本刊信息2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.001
Abstract:
能源安全事关经济社会发展全局,近年来针对电网的蓄意攻击和灾害事件频发,在国际冲突中电力系统成为被攻击的重要目标。为了增强电网抵御蓄意攻击和灾害的能力,保障国家能源基础设施安全运行,提出一种面向抗毁能力提升的供电网网架拓扑 Steiner最小树规划方法。首先,针对网架规划问题设计了电网结构强度指标和运行脆弱性指标,并以网架强度、网络连通性以及网络运行状态等为上层目标,以线路投资费用、节点建设费用和网损费用等指标为下层目标构建了双层规划模型;其次,以复杂网络理论为基础,构建电网网架拓扑映射模型,根据节点的负荷需求以及容量需求划分电网网架的重要区域和重要节点;然后,将电网网架规划问题转化为区域Steiner树问题,在区域内增设节点,重新规划重要区域内的网架结构;最后,将启发式算法和数学规划问题相结合,利用人工鱼群算法进行优化求解。通过采用 39节点的电网网架结构进行仿真验证,计算结果表明,所提方法可以提升 64.60%的电网网架结构强度,降低 71.38%的运行风险。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.002
Abstract:
油中溶解气体分析 (dissolved gas analysis,DGA)是评估变压器运行状态的重要指标,其异常变化可预示存在潜在故障。针对变压器监测数据信息冗余、缺失及孤立噪声等问题,提出一种基于特征提取和凝聚式层次聚类(agglomerative hierarchical clustering,AHC)的变压器数据异常检测方法。首先,对DGA中的气体浓度数据中的缺失数据采用均值插补修正,进行 Z-score归一化处理;其次,采用改进滑动窗口策略与时间序列变换 (time series transformation,TST)算法对数据进行特征提取并形成特征矩阵;最后,采用基于密度的 AHC方法进行聚类,根据聚类结果对变压器运行状态进行综合分析。实验结果显示,该方法对变压器运行状态异常识别的准确率可达98.91%,相较于 Fixed-TST 算法和 k-近邻(k-nearest neighbor,kNN)算法分别高出 11.06个百分点与 8.50个百分点,表明该方法能够有效提取关键特征,降低数据的复杂度,为变压器故障预警提供一种分析方法。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.003
Abstract:
为提升配电网接地故障主动降压消弧方法的适用性与可靠性,解决故障转移技术与电力电子器件有源消弧技术在消弧效果和成本控制上存在的固有矛盾,提出了基于 Dy型变压器线电压馈入的配电网接地故障主动降压消弧方法。利用 Dy型变压器二次侧线电压在接地故障前、后不变的特性,通过投切变压器二次侧对应线电压馈入开关,将故障相的反向电压馈入中性点,主动降低故障电压,实现接地故障降压熄弧。同时,进一步分析了配电网接地变压器内阻抗造成中性点馈入电压的偏移特征,通过优化选取变压器分接头变比,实现变压器馈入电压与故障相电压的相位补偿,消除了接地变压器内阻抗产生的馈入电压相位偏移影响。为验证所提方法的有效性,在PSCAD 仿真环境中搭建典型配电网接地故障模型进行实验分析。仿真结果表明,基于 Dy型变压器线电压馈入的配电网接地故障主动降压消弧方法能有效降低故障电压,消除接地故障残流,实现接地故障可靠消弧。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.004
Abstract:
在分布式电源广泛接入的情况下,为满足网络径向拓扑约束,考虑配电网拓扑限制等其他约束条件,提出基于 K-NN混合遗传算法的配电网重构方法。首先,以最小网损、负荷平衡和最少断路器动作次数为目标函数,在潮流方程、负载平衡、电压上限、功率上限等约束条件下,构建配电网重构的数学模型。然后,利用 k-NN算法确保在交叉和变异中染色体始终满足配电网径向拓扑约束。最后,建立基于 k-NN算法的混合遗传算法进行数学模型的求解,实现配电网拓扑重构。仿真算例表明,所提出的方法能完成重构方案的求解,具有一定的适用性。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.005
