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ISSN 1000-7229 CN 11-2583/TM
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为了研究锦苏特高压直流发生双极闭锁后可能对江苏电网造成的影响，基于江苏电网2013年夏高负荷典型数据，采用电力系统全数字仿真系统（advanced digital power system simulator，ADPSS），从多个角度研究锦屏— 苏南±800 kV特高压直流在输送4 000 MW功率的情况下双极闭锁对江苏电网受端系统稳定性可能产生的影响。研究结果表明：锦苏直流发生双极闭锁后，苏南重要通道未出现超稳定限额的情况；同里换流站周边主力机组能够保持功角稳定性；闭锁后，苏南500 kV变电站母线电压波动显著，但江苏电网仍能保持稳定运行；直流闭锁期间江苏电网频率有小幅跌落，仍能保持频率稳定。研究结果对于直流受端江苏电网的安全稳定运行研究具有一定的参考意义。
串列双分裂导线所受的风荷载中，处于下风向导线的阻力会受到上风向导线尾流脱落的影响。为研究分裂导线风荷载的屏蔽效应随风速和分裂间距的变化，在风洞中测量不同风速和分裂间距下3种工程常见导线的模型导线的整体阻力系数。同时，为了检验模型导线对真型导线模拟的精确性，测量了1种真型导线的阻力系数并进行比较。试验发现，模型导线对真型导线的模拟具有足够的精确性。随着分裂间距的增大，双分裂导线中下风向导线的阻力系数以及整体的阻力系数增大，但是均较现行规范给定值明显减小。随着风速的增大，双分裂导线的整体阻力系数先减小后增大，但是在各风速下，均较单根导线阻力系数明显降低。我国现行规范对于多分裂导线阻力系数的取值偏高，可以通过考虑屏蔽效应的有利影响合理地降低多分裂导线整体阻力系数的取值。
计量自动化系统（metering automatic system， MAS）是智能电网的重要内容，应改进以适应分布式发电的接入。介绍计量自动化系统的定义和整体框架，以及广州电网计量自动化系统的运行现状。基于广州供电局有限公司的业务需要，设计了新一代计量自动化系统的整体功能部署方案。对接入电网的分布式电源的数据采集、线损率和离网（并网）时间统计进行了研究，最后对广州电网计量自动化系统的发展方向提出了建议。
由于软母线的牵拉作用，强地震作用下软母线连接的变电站设备将产生强烈的相互作用。将变电站设备简化为具有一定抗侧移刚度的单自由度体系，软母线简化为变刚度的弹簧，并根据悬索理论求得变刚度弹簧的等效刚度，建立了软母线连接电气设备耦联体系单跨结构的动力学模型，采用Newmark-β法结合牛顿迭代对其进行数值求解。通过对其结构特征以及设备参数的分析发现：软母线中张力刚度随水平跨度呈非线性增长，耦联体系的特征频率受单体设备的自振频率、质量比值及软母线等效刚度的影响。在地震作用下，存在一个关键垂跨比，当软母线的垂跨比小于此关键垂跨比时，母线中产生的水平拉力较大，且设备的地震响应受设备的频率比影响较大。在进行软母线连接的变电站设备的抗震设计时，必须考虑关键垂跨比的影响。
针对电网输变电设备电接触（电连接）元件异常过热频发问题，综述了电接触相关理论及过热发生机理的最新研究成果。首先概述了当前电力设备异常发热的总体形势与特点，然后介绍了电接触的基本理论及研究进展，澄清了关于电接触的一些似是而非的认识；进而结合输变电设备的服役工况及所处的自然环境因素，从腐蚀（电偶腐蚀、电损伤及氧化腐蚀）、温度因素及微动等方面讨论了引起电接触元件劣化的机理及其协同作用；最后讨论了我国电力系统电连接技术及施工存在的问题，并提出了增强电连接可靠性的一些建议。
