中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊
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ISSN 1000-7229 CN 11-2583/TM
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限流式统一潮流控制器（unified power flow controller with fault current limiting，UPFC-FCL）可以在系统发生短路故障时有效保护UPFC侧装置不受短路电流的冲击而损坏。在结合限流式UPFC工作原理的基础上，给出装置参数的设计方法，根据最大补偿容量和额定电流确定最大补偿电压，从而确定直流母线额定电压，根据补偿容量指标确定滤波电感的取值范围，按照短路电流水平设计限流电感。依据上述设计方法给出了额定电压为10 kV，最大补偿容量为1 MVA的装置设计实例，确定了串联侧注入系统的最大补偿电压、直流母线额定电压、并联侧及串联侧滤波电感、限流器模块限流电感等。PSCAD/EMTDC的仿真结果证明了文中设计的有效性和实用性。
长时间降雨常引起山区架空输电线路塔位边坡发生浅层溜坡，给线路的运行带来重大安全隐患。影响溜坡的因素众多且相互干扰。利用自制小比例尺模型槽进行人工降雨诱发溜坡的室内模型试验，分析在强降雨条件下土性对溜坡的影响。通过在试验过程中对溜坡的破坏形态和位移场进行分析，研究强降雨条件下土体发生溜坡下滑的内在机理。研究表明，浅层溜坡是一个雨水入渗、土体变形、基质吸力降低、孔压升高、土水相互作用的复杂过程。在强降雨条件下的溜坡呈流滑型破坏类型，即呈流态化的后部土体在土水重力和水体渗透力共同作用下，推动前部土体快速下滑。
随着我国电力市场的日趋成熟，节能技术不断完善，电力需求侧资源对电网规划及运行的影响日益凸显。提出了将电力需求侧资源视为供应侧资源的等价资源，直接纳入电网规划工作的新型规划模式。首先对需求侧资源进行界定，论证了需求侧资源引入电网规划的可行性及可能的引入环节；进而提出了一种考虑需求侧资源的新型电网规划模式，明确了规划要素、参与主体和规划流程等内容；最后从技术、管理、政策等方面，提出了推广新型电网规划模式的具体建议。
设计模式是软件设计开发过程中反复出现的一些问题的解决方案。设计模式在高压直流输电设计软件包中的应用，可以重用代码，让代码易于理解，保证代码的可靠性，提高软件的可复用性和可扩展性。首先介绍了高压直流输电设计软件包的功能模块，之后引入了设计模式的概念，并具体说明了该高压直流输电设计软件包在设计开发过程中如何应用设计模式以使其具有更好的可扩展性和可复用性,也为今后类似的软件设计开发提供了经验和借鉴。
为分析新荷载规范关于风荷载方面的修订对输电塔结构风振的影响，采用线性滤波法并考虑空间相关性对某一特高压输电塔的风速时程进行数值模拟。采用有限元法分析输电塔的动力特性，对比了由于新荷载规范湍流度的提高对输电塔结构位移响应和加速度响应的影响。根据模拟结果按定义式计算结构的风振系数，并同新旧荷载规范中的风振系数计算表达式计算的结果进行对比。结果表明，由于新荷载规范对10 m高度名义湍流度和峰值因子有较大提高，而钢结构的阻尼比不变，在新规范规定下结构的风振响应增大20%左右，而风振系数在各高度处均有不同程度的提高。