Abstract:
针对传统的含分布式光伏的主动配电网调度未能充分挖掘分布式光伏出力预测的历史数据,提出一种基于季节性自回归积分滑动平均 (seasonal autoregressive integral moving average,SARIMA )区间预测模型的主动配电网日前 ?日内两阶段优化调度方法,建立分布式光伏出力预测与配网优化调度之间的仿射调节关系。首先,利用分布式光伏出力的历史数据构建基于 SARIMA 预测置信水平的光伏出力区间边界,形成不确定性优化问题的寻优区间;然后,通过建立置信区间与决策变量之间的仿射机制,构建配电网的日前 ?日内两阶段的优化调度模型,并通过对仿射变量进行线性松弛转化为混合整数规划问题求解;最后,通过改进的 IEEE 33节点系统验证了所提方法的有效性,对比了不同置信度下的系统运行成本。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.006
Abstract:
随着大规模新能源的不断接入,电网和配电网的规模不断扩大,由于电网中含有大量电力电子器件,传统的小电流接地系统故障选线方案难以保证选线精度。为解决这一问题,首先分析了含储能电站的主动配电网发生单相接地故障时的故障特性,即储能电站充、放电时不同的故障特性和谐振接地系统单相接地故障电流的分布特性,提出了基于储能电站控制策略的主动注入特征电气量的故障选线方法;然后详细分析和研究了适用于高精度故障选线的注入量频率选择方法,包括储能电站的控制策略及其参数选取原则;最后提出了基于零序电流中的10 Hz分量的选线判据。PSCAD/EMTDC 仿真验证了储能电站控制策略的有效性、故障选线理论的正确性和方案实施的有效性。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.007
Abstract:
由于微光伏的出力具有波动性和不确定性,其接入会对配电网的负荷特性产生影响。针对该问题,提出一种高渗透率光伏微发电配电网静态负荷弹性建模方法。首先,采用基于向后扫描的三相不平衡潮流算法,通过弹性概念处理静态负荷模型的变化。同时,考虑住宅负荷的弹性变化范围,采用随机变化的方法,并使用基于高斯正态分布的蒙特卡罗方法进行随机计算,得出每条母线的电压幅度和相位。此外,设置一组情景,以便对不同季节 、星期和一天内不同时间段进行评估。研究结果表明,在夏季中午时段,由于光伏发电的高渗透率及其出力特性,配电网容易出现电压过高的现象;而在冬季夜晚高峰负荷期间,由于负荷需求增加,电压可能接近甚至降至可接受的最低限值。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.008
Abstract:
为解决电力线通信信道开放性所面临的非法窃听问题,针对电力线窃听信道,从物理层安全角度出发,提出一种加入人工噪声的载波索引正交频分复用 (artificial noise added orthogonal frequency division multiplexing with index modulation,AN-added OFDM-IM )物理层安全传输方案。在该方案中,索引比特仍用载波状态进行传输,调制比特仍通过激活载波传输,而空闲的非激活载波将传输根据合法线路间信道状态信息所生成的人工噪声;推导了该方案在电力线信道下的安全传输速率,并对多种情形下网络的安全速率和误码率进行了仿真,仿真结果显示该方案不仅能提高电力线网络的安全性,还能保持较好的误码率。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.009
Abstract:
日负荷数据聚类是实现用户用电特性分析的重要方式。用于聚类的降维采样数据的指标权重会影响聚类结果,因此提出一种基于 CRITIC 赋权的奇异值分解 (singular value decomposition,SVD)降维方法 C-SVD与改进加权模糊 C均值聚类 (fuzzy C-means,FCM)算法相结合的日负荷数据聚类方法,同时针对传统 FCM易受初始聚类中心影响的问题,提出一种自适应确定初始聚类中心的密度 ?距离中心点选择 (density-distance centersr selection,DDCS)方法。首先,采用 SVD对负荷数据进行降维处理;其次,使用 CRITIC 赋权法对降维指标进行权重配置;然后,使用 DDCS法确定初始聚类中心;最后,使用加权 FCM算法对负荷数据进行聚类。仿真算例表明,与传统方法相比,所提方法鲁棒性强,能够明显提升负荷数据聚类结果的准确性。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.010
Abstract:
电动汽车 (electric vehicle,EV)换电站(battery swap station,BSS)是快速供能站,解决 EV能源需求并支持电力系统调频服务。针对 EV调度和参与电网调频等问题,提出一种考虑用户换电自适应模型的两阶段电动汽车换电站调频优化调度策略,旨在提高换电站经济性。首先,设计换电站电池交换的价格机制模型,根据电池的剩余电量(state of charge,SOC)、电池健康状态 (state of health,SOH)和用户满意度建立换电自适应模型。然后,建立BSS集群参与频率调节 (frequency regulation,FR)的模型,并制定两阶段运行策略。日前策略着眼于最优运行经济性,安排电池充电计划和调频计划,包括换电站可调容量计算和电池组的功率分配;日内策略基于实时数据的 FR信号功率分配决策来保证电池交换服务与 FR服务的协调,以净收入最大化为目标。仿真表明,该策略在保证换电需求的同时,有效提升运行经济性。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.011
Abstract:
随着传统化石能源面临枯竭的问题日益加剧,使用太阳能进行光伏发电成为世界各国能源结构调整的重要方向,如何进一步提高光伏发电功率的预测精度成为亟待解决的问题。为提高光伏功率短期预测的准确性和可靠性,提出一种耦合太阳辐射预报模式系统 (weather research and forecasting model for solar energy,WRF-Solar )及辐照度订正的光伏短期预测模型,先使用 WRF-Solar 进行动力降尺度天气数值预报,得到包含辐照度等在内的未来气象因子,再利用随机森林对预报辐照度进行订正,在此基础上运用长短期神经网络、反向传播神经网络和逐步聚类分析建立光伏功率短期预测模型,利用某 40 MW光伏电站的实际运行数据进行模型对比分析。结果表明,使用随机森林模型订正后的辐照度更接近真实值,平均绝对误差率下降了 56.06个百分点;与另外 2种模型预测结果对比发现,长短期神经网络模型预测效果最好,平均绝对百分比误差降低了 4.13个百分点,说明组合模型能够进一步提高功率预测的精度。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.012
Abstract:
直驱风电机组控制系统与弱交流线路间因动态相互作用易引发次同步振荡。为此,提出了一种基于双锁相环补偿电流的次同步振荡抑制策略。通过推导系统的传递函数模型,分析了风机控制系统与交流线路间相互作用对并网系统稳定性的影响,揭示了系统的次同步振荡机理;在传统附加次同步阻尼控制 (sub-synchronous damping controller,SSDC)的基础上,考虑锁相环相角扰动,通过双锁相环在风机网侧变流器 (gride side converter,GSC)电压外环控制系统中引入补偿电流,以削弱风机 GSC与交流线路间引发次同步振荡的相互作用,从而抑制次同步振荡。仿真结果验证了所提方法在电网强度变化与风速变化工况下的抑制效果。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.013
Abstract:
近年来,风力发电的迅速发展使电力系统运行状态日益复杂,次同步振荡 (sub-synchronous oscillation,SSO)发生的风险显著增加。准确且快速地检测 SSO的存在对于制定有效的抑制措施至关重要。然而,现有检测方法普遍存在噪声适应性差和模态堆叠等问题。为此,提出了一种新的检测方法,即基于加权最小二乘法、多重同步压缩变换与多项式啁啾变换相结合的参数化多同步压缩变换 (parameterized multi-synchrosqueezing transform,PMSST)方法。在PMSST 方法中,首先采用多重同步压缩变换获得具有高能量聚集特性的信号时频表示;然后,通过脊线提取算法提取各单分量信号的瞬时频率脊线,并利用加权最小二乘法对参数化变换核的参数进行估计;最后,重构时频谱以得到增强后的信号时频能量表示,并结合旋转不变技术进行参数辨识。仿真结果表明,基于数字仿真信号及双馈风力发电机模拟的 SSO信号,PMSST 方法能够有效抑制噪声干扰,实现更准确的 SSO信号分解,并具有较高的参数辨识可靠性。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.014
Abstract:
直驱风机与交流系统相互作用引发的宽频功率振荡严重威胁系统安全稳定运行。针对现有的振荡抑制方法大多针对特定工况和振荡模态进行设计、频率适应能力不足的问题,提出一种基于附加匹配控制的直驱风机宽频振荡抑制方法。该方法首先识别系统主导序分量,然后将直流母线电压振荡分量通过附加匹配控制器产生附加相位信号,最后将锁相环 (phase-locked loop,PLL)输出的相位与附加匹配控制器输出相位相加作为实际参考相位。所提的附加匹配控制器不依赖于特定风机模型、参数及工况,结构简单,能够适用于不同频段、不同模态下的振荡抑制。通过阻抗分析、特征值分析和时域仿真验证所提附加匹配控制方法的振荡抑制效果,结果表明,所提方法在不同工况下均能有效抑制振荡。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.015
Abstract:
电网侧电化学储能电站在功率调节和频率控制方面灵活性颇高,是新型电力系统落实 “双碳”目标并实现能源结构转型的重要途径之一。首先,归纳分析电化学储能电站的基本概念及国内外发展现状;然后,结合国内外电化学储能电站典型消防安全事故分析电化学储能安全机理,从技术、安全和经济 3个方面阐述消防安全管理的必要性,并梳理回顾目前国内外电化学储能电站消防安全管理取得的进展;最后,对电网侧电化学储能电站支撑新型电力系统构建中存在的消防安全管理挑战与未来消防安全管理重点发展方向展开探讨,旨在为电网侧电化学储能电站消防安全管理研究提供参考。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.016
Abstract:
现有光伏电站储能配置方法,多采用单一储能类型且常忽略一次调频信号对储能运行状态的影响,造成配置结果与实际需求存在偏差。为使光伏电站配置储能可以同时为电站调峰和调频提供支撑,提出满足光伏电站调峰和一次调频功能的混合储能配置方法。首先,分析储能系统与光伏电站联合运行模式,并基于“2个细则”中对电站跟踪和调频的考核要求,提出光伏电站混合储能系统协调配合策略;然后,在此基础上建立考虑光伏电站调峰、预测偏差考核和一次调频多场景运行策略的双层混合储能配置模型;最后,以某光 ?储一体化实验基地实际数据为基础进行验证。结果表明,所提出的配置方案经济性最高,以该配置方案进行运行仿真,能够有效改善电站调峰、预测偏差以及一次调频的性能。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.017
Abstract:
为有效提升光伏台区新能源消纳水平、联络线功率波动平抑能力,针对先优化后分解控制思路需进行二次修正导致的各类储能在全局角度无法达到最优出力的问题,提出了一种基于经验模态分解 (empirical mode de-composition,EMD)的混合储能多时间尺度滚动优化控制策略。首先,通过 EMD将台区净负荷功率分解为高、低频模态分量,将其分别作为超级电容和锂离子电池的参考出力功率;其次,设计了多时间尺度的混合储能滚动优化控制模型,长、短时间尺度分别以台区运行经济性最优、联络线功率波动率最小为目标,在考虑不同储能的调节特性、运行状态等约束下,滚动优化各储能参考出力功率,在简化优化控制步骤的同时,提高混合储能控制效果,实现计及锂电池安全运行的混合储能的功率优化分配;最后,仿真结果表明,该控制策略可避免锂电池储能频繁大幅动作,保障锂电池安全可靠运行,各类储能在同等额定功率和荷电状态下,利用该控制策略的平抑效果更优,可有效提升台区运行的经济性与稳定性。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.018
Abstract:
直流微电网中,不同类型换流器之间存在交互作用,运行时容易受到扰动影响,导致电能质量下降,因此直流微电网稳定性成为微电网研究的关键问题。首先,推导包含电压源换流器 (voltage source converter,VSC)和buck-boost 型DC-DC换流器的直流微电网系统小信号模型,计算出系统的特征值和参与因子,对比有无并网换流器时 PI参数、下垂系数、虚拟惯性系数等关键控制参数的稳定域;然后,根据二次型理论,研究不同控制器参数对系统稳定裕度的影响;最后,采用蒙特卡洛算法对多组关键控制器参数进行全局优化。仿真验证表明:含并网换流器的系统稳定性更强,优化后的系统二次型指标更小,系统阻尼更大,储能可输出的最大功率增加,系统的稳定裕度得到提高。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.019
Abstract:
随着新型电力系统建设的深入推进,在工业领域,各行业产业链能源需求日益多样,上、中、下游环节用能差异明显。在这样的背景下,构建满足全产业链集聚区能源需求的综合能源系统日益迫切,这对综合能源系统的优化配置和高效运行提出了更高的要求。为此,以半导体工业为例,提出一种面向半导体全产业链能源需求的区域综合能源优化配置策略。首先,根据各生产环节的用能特征将半导体产业链集聚区划分为电力互联的多区域综合能源系统;然后将各区域的经济效益与设备容量纳入双层规划模型,采用动态自适应粒子群优化算法结合Gurobi求解器进行分层优化求解;最后,通过算例分析验证了该策略对提升系统经济效益、实现能源高效分配的有效性。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.020
Abstract:
针对综合能源系统中风能和光伏等可再生能源的出力不确定性及波动性强的问题,提出了一种考虑需求响应与碳交易的综合能源系统优化调度策略。首先,采用拉丁超立方抽样的场景生成与快速前因消元技术处理风光不确定性;然后,结合需求响应机制和碳交易机制,在满足能源系统供需平衡的情况下考虑系统碳排放,构建综合能源系统的低碳优化调度模型,最大限度地减少系统运行成本和碳排放量;最后,通过对不同场景的对比分析得出,该调度方法可有效利用能源系统中的可调资源,进一步提升了系统的运行效率和可再生能源的消纳能力,实现了能源系统的低碳经济调度目标。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.021
Abstract:
为进一步提升电力电子变压器的功率密度、传输效率和可靠性,提出一种开关管数量较少的单级矩阵式电力电子变压器拓扑结构 (single-stage matrix-type solid state transformer,SM-SST )。通过将工频全桥与高频半桥共用滤波电容,减少开关管及电容的数量。无电解电容的矩阵式拓扑结构,提升系统潜在的可靠性和功率密度,并实现源 ?荷瞬态功率平衡,从而消除二次纹波功率,且无需电流控制环即可自主完成单位功率因数矫正 (power factor correction,PFC)。此外,分析系统在时变直流母线电压下的零电压开关 (zero voltage switch,ZVS)特性。综上所述,所提出的 SM-SST 具有元件少、功率损耗低和功率密度高的优点。最后,搭建 1 kW的试验样机,以验证所提方法的正确性和可行性。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.022
