基于电流相角突变量方向的有源配电网保护

随着分布式电源(DG)的大量接入,配电网的结构由传统的辐射型改变为多端电源系统。由于DG出力的随机性,传统的基于电流幅值的保护方案很难整定。通过研究故障前后电流相角的变化,得出了电流相角突变量方向与故障位置的关系,并由此提出一种新的电流纵联方向保护方案。由于该方案只利用电流信息,避免了安装电压互感器。对于规模巨大的配电网,具有经济性。由于只需传输判定结果,降低了对通信通道的要求。最后,通过仿真分析,对保护方案进行了验证。     

基于网络结构的暂态势能分布机理分析

深入研究暂态能量在网络中的分布变化规律,可以为电力系统稳定预测,电力系统脆弱环节的识别,以及电力系统的监测、控制装置在网络中的合理布点提供依据。文中通过分析等值两机系统受扰动后支路相角差、电压以及暂态势能的分布变化规律,揭示三者之间的内在联系,并从几何角度证明了支路相角差的变化与网络结构的关系。分析显示,支路势能的分布与相角差的变化是吻合的,在系统受扰动后而使其功角逐渐拉开的过程中,能量并不是均匀或按比例地分布在各支路中,而是随着稳定程度的逐渐恶化,越靠近振荡中心,单位长度电抗暂态势能分布越多,稳定裕度越小。当系统失稳时,包含振荡中心的支路暂态势能分布趋于无界;而所有不包含振荡中心的支路,其势能分布均为有界。对于多机系统网络,能量的散播仍主要取决于网络的拓扑结构和参数。仿真结果验证了所提方法的正确性。     

基于虚拟αβ静止坐标系的相角测量算法

根据离散傅里叶变换算法在异步采样条件下产生相角误差的机理,利用αβ静止坐标系中正序相量的2种表示形式,构建具有2个反相β轴的虚拟αβ静止坐标系,提出了一种将3个数据窗离散傅里叶变换结果乘以不同系数后合成的相角测量新算法。该算法能有效地削减传统离散傅里叶变换相角测量误差中的动态部分,再经由固定补偿,得到精确的相角测量结果。仿真结果表明,该算法准确度高、运算量小,具有良好的实时性。     

准同期并网中小容量发电机组频率不稳定性研究

从并网必须具备的3个条件入手,研究频率差和相角差的关系,阐述合闸相角差不满足条件时对系统的影响。在自备电厂中,由于发电机组的功率较小而负载较大,并网瞬间其频率会出现一定的波动,造成原本适合并网的频率差和相角差条件发生变化,影响并网的顺利实现。针对小容量发电机组频率易波动的情况,提出了基于ARM LPC1752芯片的硬件设计方法,通过改变采样间隔,实现了对发电机频率实时监测与调整,保证其与电网间的频差更小,使合闸时冲击电流更小。     

泄漏电流相角变化特征与绝缘子运行状态的相关分析

绝缘子运行状态直接关系着输变电线路的安全运行。由于泄漏电流贯穿绝缘子运行始终,其能直接反映绝缘子表面状态及放电特征,故可利用泄漏电流相角变化特征对典型污湿运行环境下绝缘子运行状态进行评估研究。以硅橡胶复合绝缘子为试样,在人工大气模拟实验装置内模拟典型污湿环境,盐雾电导率为1.0～5.0mS/cm,相对湿度为70%～100%,环境温度为25～40°C。当施加30kV工频交流电压后,采用数据采集卡装置采集流过绝缘子表面的泄漏电流,采样率为22.05kHz。通过快速Fourier变换(FFT)分析了绝缘子表面运行状态的泄漏电流相角变化,建立了泄漏电流与运行电压的相角差及其变化规律与相对湿度、环境温度和污秽等级的对应关系。结果表明:随着相对湿度的增大,相角差呈现减小的趋势,并在相对湿度达到100%时呈现骤减的特征;随着环境温度的升高,相角差呈现缓慢减小的特征;随着污秽等级的提高,相角差呈现减小的趋势。泄漏电流的相角变化特征可以用于绝缘子运行状态监测及污湿等级划分,从而提高户外绝缘子运行的可靠性与准确性。     

配电网合环信号相角差的评估方法研究与仿真

为了提高配电网合环操作质量,避免配电线路出现过流保护误动,确保配电网的顺利运行,研究配电网合环信号相角差的评估方法,为配电网合环操作提供理论基础。分析10 kV配电网合环转电影响因素,利用叠加定理塑造配电网合环等值电路,给出配电网合环信号相角差运算条件,分析并获取配电网电压向量取值范围,得到不同合环方式母线电压相角差评估过程,获取夏大、夏小两种情况下不同合环方式的相角差分布结果,以及不同情况下的合环方式和合环运算采取的母线电压取值方案。仿真实验结果说明,所提方法具有较高的配电网合环信号相角差评估准确度,稳定性较高,提高合环操作的成功率。     

基于熵权AHP法的转动式交流接触器合闸相角优化

利用自行研制的基于Labview的转动式交流接触器动态特性测试装置对转动式交流接触器的动态过程参数进行了测试,在此基础上将熵权理论和改进的层次分析法有机结合,利用其对接触器的合闸相角进行了优化设计,获得了各个不同合闸相角下接触器综合性能的评价结果及最优合闸相角。从而为进一步研究、分析转动式电器的动态特性,提高其性能指标提供了一种新的分析方法。     

用相角差法判断金属氧化物避雷器性能优劣的研究

金属氧化物避雷器在长期承受系统电压作用时会产生老化,导致阻性电流增加使其发热性能变差,所以需要定期对其性能进行检测,为此国内外学者提出了各种判断避雷器性能优劣的方法。笔者在分析避雷器工作原理的基础上,根据实际经验提出了用相角差法判断金属氧化物避雷器性能优劣的新方法。实验表明该方法能够更清晰、准确和方便地对避雷器性能优劣进行判断。     

谐振式无线电能传输系统恒功率输出特性研究

在无线充电过程中,电池阻值的变化会引起输出功率的波动,从而减短电池寿命,影响充电安全。针对磁耦合谐振式无线电能传输变负载系统,通常是在接收端加入控制电路使输出功率稳定,但这增加了用电设备的体积。因此,文中提出了基于反射阻抗原理的2种恒功率控制策略：Sepic电路恒功率输出控制策略和移相控制恒功率输出控制策略。首先分析了负载电阻对输出功率的影响;然后分别推导了Sepic电路驱动信号的占空比、移相控制中驱动信号的移相角与输出功率的关系,给出了恒功率控制策略的原理;最后通过Matlab/Simulink搭建仿真模型,验证了文中理论分析及所提控制策略的正确性。仿真结果表明,2种控制策略均能有效实现恒功率输出。     

电气监控系统（ECS）在600MW机组的实现与应用

介绍了一种基于GPS高精度全网统一时钟的稳态相角测量的硬件方案。该设计采用模块化结构,由两个（或多个）过零点时标生成模块和一个中心处理模块组成,利用过零点时标生成模块为电压过零点打上精确的时间标签,并上传到调度中心,由中心处理模块对上传的一系列时间信息进行处理,计算出电压的稳态相角。可与目前的调度自动化系统配合使用实现电力系统的稳态相量可观,具有安装和调试方便、传输信息量小、速度快、抗干扰强、测量准确等优点。