中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊
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中国科技核心期刊
ISSN 1000-7229 CN 11-2583/TM
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将风电机组接入配电网，其出力的间歇性、随机性使得传统无功优化模型不再适用。为此，采用场景分析法对双馈异步发电机（doubly fed induction generator，DFIG）的出力情况进行探讨，建立了含DFIG的配电网无功优化场景模型。考虑DFIG的灵活无功调节能力，建立以降低系统网损、抑制电压波动为综合目标的模糊无功优化模型。通过蒙特卡罗仿真对配电网系统进行无功补偿选址，采用带反馈的混沌并行差分进化算法（chaotic parallel differential evolution algorithm with feedback，CPDEF）求解含DFIG的配电网无功优化问题。通过IEEE 33节点系统对所提出的无功优化模型进行仿真计算，结果表明系统网损得以明显降低，电压水平明显改善，并证明了所提方法的可行性和有效性。
正确估计电网和用户在公共连接点产生的谐波贡献量，是检测和治理谐波污染的关键。现有的一些方法忽略了由于系统谐波阻抗的变化而引起的用户谐波注入的变化。分析了谐波阻抗变化对公共耦合点（point of common coupling，PCC）处谐波含量的影响；分X/R恒定和X/R变动2种情况，建立了MATLAB/Simulink仿真模型，研究谐波阻抗波动对PCC处谐波电流、谐波电压及谐波功率的影响；利用仿真数据和计算结果绘制曲线，得到谐波阻抗对PCC处供电侧和用户侧谐波贡献量的影响规律。结果有助于当谐波阻抗变化引起系统振荡时用户和供电双方责任的划分。
在输配分开的电力市场环境下，为了实现微电网的智能化市场运作，需要结合微电网自身特点设计一套可行的市场运行机制。提出“发电驱动负荷”模式，在保证与主网电力市场相容的基础上，基于多代理系统的市场运营控制体系，计及可中断负荷和储能装置的灵活市场行为，融入需求侧响应机制，负荷用户可根据自身相对需求向微电网市场控制平台提交需求报价信息，构建微电网并网运行的合同市场和实时平衡市场，设计了竞价规则和模型，并针对几个关键问题进行了讨论。
针对采用主从控制模式，以储能系统作为组网单元的联网/孤岛双模式运行的微电网系统，首先介绍了微电网联网/孤岛双模式无缝切换控制策略；其次提出了“外环并行，内环共用”的储能换流器P/Q模式与V/f模式归一化控制模型，同时完成归一化控制器的参数设计以及归一化控制系统的稳定性分析；依托RT_Lab实时仿真平台，完成微电网联网/孤网双模式运行实时仿真模型搭建，完成控制策略的仿真分析，最后在国家能源大型风电并网系统研发（实验）中心微电网实验平台进行了微电网联网/孤岛双模式无缝切换实验，实验结果验证了控制方法的有效性。
随着分布式能源发电容量的不断增长，分布式能源并网带来的电能质量和电能损耗问题日益严重，在配电网中采用直流配电可有效缓解这一问题。近年来由于电力电子技术的快速发展，交直流变流器、DC/DC换流器的工作效率和额定容量大幅提升，降低了直流供电系统的网络损耗。同时，家用电器对直流电源的兼容性亦不断提高，住宅直流供电技术将成为未来的研究和发展趋势。总结了国内外对住宅直流供电技术的研究现状，分析了住宅直流微网的优势和可行性，提出了1个典型的住宅直流微网系统模型，分析了在构建该模型过程中涉及到的电压等级的确定、供电组网模式的选择、系统的控制与保护设备等问题，给出了相应的参考解决方案，并对住宅直流供电技术的发展提出了几点展望。
为保证变电站内电容型设备安全可靠的运行，设计研发了一套智能变电站电容型设备绝缘在线监测系统。系统遵循IEC61850协议给出具体软硬件设计，采用IRIG-B码同步时钟实现设备的异地同步采样，运用智能电子设备（intelligent electronic device，IED）实现设备之间数据的无缝连接，通过故障诊断算法对采集的数据进行分析，进而判断设备的绝缘情况。运行结果表明，该系统可以精确地测得电容型设备的泄漏电流、介质损耗、等值电容等反应电容型设备运行状态的信息，并可通过IEC61850协议将数据传输至在线监测数据中心。
以220 kV朝阳门地下变电站及其耦连建筑作为测试研究对象，分别开展了地下变电站变压器室及各楼层混凝土楼板、墙体的振动与噪声测试，并对测试数据的时域与频谱进行了分析。结果显示：（1）变压器油箱壁的振动幅值较大，变压器油箱的振动频谱主要为100 Hz及其谐振频率，且变压器室内基础、楼板及墙体振动的频谱特性与油箱基本一致；（2）变压器的振动与噪声通过固体传播扩散到整个地下变电站和建筑结构中，设计时不可忽略结构振动与噪声的影响；（3）随距离增大和楼层升高变电站振动与噪声及低频特性衰减不显著。