大跨度屋盖结构属于风敏感结构，风与结构的相互作用十分复杂，风荷载常常是设计的主要控制荷载之一。以某电厂大跨度屋盖为研究背景，获得了结构的自振动力特性。基于风压谱拟合和风压时程本征正交分解（proper orthogonal decomposition，POD）重构原理，提出了一种修正的频域法，该法直接采用风洞试验得到的风压数据建立屋盖整体风压模型，通过快速傅里叶变换（fast fourier transform，FFT）转化为风压谱，在精确拟合屋盖计算点风压功率谱的基础上，获得屋盖结构的风致响应，同时推导了屋盖无量纲风压谱的表达公式。研究了结构位移均方根值和加速度均方根值的分布特点，同时得出了屋盖的风振系数分布特点。研究结果表明修正频域法抛弃了准定常假设，计算结果具有较高精度，可以作为大跨度屋盖结构抗风设计的参考。
随着直流输电工程在西部地区不断开工建设，高海拔地区的直流输电线路的外绝缘特性成为亟待解决的问题，而如何对直流长串绝缘子污闪电压进行海拔修正仍没有形成统一的认识。为此，开展了不同海拔高度下直流长串绝缘子污闪耐压试验并建立了直流长串绝缘子污闪模型。模型计算了绝缘子在不同海拔高度和不同污秽度下的污闪电压，并与试验结果进行了对比分析，试验结果验证了模型的适用性。由试验结果得出了污闪电压与气压可用线性关系表示，推荐了在附盐密度（salt deposit density, SDD）为0.05，0.1 mg/cm2两种典型污秽度时绝缘子的气压特征指数（n）。
由于电网工程导线价格具有非线性和非平稳性特征，导致其价格预测难度大、预测精度低，针对这一问题，建立了EEMD-ARMA预测模型。利用集合经验模态分解（ensemble empirical mode decomposition, EEMD）对经验模态分解（empirical mode decomposition, EMD）进行改进，通过EEMD将历史价格分解为平稳的、周期波动的若干价格分量，并以此作为输入，利用自回归滑动平均模型（auto regressive and moving average model, ARMA）对各分量进行价格预测，最后将各预测分量叠加得到预测值。以630/45导线的历史数据为样本，通过EMD-ARMA与EEMD-ARMA的预测结果进行对比及误差分析，验证了所采用的EEMD-ARMA算法较EMD-ARMA算法的预测精度更高，其预测结果对于工程造价管控和设备材料招投标具有一定的参考价值。
500 kV双回路垂直排列紧凑型线路主要应用于限宽、限高条件下的双回输电线路建设。针对500 kV双回垂直排列紧凑型塔压缩相间距离和回间距离后电磁环境水平未知，且主要应用于人口密集地区，电磁环境要求高的情况，对该塔型的工频电场、可听噪声和无线电干扰进行了计算和分析。与常规塔型比较，得出了该新型塔电磁环境指标满足设计规程要求并较优的结论；同时对影响电磁环境的因素进行了研究，为优化设计方案提供依据。
直流滤波器是直流输电工程直流场的重要设备之一。详细分析了直流滤波器避雷器配置方案及参数选择过程，给出了避雷器参数选择的具体表达式。研究了对直流滤波器绝缘水平起决定性作用的故障工况：直流极线接地短路、直流极线侵入操作波；建立了这2种故障工况计算模型，模型中需要考虑故障点到直流滤波器高压端之间的故障电感。基于具体±1 100 kV特高压直流输电工程，对直流滤波器设备进行过电压计算。计算结果给出了滤波器各设备的最大暂态过电压，进而根据绝缘裕度确定了该特高压直流工程直流滤波器各设备最终的绝缘水平，为设备选型和制造提供依据。
结合电网各种限制短路电流的方法，分析其中的优缺点，针对广东电网部分500 kV站点的220 kV侧母线单相接地故障电流超标问题，研究主变中性点加装小电抗限制故障电流的原理，分析表明加装小电抗是限制不对称接地故障电流的有效措施，且小电抗投资小，经济性高，运行较为可靠。通过计算500 kV加林站在规划期2015年的短路电流，对比加装0~40 Ω小电抗时限制电流的效果，提出合适的小电抗阻值选取范围为10~15 Ω。加装小电抗对系统正常运行无任何影响，但是会影响零序保护装置灵敏度，需要重新校验整定值，以防保护拒动。