Abstract:
为提升三电平 Buck变换器的稳定性能,提出一种基于前置滤波器的精确反馈解耦控制策略。建立三电平Buck变换器的数学模型,并基于逆系统理论对模型进行可逆性分析,将原模型线性化解耦为 2个伪线性子系统;对2个子系统分别设计比例 ?积分控制器和最优控制器,以提高系统的性能并抑制外部扰动对系统的影响;设计前置滤波器,消除闭环零点的不利影响。仿真和实验结果表明,与现有控制方法相比,所提控制策略具有更快的响应速度、更好的稳定性和更强的鲁棒性。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.023
Abstract:
舰船通过向多组消磁线圈供电产生补偿磁场,当单个消磁线圈发生故障时,需要快速调整剩余消磁线圈电流。针对消磁电源在线圈故障时快速、精准维持磁场的难题,提出 Buck变换器型消磁电源电流模型预测控制方法,实现消磁电流的稳定、快速控制。通过分析前后两级变换器的工作原理,建立两级式多路输出 Buck变换器状态空间平均模型,并基于此设计了消磁电源的模型预测控制器。利用 MATLAB/Simulink 仿真模型,验证所提出控制方法的有效性,并进行舰船磁场的数值仿真。仿真结果表明,所提方法可在最短时间内使得磁场恢复至安全范围。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.024
Abstract:
提出一种基于十六进制正交幅度调制 (16-quadrature amplitude modulation,16QAM)的无线电能与信息同步传输技术,旨在实现在单一传输通道上电能和信息的高效同步传输。该技术通过无线电能传输模块、信号发生模块、发射端控制模块和信号采集解调模块的协同工作,不仅在独立传输电能时可采用移相控制实现稳定传输和软开关操作,而且在同步传输电能与信息时,利用 16QAM技术结合正弦脉宽调制技术,能有效抵抗信道干扰,确保信息传输的准确性和可靠性。该系统根据传输需求自动调整 2种传输模式,并通过搭建实验平台验证了其在实际应用中的性能,展现出较低的误码率和高效稳定的电能与信息同步传输能力,证明了所提系统的可行性和实用性。
罗国忠,程其麟,朱明,李小璐,朱刚毅,刘诗懿,李俊,陈雨果,张剑
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.025
Abstract:
在“双碳”目标政策引导下,电力现货市场、绿电市场等多元化市场并存。针对绿电容量市场与电力现货市场时间差导致的交易衔接不匹配问题,提出了基于子博弈完美均衡的电力现货市场与绿电容量市场分布式交易衔接模型。首先,提出了电力现货市场成本与收益函数,同时给出了绿电容量市场的成本和收益函数;其次,建立了电力现货市场和绿电容量市场的交易衔接模型以及综合收益模型;然后,提出了电力现货市场和绿电容量市场的子博弈完美均衡模型,并在此基础上提出了改进的一致性分布式算法并对其进行求解;最后,以IEEE 14节点算例对所提出的模型进行验证,得出所提模型对于二者市场具有较好的优化效果。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.026
Abstract:
为解决风电的反调峰性和不确定性导致的风电企业在现货电能量市场中收益难以得到保障的问题,鉴于压缩空气储能具有容量大、寿命长、成本较低以及效率高等诸多优点,提出一种采用风电与压缩空气储能联合参与日前 ?日内 ?实时市场的投标策略。以最大化该系统在现货市场中的收益为目标,采用典型场景描述风电出力和日内电价的不确定性,采用不确定集描述日前电价的不确定性,考虑风电和储能的运行约束,建立风险规避的鲁棒随机投标模型,并采用列与约束生成法求解。以一个风电与压缩空气储能组成的联合系统作为算例系统,验证所提方法可以确定合理的投标策略以保障风储系统的收益。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.027
Abstract:
针对高比例分布式电源和新型负荷接入农村配电系统造成变压器重过载和功率倒送问题,提出基于信誉度激励的农村多台区共享储能优化方法。首先,建立电网 ?台区负荷聚合商 (transformer district load aggregator,TDLA)?用户系统运行框架,基于信誉度激励制定有效的需求响应策略并引入响应量指标,使得 TDLA与拥有大量灵活资源的用户进行互动,引导用户改变自身用电策略,优化源荷关系;然后,充分利用多台区间的源荷差异性和共享储能的资源共享性作为调节手段,建立多 TDLA?共享储能双层优化模型,上层模型以多 TDLA成本最低为目标,下层模型以多台区向电网反送电量最小为目标;最后,通过山西某农村配电网实际案例,证明采用信誉度激励的农村多台区共享储能优化方法能够减少 TDLA运行成本,降低台区向电网反送电量以及台区负载率和反向负载率。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.028
Abstract:
超、特高压输电线路对其下方邻近配电线路形成极大的感应电危害,对配电检修作业造成困难。在电线上挂设接地线作为最有效的感应电防护措施之一,鲜有试验模拟并提供有助于实际工程的定量指导。基于感应电原理设计试验,验证了配电检修时感应电接地防护的有效性与距离性,探究了电压等级、回数、接地间隔距离对感应电压的影响规律,拟合得到配电线单侧接地时的感应电压简化算式,计算了各典型工况下的安全接地间隔距离并细化了配电线接地后的防护具选择。研究表明,220 kV双回线路下不接地导线实测感应电压约为 963.7 V,接地后减小 99.69%,效果显著;配电线路接地防护存在距离限制,感应电压随线路电压等级、回数、接地间隔距离的增大而增大;各工况配电线接地后感应电压降低 92.77%~ 97.71%,特高压线下配电线接地安全间隔距离仅为 0.094 km,并且存在 5个风险级别,须采取不同的防护措施来应对。所得结果可为配电线检修的安防工作提供参考。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.029
Abstract:
多重雷击会造成避雷器的冲击热破坏现象,威胁电力系统安全运行。建立多脉冲电流波形下氧化锌电阻片的电热瞬时耦合模型,提出电流能量等效作用积分准则,对比多重雷电脉冲波形、连续脉冲电流波形及等效电流波形下氧化锌电阻片的热特性,结合不同波形连续脉冲电流下氧化锌电阻片冲击破坏模拟试验结果,分析脉冲电流波形对氧化锌电阻片的热特性、劣化形式与破坏机制的影响规律。冲击时间间隔影响氧化锌电阻片的热特性,脉冲时间间隔越长,其温升随脉冲次数增大呈明显饱和趋势;相同波形能量积分条件下,脉冲电流波形对氧化锌电阻片的热特性影响不大;但脉冲电流波形影响氧化锌电阻片的破坏形式,8/20 μs下以绝缘穿孔为主,120 μs正弦半波下以绝缘烧灼为主,210 μs正弦半波下以绝缘层碳化为主。
2025 ,DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2025.05.030
Abstract:
近年来,大量光伏电源接入配电网,由此引起的线路电压波动成为研究热点。然而,目前对配网发生短路故障产生的过电压与光伏接入引起的系统电压波动相叠加所形成的复杂工况认识不足,对该工况下配网避雷器等设备的故障机制缺乏了解。为解决以上问题,搭建了含光伏接入的变电站过电压仿真计算模型,在叠加系统短路过电压的情况下,仿真分析光伏接入时,系统遭受小扰动对光伏并网点的电压影响,从而发现光伏接入后,在相同故障条件下,并网点过电压幅值更大且持续时间更长。由实际故障案例发现,若电压幅值增加 23%,则持续时间延长3.5倍。将复杂工况下的电压波形施加到所搭建的避雷器通流容量的计算模块中,分析其对避雷器热电荷传送值的影响。典型案例条件下的仿真结果表明,光伏接入前后,碰线短路故障致使避雷器动作情况下的热电荷传送值从 0.65 C上升至 1.85 C,吸收能量增大了 1.8倍,该能量足以导致避雷器发生热崩溃。相关研究加深了对含大量光伏接入配网避雷器的复杂运行工况的认识,为指导配网避雷器选型提供了方法。