智能变电站的大规模推广，对二次系统在各种故障及异常情况下的动态性能测试，提出了更高要求，基于实时数字仿真系统（real-time digital simulator, RTDS）开展智能变电站二次系统动模试验方法研究，提出了智能变电站数字动模测试模式，并设计了智能变电站二次系统闭环测试方案，用于保护装置性能试验、二次系统特殊试验以及全站二次系统整体测试等。最后，结合某500 kV智能变电站工程集成联调，对其二次系统开展了数字动模试验，考察了二次系统的性能，结果表明该测试方案科学有效。
长期以来，电力系统侧重于安全性的研究，随着电力系统的不断发展，人们认识到系统的经济性与安全性同等重要，为此进行了安全性与经济性的协调计算研究。分析了安全性-经济性协调计算建模与仿真中存在的学术和工程问题，提出安全性-经济性协调计算的整体框架和研究方法。采用实际电网算例初步验证了所提研究框架的可行性，与传统只考虑系统安全性的方法相比，该协调计算框架能够综合考虑系统的安全性和经济性，能够更好地指导电网规划。
目前电网大量高压电抗器主要用于抑制工频过电压和潜供电流，起不到调压作用，随着电网结构调整，部分高压电抗器无法发挥作用。为了提高资产使用效率，提出了一种高压电抗器优化配置方法，该方法综合考虑线路的电容效应、网损以及两端厂站现有感性无功补偿度；以最大电压波动、最大电压偏移、平均网损以及无功调节装置投切动作量作为评价指标建立了用于评价高压电抗器配置方案优劣的无功电压综合评价体系，并引入基于指标隶属度方差进行赋权的决策策略选择最优的高压电抗器配置方案。最后结合陕西电网高压电抗器配置问题，证明了所提方法有效可行。
针对国内外缺乏对覆冰220 kV四伞裙复合绝缘子电场分布研究的现状，利用Ansoftmaxwell有限元分析软件模拟分析了不同冰凌长度、均压环参数和位置对220 kV四伞裙复合绝缘子电场分布的影响。结果表明：（1）湿冰状态下冰凌与伞裙间隙1 mm时，冰凌桥接复合绝缘子不会发生放电现象，非桥接且系统过电压时有放电危险；（2）均压环能够显著改善高压端与第一大伞间的电场分布；（3）均压环与金具连接点垂直距离为0 mm，外径306 mm、管径36 mm时高压端和高压端附近冰凌间隙最大场强达到较好配合。
为了探究E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料（E-glass fiber reinforced polymer，E-GFRP）的剪切性能，对E-GFRP进行了±45°拉伸试验、45°偏轴拉伸试验和层间剪切强度试验，研究了E-GFRP的面内（纵横）剪切强度、面内（纵横）剪切模量和层间剪切强度；探讨了E-GFRP剪切破坏的特征。依据现有的多种复合材料计算模型对试件的面内剪切模量进行计算并与试验结果对比，比较各计算模型的预测效果。结果表明：与45°偏轴拉伸试验相比，±45°轴向拉伸试验测定E-GFRP材料的剪切性能参数更可靠；各模型给出的面内弹性剪切模量预测值中，哈尔平-蔡（Halpin-Tsai）模型和王震鸣推荐公式的预测值与试验值吻合程度最好。
对不同电压等级架空输电线路的雷电防护特征进行比较分析，可为提出输电线路的雷电防护策略提供参考。以我国110 kV至 1 000 kV交流输电线路以及±500 kV至±800 kV直流输电线路为分析对象，对其绕击特征和反击特征进行了分析，并提出了不同电压等级输电线路雷电防护重点。110 kV和220 kV交流输电线路应重点关注反击问题；500 kV和750 kV交流输电线路应重点关注在高接地电阻地区的反击问题和山区的绕击问题；1 000 kV交流输电线路的反击闪络率极低，可考虑采用杆塔自然接地以降低建设成本，同时需关注山区的边相导线绕击问题；±500 kV、±660 kV和±800 kV直流输电线路应主要关注在山区的绕击闪络问题。
介绍了柔性交流输电技术（flexible AC transmission system，FACTS）的发展及应用现状，并针对江苏电网在规划发展中存在的问题，以过江中通道、南京西环网、苏州南部电网为例，通过系统仿真分析研究了在江苏电网中应用FACTS技术提高电网输电能力及稳定性的可行性。经研究发现：通过应用FACTS技术，能够有效控制电网潮流，提高现有电网的输电能力，从而避免了投资巨大、实施难度极大的过江通道及城市电缆输电通道的建设，并能够解决特高压直流双极闭锁等严重故障时电网可能出现的电压稳定问题。可见，在江苏电网应用FACTS技术可以显著提高电网的效率及安全性，能够取得良好的经济效益和社会效益。