500 kV自耦变压器中性点加装小电抗是解决电网单相短路电流超标的有效措施之一。工程中需要分析主变中性点交直流分量，研究在投切过程中中性点的暂态电压变化，以此确定小电抗的投切方式。以某500 kV变电站加装小电抗实际工程为例，实测变压器中性点的交直流数据，分析了中性点交直流分量的特点及其来源。通过仿真分析研究了投切电抗器带来的中性点的暂态电压变化，并给出了中性点刀闸参数的选择要求。
为了明晰电力系统大停电的内部风险源和外部风险源，讨论了全球变暖、地质灾害等外部风险源对电力系统发、输、配等环节稳定性的危害。通过对北美电网停电数据、地震灾害电网损坏数据的统计，得出全球变暖等外部风险源引发故障集中爆发是导致大停电事故的首要原因。分析了配电网故障数据，结果表明在强降水等极端事故下，配电网故障集中爆发是大停电损失负荷具有自组织临界性的重要原因。
为达到多热源供热系统的热电厂经济运行和节能减排的目的，同时使配煤结果更具有科学性和实用性，将供热负荷分配和配煤掺烧过程纳入到一个系统内进行配煤优化。通过供热分析将热电厂和调峰锅炉的供热、发电量作为后续配煤优化模型的边界输入条件，同时考虑到不同煤源煤质波动所导致的区间不确定性问题，以我国北方某大型城市经济新区采暖期的热电厂和调峰锅炉配煤为案例，建立“以热定电”的热电厂－调峰锅炉联合不确定优化模型，并利用交互式区间算法进行求解。结果表明：该模型在达到供热发电、满足锅炉机组设备和环保要求的同时，也将配煤成本控制在合理范围内。配煤优化模型所得的最终优化混煤煤质较为稳定，在不同掺配煤种的优化区间解内，可根据实际情况为相关决策者提供合理的环境减排－经济成本配煤妥协方案。
在神华国华徐州发电有限公司建设的采用“烟塔合一”技术的1 000 MW等级的超超临界机组中，首次使用了国产分散控制系统（distributed control system，DCS），并实现主机和脱硫岛的一体化控制。基于神华国华徐州发电有限公司建设项目，论述了国产EDPF-NT+DCS的主要特点、结构和配置及其在实际工程中的应用情况，供同类机组控制系统设计选型参考。
如何实现电力行业温室气体的有效减排是当前亟待解决的问题。基于碳捕集技术分析，以区域发电成本最小化为目标，以碳排放量为约束条件，构建区域电力结构优化模型；分析在不同减排水平的场景下，区域电力行业不同发电方式的分配结果，论述碳捕集技术在火力发电中的应用前景。研究结果表明，在全年排放总量不变的前提下，基于电力需求动态调整逐月碳排放额度将有效降低发电总成本，降低碳捕集成本及太阳能发电成本将成为节能减排的下一个目标。此研究成果可供电力行业节能减排工作参考。
为了促进光伏发电产业的发展，我国颁布了电价补贴等一系列优惠政策，使发电企业实现了盈利，但是这对于国家来说是否是合理的和可持续发展的，需要从国民经济发展的角度进行分析判断。考虑光伏项目的影响因素，针对国民经济成本和收益建立了相应的计算模型，应用国民经济评价方法对光伏发电项目的国民经济性进行了评价，并采用敏感性分析法定量分析了各主要因素对光伏发电项目国民经济性的影响。评价结果表明：目前在我国部分地区光伏发电尚不具备国民经济合理性。最后，对光伏发电的发展时机与发展路线提出了优化建议。
核电100万kW级半速发电机组输出电流大，配套的出线箱采用了强迫风冷技术。发电机出线部位磁场复杂，空间有限，出线箱散热与尺寸问题无法同时解决，导致电厂发电机出线箱过热问题频发。针对典型的发电机出线箱过热问题，提出问题分析思路和源头解决方案。通过排除法详细分析出线箱过热的原因，同时通过电磁热仿真分析方法进行过热部分改造前后参数比对验证。采用电磁热仿真分析方法，可以在设计阶段提前发现发电机出线箱过热问题。