为研究碳纤维复合芯导线在500 kV新建架空输电线路工程中的应用前景，以500 kV典型单回交流线路为案例，针对常规630 mm2铝截面钢芯铝绞线，按照等载流量的原则，选取360~450 mm2铝截面的3种碳纤维复合芯软铝型线，计算对比分析碳纤维复合芯导线的载流量、弧垂特性、覆冰过载能力、负荷特性和摇摆角情况，比较各参选导线方案的初投资，采用年费用法分析参选导线的经济性，通过计算得到碳纤维复合芯导线的临界价格，总结碳纤维复合芯导线经济性方面的优势。
利用ANSYS有限元分析软件对输电钢管塔的法兰螺栓连接式变坡节点的受力特性进行分析，研究在设计荷载作用下，节点形式、节点板厚度、加劲板厚度以及加劲板高度等对法兰螺栓受力性能的影响。研究发现，不同于普通刚性法兰，法兰螺栓连接式变坡节点的螺栓受拉并不均匀。进一步分析发现，节点板尺寸远大于加劲板是导致螺栓受拉不均匀的主要因素。根据分析结果，同时考虑螺栓受拉不均匀和螺栓受剪的影响，提出新的设计方法和建议，以供实际工程参考。
针对输电线路相间间隔棒的防舞性能问题，以ADAMS软件为研究平台，根据湖南葛云冈500 kV关门水库108~109号跨越档线路参数及舞动记录，布置4根相间间隔棒，并建立该档段的虚拟样机仿真模型。仿真分析特定气象条件下的线路舞动，提取右相档距1/4、1/2、3/4处的位移数据，绘制位移曲线，得出线路舞动稳定振幅。结果表明，在未安装相间间隔棒时，舞动幅值为5.0 m；在安装相间间隔棒后舞动幅值为3.514 3 m，降幅为29.714%，由此验证了相间间隔棒能够提高线路的抑舞能力。
为提高直流换流站500 kV高压站用变压器保护配置的可靠性，以糯扎渡—广东±800 kV特高压直流输电工程江门换流站500 kV高压站用变压器参数及接线形式为模型，进行典型故障短路分析计算，提出接于500 kV 3/2交流配电装置串内的高压站用变压器保护采用变压器差动+高压侧引线差动保护配置方案。并提出了一种500 kV换流站站用变压器高压侧辅助失灵保护的配置判据，较好地解决了以往500 kV换流站站用变压器高压侧失灵保护可能存在拒动或误动的问题。该研究成果已应用于江门换流站，可为换流站高压站用变压器保护配置提供参考。
针对电容型设备介质损耗带电测试与离线试验的等效性关系进行研究。在不同电压下，利用介质损耗带电测试装置对现场替换下来的3只 电流互感器（current transformer， CT)进行了介质损耗测量，得到了3只CT在不同电压下的介质损耗测量结果；分析了介质损耗带电测试与离线预防性试验的区别。结果显示，试样电压的不同可能会造成介质损耗测量结果的不同。从理论上分析了产生这种现象的机理，在现场应用中，设备运行电压下的介质损耗测量结果对于准确判断设备绝缘的状态可能更加合理。
直流配电网是一种新型供电系统，面对三线制直流配电网中负荷不平衡问题及其需为用户端提供稳定可靠供电的要求，提出一种适用于新型直流配电网的双向稳压型电压平衡器。将双向稳压Buck/Boost电压转换电路运用于电压平衡器之中，这样不仅能解决三线制网络中正负极电压平衡的问题，而且可以实现平衡输出端电压波动，维持输出端的电压稳定。首先针对该双向稳压型电压平衡器进行数学建模分析，利用状态平均法建立小信号状态模型；之后基于所提出的平衡器特性与其建模分析，在双向互补脉冲宽度调制（pulse width modulation，PWM）控制技术的基础上提出并分析控制策略；最后利用PSCAD仿真软件进行存在电压波动与不平衡负荷情况下的2种负荷类型的稳压平衡器仿真验证，仿真结果验证了其稳压及平衡电压能力，说明了理论分析的正确性。
