整数规划问题;利用Hopfield神经网络构造了一种能够考虑各种网络约束条件的能量函数,求解该能量函数便可快速确定最优启动路径。选用IEEE—10机39节点系统对路径搜索算法进行验证,结果表明,该文所提算法的求解过程简单,可较好地满足黑启动路径方案的可靠性及恢复时间的要求。     

有限长有损线路一端开路时传输线方程的解析解

通常使用传输线方程来分析输电线路上的电磁暂态过程。文章讨论了在线路一端开路、另外一端施加阶跃直流电压时传输线方程的解析解,讨论中考虑线路电阻。文章利用了2种方法：基于分离变量法求解偏微分方程、基于留数法进行拉普拉斯反变换。研究所得解析解是以三角函数表示的级数,各次谐波为驻波,可转换为前、反行波形式。2种技术路线截然不同的方法得出完全相同的公式。     

柔性温度传感器研究进展

通过对比国内外研究状况,对现阶段常用的柔性基底作了简单介绍,并从制作材料及结构、传感器与柔性衬底材料的结合方式、应用现状等方面介绍了柔性温度传感器,并对柔性温度传感器今后的发展趋势进行了展望.