随着区域供热需要，超临界技术在300 MW级供热机组中逐渐得到了推广，在节能优化设计方面做了很多尝试，同时也给运行调试带来了挑战。基于某2×350 MW电厂，论述350 MW超临界供热机组的特点，分析该型机组的调试关键技术，提出调试中显现问题的解决方案。所论述的一系列调试关键技术可供同类机组调试参考。
介绍了哈尔滨汽轮机有限公司制造的1 000 MW级发电机组汽轮机的设计热耗特性和配汽优化试验情况，包括配汽优化方案和实施后的效果。对该型汽轮机进行变工况试验后表明，相对于定压运行方式而言，采用复合滑压运行方式有利于提高机组的高压缸效率，降低给水泵动力消耗，但是循环效率随新蒸汽压力的降低而降低，因此滑压运行参数存在一定的优化空间。此优化方案可供同类机组设计时参考。
为保证沙州750 kV变电站电气设备外绝缘全复合化设计顺利实施，对750 kV变电站电气设备外绝缘全复合化设计的关键技术进行研究。研究内容包括提高复合绝缘材料耐风沙性能及耐紫外线性能技术、提高环氧树脂绝缘材料弹性模量成型技术、750 kV主变压器及高压电抗器出线套管研制技术、750 kV复合支柱隔离开关研制技术、72.5 kV复合柱式断路器研制技术等。上述关键技术的顺利完成，对于确保复合绝缘材料首次在750 kV变电站全面应用的安全性与可靠性具有重要意义。
高压直流输电单极大地回路运行产生的地电流会导致变压器直流偏磁, 引起变压器局部过热、振动加剧、噪声增大等不良反应。分析了直流偏磁对变压器影响以及抑制直流偏磁的主要方法,提出了抑制变压器直流偏磁的新装置拓扑,采用电位补偿原理，通过故障模拟仿真，完成了对整个装置的器件参数选型，为有关工程建设提供借鉴。
了实现排污配额的优化配置,以某一区域的电力行业为例,基于电力企业运营资源费用、发电成本、污染物治理成本、污染物减排绩效、污染物排污交易价格以及污染物排放配额等因素,构建主要大气污染物（SO2、NOx、CO2）排污交易优化模型,采用多情景分析方法,对比分析各因素对电力行业污染物交易以及电厂运行的影响。结果表明,改变排放配额的交易价格和政府的绩效价格,各电厂的电力生产量以及区域的外购电量不变,但各电厂污染物的交易状况发生改变，出现多种交易类型。该模型能够有效解决区域环境治理及电力行业污染物减排问题,实现对区域污染物排放总量和优化能源结构的有效控制,为未来区域能源规划、区域环境质量改善、电厂运行优化以及建立区域污染物排放交易机制提供参考。
在无人值守变电站中，电力变压器作为常用和主要的设备，其运行状况必须能实时监测，当出现异常状况时应给出相应的报警。提出了一种基于颜色特征的变压器渗漏油检测方法，通过差分法检测出异常区域，对异常区域的H-S颜色直方图进行分析，当前后图像的黄褐色部分变化较大时可认为其发生了渗漏油异常。实验表明，此方法简单易行，能较准确地检测出变压器的渗漏油异常，并能很好地消除影子对检测结果的影响。
1 000 MW级火电机组项目的开发前期存在诸多风险，这些风险的防控对投资者至关重要，为此建立了1 000 MW级火电项目前期风险元传递模型，以便为1 000 MW级火电项目前期风险管理者提供决策依据。根据1 000 MW火电项目前期风险元的特点，分析了风险元的分布情况，在此基础上构建了1 000 MW级火电项目前期风险元传递模型，运用蒙特卡洛模拟法确定了火电项目前期风险元发生的概率，探讨了火电项目前期风险元传递的结构，建立了1 000 MW级火电项目前期前馈（back propagation，BP）神经网络型风险元传递算法，并进行了算例仿真，构建了学习样本集，在Matlab 7.0平台上使用样本集对网络进行了训练和测试。测试结果表明，所建立的风险元传递模型具有正确性和可行性，该模型能有效控制项目投资风险。