模块化多电平换流器（modular multilevel converter， MMC）是一种新型的电压源换流器，已经成功应用于高压直流输电领域，发展前景广阔，然而桥臂环流的存在影响了MMC的工作特性和损耗，对环流进行抑制是MMC工程应用必须解决的问题。考虑到系统非线性、鲁棒性和动态性能的要求，引进自抗扰控制（active disturbance rejection control， ADRC）技术，基于自抗扰控制技术设计了一种MMC环流抑制器（circulating current suppressing controller， CCSC），所设计环流抑制器对MMC的环流详细模型依赖小，并具有优异的适应性和鲁棒性。最后通过在PSCAD/EMTDC环境下建立的两端MMC系统，仿真验证了所提出的环流抑制器的有效性。
多端直流具有直流互联、多电源供电和多落点受电等优势，成为直流输电技术的发展方向。控制保护技术作为制约多端直流发展的重要因素受到广泛关注。基于多端直流系统常用的并联接线形式，对双端直流线路保护原理在多端直流线路保护的适用性进行了分析。并根据多端直流线路的拓扑结构特点，利用故障行波波头到达各站的时间差异，能反映出故障点的位置信息，提出一种线路保护的故障支路判别方法。该判别方法，无需线路连接点的各支路电流，有助于故障快速隔离和系统恢复运行。
以太无源光网络（ethernet passive optical network，EPON）是一种新型的光纤接入网络技术,它具有低成本、高带宽、电磁干扰小、扩展性强、兼容性强等特点。在智能变电站中状态监测和视频监控系统数据量较大、实时性要求较低。采用EPON技术构建站内状态监测与视频监控系统，能够有效地解决出口带宽分配问题，且无需使用交换机，大大节省网络建设投资与全寿命周期维护成本，是智能变电站状态监测和视频监控系统有效的新型组网方案。分析了智能变电站状态监测和视频监控系统应用EPON技术的可行性，并提出220 kV智能变电站EPON网络构建方案，为智能变电站状态监测和视频监控系统的数据传输提供了一种新型方案。
铅炭电池是在铅酸电池的负极以不同方式加入具有双电层电容特性的炭，将铅酸电池的比能量优势和超级电容器大容量充放电的优点融合在一起的新型电池。铅炭电池具有高倍率充放电、浅充放状态下循环寿命长等优势，而这一优势正好与通过储能来平滑可再生能源输出、电网调频的功率需求相吻合。铅炭电池成本为150~200美元/（kW·h），是目前相对经济可行的电力储能技术路线之一。铅炭电池储能系统在光伏输出功率平滑和削峰填谷、风电输出功率平滑、电网调频示范项目中的成功应用，说明铅炭电池在电力储能方面具有很好的应用前景。
计划孤岛划分对于提高有源配电网中重要负荷的可靠性具有重要意义。为解决风力发电间歇性和不确定性对计划孤岛划分的影响，基于日前风电出力的预测曲线和储能出力的情况，首先构建了计划孤岛划分条件下的风储联合系统等效出力模型。然后，综合考虑负荷的重要等级和运行特点，建立了含风储系统的有源配电网计划孤岛划分模型，并采用深度优先的搜索思想，提出了一种快速、易实现的启发式孤岛划分算法。最后，以改进的美国PG&E69节点系统为算例进行验证分析。仿真结果表明：计划孤岛划分模型及求解算法能够较好兼顾风储系统的出力特点和负荷的重要等级，具有可行性和有效性。
填料是自然通风湿式冷却塔最主要的换热部分，其换热量占冷却塔总换热量的60%~70%，具有很大的节能潜力。针对填料层的布置方式，提出了用弧形填料层替代传统水平布置填料层的构想，并借助Fluent模拟软件，建立了湿式冷却塔弧形填料层的传热传质模型。研究对比了不同弧度的填料层布置对冷却塔热力性能的影响，并计算分析了不同环境侧风下，弧形填料层冷却塔内空气流场、出塔水温等参数的变化。研究结果表明：与传统的水平布置相比，弧形布置填料层增加了一部分换热面积，改善了雨区空气流场，从而增加了冷却塔的换热量，使冷却塔抽力增加，出塔水温降低；在环境侧风条件下，这种改善效果更加显著，以填料层弧度0.12 rad为例，当环境风速6 m/s时，出塔水温最高可降低0.36 ℃。
为了掌握某电厂2×660 MW超超临界锅炉在运行1.7～2.0万h后末级再热器多次发生氧化皮大面积剥落、堆积的原因，对该厂2台锅炉的末级过热器、后屏过热器、末级再热器TP347H管子割管取样分析。割管分析内容包括：化学成分分析、室温拉伸试验、硬度检验、金相检验等。分析结果表明：末级过热器和后屏过热器TP347H管子内壁存在1层细晶粒区（晶粒度9～10级），而高温再热器则整体均为粗晶区，内壁无细晶粒区。二者晶粒度的区别是导致仅高温再热器发生大面积氧化皮剥落堆积的主要原因。TP347H钢管晶粒度对其内壁氧化皮长大的速度的影响因素表现为材料晶粒越细小，晶界密度越大， Cr元素通过短路扩散方式的扩散速度越快，越有利于在TP347H管子内壁形成富Cr的氧化层，其抗蒸汽氧化能力越强。最后，对600 ℃温度等级的超超临界机组高温受热面的选材提出了建议。