在电厂燃煤煤种杂、煤热值波动大的背景下，锅炉正平衡煤耗计算结果的准确性成为难题。为此，利用设计资料中机组负荷与设计煤种煤量的对应关系以及实际负荷、实际煤量、设计煤种低位发热量等指标，通过锅炉燃煤技术指标建立模型测算燃煤热值；在机组协调控制系统（coordinated control system，CCS）中增加燃煤的实时热值修正回路，用燃煤的实时热值进行汽温、汽压调节，有效地改善了自动发电控制（automatic generation control，AGC）性能；针对机组辅机故障减负荷功能（run back，RB）在燃煤热值大幅度变化时存在目标煤量不能与负荷完全对应的隐患，利用RB动作前燃煤的实时热值及时修正RB目标煤量，确保RB目标煤量全工况适应煤质变化，与RB目标负荷相对应，提高了RB的动作正确率；用软测量所得的煤实时热值代替化验值，在耗差分析系统中实时计算正平衡煤耗，大幅度提高了煤耗计算的准确性。目前，该方法在大唐国际系统中的所有火电企业中得到推广应用。
传统的双馈风力发电机（doubly fed wind power generator， DFIG）采用定子定向磁链控制技术，没有考虑到风速波动性、风机非线性以及满足控制鲁棒性等特点。在此基础上提出了基于哈密尔顿函数的DFIG-ESS（energy storage system）协调控制策略，推导了李亚普洛夫意义下的控制器的参数稳定域，证明了控制器满足稳定性的条件。设计和构建了基于MSP430单片机的DFIG-ESS的控制试验系统，在随机风条件下进行控制效果试验，取得了良好的控制效果，为双馈风力发电机的非线性鲁棒控制器的硬件平台设计奠定了基础。
为了解决实际调试过程中1 000 MW发电机组轴系润滑油流量分配工作的耗时性，及其受制于轴瓦类型而导致调试工作的复杂性，通过对不同机组调试数据的研究，提出了能够拟合不同机组轴系润滑油流量分配特性的函数模型；通过对不同尺寸轴瓦进油量的对比分析，引入了渐进对比法的概念。在某电厂椭圆瓦轴系润滑油流量分配调试中，使用了结合函数模型辅助法和渐进对比法的调试方法，机组168 h满负荷运行结果表明轴系瓦温达到了优良标准，该调试方法不仅保证了调试效果，更节约了调试时间。
为了降低厂用电率、节能降耗，布连电厂660 MW超超临界机组风烟系统采用单列布置方式，并获得成功。通过采用高性能的辅机、热控设备以及合理配置控制系统等措施保证单列配置的运行可靠性，根据运行的实际状况对单列配置及双列配置从技术、投资经济性及运行经济方面进行了综合比较，得出风烟系统单列布置与双列配置的总体投资相当，但单列配置运行效率比双列配置提高3%~4%，而且操作灵活、检修方便、运行稳定。
在节能和环保这个全球关注的大背景下，分析大型火电厂热机设备（包括汽轮机、锅炉以及主要附机设备）选型及设计优化方面的一些应用成果，指出目前我国火力发电厂热机设备选型优化的特点和不足之处，提出具体措施和建议。这些观点和措施可供600 MW及以上容量的大型火电机组热机设备选型参考。
为了打破瓷质绝缘材料在超、特高压输变电工程领域的垄断地位，降低设备造价，以沙州750 kV变电站为例，对高温硫化硅橡胶复合外绝缘材料在750 kV变电站中全面应用的可行性进行研究。通过对高温硫化硅复合绝缘材料抗破坏性能、耐污闪性能、耐风沙性能及耐紫外线性能分析表明，高温硫化硅复合绝缘材料可以满足沙州站恶劣自然环境条件下40年使用寿命的要求；通过对全寿命周期内的经济性分析表明，复合绝缘材料较瓷质绝缘材料更节省投资。因此，高温硫化硅复合绝缘材料在750 kV变电站电气设备的全面应用，技术上是可靠的，经济上是合理的。
提出一种大截面扩径导线设计新思路，铝股外层采用圆线密排，支撑层采用型线疏绞。通过电磁环境控制要求和输送容量确定大截面扩径导线结构设计的边界条件，外径为42.88 mm，导电截面为780 mm2。对JLXK/G2A-780（1000）/80-42.88扩径导线进行结构和参数设计，技术经济分析表明其初期投资较8×1 000 mm2常规导线方案低。全寿命周期内，在电价较低、损耗小时数较小时，扩径导线方案经济性优于8×JL/G2A-1000/80导线方案。借助扩径导线截面稳定性计算机仿真程序进行计算分析，得到其临界跳股张力为25%额定拉断力（rated tensile strength，RTS）。将试制样品通过试验设备进行结构稳定性验证，得到其临界跳股张力为25%RTS，与模拟结果一致。综上所述，大截面扩径导线JLXK/G2A-780（1000）/80-42.88，截面稳定性好，适用于电磁环境要求高、利用小时数低的工程。
为全面了解火电厂X20CrMoV121钢受热面管长期运行后的安全状况，对某电厂X20CrMoV121钢末级过热器管及高温再热器管进行了力学性能测试、显微组织分析及高温持久强度试验。试验结果表明，运行管与原始管相比强度有所下降；沉淀相发生熟化，同时还出现了局部板条特征减弱，板条内出现亚结构，位错密度明显降低，且在亚结构内位错呈定向排列的趋势；高温持久强度仍然高于设计值。综合分析认为，经12万h运行后的X20CrMoV121钢管产生了一定程度的老化，但仍可满足设计工况下安全运行的要求。
随着甘肃风电规模的不断扩大，风电具有的反调峰特性使得电网整体调峰压力日趋严重，为了使电网安全稳定运行，不得不切除部分并网风电机组，造成很大的设备浪费。为此，提出了高耗能企业主动参与风电消纳及电网调峰模式，研究了综合考虑风电价格约束和电网调峰约束下高耗能企业内部转移负荷和增加负荷，利用优化预测函数控制寻优算法求解风电出力波动数值。在Matlab平台下以实际风电数据和高耗能企业可转移负荷为依据进行仿真，结果表明，该调峰技术能够明显平滑风电出力，与传统的调峰模式相比较，高耗能企业主动参与调峰不仅提高风电省内消纳能力，而且能够缓解电网调峰压力，同时在相关电价政策的支持下，高耗能企业可节约用电成本。
对锦屏—苏州（简称锦苏）±800 kV特高压直流输电工程锦屏换流站基于SIEMENS技术的换流阀控制和监控功能进行分析，对阀基电子设备（valve base electronics，VBE）与换流器控制和保护（converter control and protection，CCP）之间的信号关系进行论述。对在锦苏工程系统调试过程中，锦屏换流站极II高端换流器模拟极母线差动保护跳闸闭锁后，发生的VBE就绪信号（VBE READY，VBE-RDY）置零，导致VBE退出运行故障的原因，以及换流阀投入旁通对及VBE-RDY置零的机理进行了详尽的研究；对在极I低端换流器系统调试过程中，锦屏站VBE盘柜110 V直流电源丢失造成VBE跳闸闭锁换流器故障进行分析研究。同时对上述问题提出了解决办法，并将在后续在建的特高压直流工程中付诸实施。
随着市场经济的转型，电力行业正在进行初步的市场化改革。近年来，电力行业面临着严峻的形势，电力电量增长速度减缓，电网企业资产负债率连年增长。电网企业为了保证企业的健康发展，需要对项目投资过程进行有效的管理，以使其与企业的发展目标有效地衔接。主要研究探讨了电网企业在专项领域投资的项目投资组合模型，以重庆市电力公司下属供电公司为例进行实证分析研究。通过投资组合理论建立电网项目投资组合的多目标决策模型，从企业的经营状况出发，结合变权理论，对目标的权重进行确定，并对模型进行求解，最后对项目投资组合的解进行简单的验证。模型具有一定的实际应用价值。
张力机智能控制系统应用到输电线路导线张力展放施工中，实现了一人控制多台张力机，不仅使导线张力控制精准，还节约了人力成本。总线远程控制技术的应用，使操作人员远离了噪音、风沙、雨雪、日晒等恶劣环境对人体的伤害，减少了操作人员的劳动强度。控制程序中的故障自诊断及处理功能使导线放线施工更加安全，辅助无线视频监控系统使操作人员能观察走板运行及牵引绳的跳槽情况。
提出了在竖直状态下，内悬浮内（外）拉线抱杆分解组塔主要索具受力计算的通用图表法。该方法基于数解法，在给定的布置参数条件下，提供各主要索具受力的计算系数，并结合索具受力的计算原则、公式等，形成一种通用的图表计算方法。该方法可快速计算出各索具的受力大小，且能够预测布置条件改变时的受力变化情况。
