具备故障选极能力的高压直流输电线路差动保护新原理 被引量：32

1

作者 郑俊超 文明浩 +2 位作者 秦瑜 陈玉 余斌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第15期4350-4358,共9页

为解决传统高压直流输电线路差动保护无法快速响应区内故障的难题,该文提出一种具备故障选极能力的新型差动保护方案。直流线路两端测量电压、电流经过合适截止频率的低通滤波器处理后,沿线电压可近似视为线性分布。利用线性分布电压计... 为解决传统高压直流输电线路差动保护无法快速响应区内故障的难题,该文提出一种具备故障选极能力的新型差动保护方案。直流线路两端测量电压、电流经过合适截止频率的低通滤波器处理后,沿线电压可近似视为线性分布。利用线性分布电压计算沿线分布电容电流并对其补偿后,提出一种新型直流线路差动保护方案;进一步降低滤波器截止频率,分布电容电流将减小至可被忽略,因而可通过比较滤波后两极差流选出故障极。采用云广±800kV高压直流输电系统仿真模型对保护新原理进行验证,大量仿真结果表明,在不同故障情况下,新保护方案均能快速、准确地区分区内外故障并选出故障极,并且在高阻接地故障时仍具有较高的灵敏度。 展开更多

关键词 高压直流输电系统(HVDC) 差动保护 故障选极 分布电容电流 低通滤波

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计及拓扑结构的时间Petri网故障诊断模型 被引量：16

2

作者 徐彪 尹项根 +1 位作者 张哲 李旭升 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期2723-2735,共13页

故障元件的快速准确识别是电力系统故障应急处置的首要环节,是电网在线调控运行的重点工作之一。针对现有基于Petri网的电网故障诊断方法未能充分利用系统拓扑信息以及告警时序信息等问题,提出一种计及拓扑结构的时间Petri网故障诊断模... 故障元件的快速准确识别是电力系统故障应急处置的首要环节,是电网在线调控运行的重点工作之一。针对现有基于Petri网的电网故障诊断方法未能充分利用系统拓扑信息以及告警时序信息等问题,提出一种计及拓扑结构的时间Petri网故障诊断模型。首先,从系统的拓扑描述及告警信息的时序推理出发,定义了时间Petri网故障诊断模型,并给出了其图形建模及矩阵描述;其次,从保护逻辑出发,重点分析了断路器失灵保护以及远后备保护推理路径的拓扑映射转换规则,在此基础上给出了时间Petri网模型的推理流程及其矩阵推理算法,无需遍历便能够快速得到各疑似元件的故障置信概率及其时序点约束区间;最后,IEEE 39节点系统算例的仿真结果验证了所提故障诊断方法的有效性、容错性及适应性。 展开更多

关键词 故障诊断 时间PETRI网 拓扑描述 映射转换 时序推理

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盐密与盐度对不同型式绝缘子串交流人工污秽闪络特性的影响 被引量：13

3

作者 何正浩 王昱晴 +2 位作者 宋思齐 张丹丹 罗亚运 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3810-3815,共6页

绝缘子的污秽闪络特性是输电线路外绝缘选择的重要依据之一。除了盐密与灰密对绝缘子的污秽闪络特性的影响,关于盐雾盐度对绝缘子闪络特性的影响也不容忽视。因此通过在人工污秽试验室内对表面积污绝缘子在盐雾环境下的污秽闪络进行了模... 绝缘子的污秽闪络特性是输电线路外绝缘选择的重要依据之一。除了盐密与灰密对绝缘子的污秽闪络特性的影响,关于盐雾盐度对绝缘子闪络特性的影响也不容忽视。因此通过在人工污秽试验室内对表面积污绝缘子在盐雾环境下的污秽闪络进行了模拟,得到3种型号绝缘子在不同等值盐密、不同盐雾盐度下的污闪电压,并进行了闪络电压公式的拟合。通过对试验结果的分析可知:绝缘子在盐雾环境下的污闪电压仍与盐密值成幂函数关系;且随着盐雾盐度的增大,绝缘子闪络电压降低,两者也成幂函数关系。 展开更多

关键词 绝缘子 污秽闪络 海洋盐雾 盐密:盐度 闪络电压

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基于开–闭滤波和多分辨形态梯度的直流线路纵联保护新原理 被引量：10

4

作者 周余涵 张哲 +2 位作者 韩杰祥 尹项根 黄金朋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1897-1905,共9页

在传统的高压直流输电线路保护中,行波保护动作速度快,但反映过渡电阻的能力较弱。纵差保护虽具有良好的反映高阻接地故障的能力,但为防止电容电流造成保护误动,其动作时间较长。为了解决现阶段传统保护存在的问题,提出基于开–闭滤波(o... 在传统的高压直流输电线路保护中,行波保护动作速度快,但反映过渡电阻的能力较弱。纵差保护虽具有良好的反映高阻接地故障的能力,但为防止电容电流造成保护误动,其动作时间较长。为了解决现阶段传统保护存在的问题,提出基于开–闭滤波(open-closefiltering)和多分辨形态梯度(multi-resolutionmorphologicalgradient,MMG)的纵联保护新原理。该原理根据内、外部故障时,整流侧与逆变侧短路电流波形变化特征差异,先利用数学形态学中的开–闭滤波滤除电流中的高频谐波和噪声,再利用多分辨形态梯度进行波形特征辨识,通过纵联通道,获取两侧波形特征辨识结果,进行综合判断,以区分内外部故障。仿真结果表明,所提出的纵联保护新原理动作速度快、反映接地电阻能力强,具备很强的抗噪能力,无需电容电流补偿。 展开更多

关键词 高压直流输电系统(HVDC) 纵联保护 波形识别 数学形态学

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计及直流调节能力的含风电电力系统储能优化配置 被引量：9

5

作者 彭穗 龚贤夫 +5 位作者 刘新苗 卢洵 吴云芸 薛熙臻 周博 艾小猛 《中国电力》 CSCD 北大核心 2022年第1期37-45,共9页

随着风电装机容量的不断增加,电力系统对储能等灵活性调节资源的需求增加。而交直流混联电网是实现大规模风电并网、输送和消纳的基础。针对上述背景,提出一种计及直流调节能力的含风电电力系统储能优化配置方法,在促进新能源消纳的同... 随着风电装机容量的不断增加,电力系统对储能等灵活性调节资源的需求增加。而交直流混联电网是实现大规模风电并网、输送和消纳的基础。针对上述背景,提出一种计及直流调节能力的含风电电力系统储能优化配置方法,在促进新能源消纳的同时减少储能投资成本。首先,考虑到风电功率和负荷具有随机性、不确定性等特点,通过场景分析法来处理风电和负荷的随机性。其次,构建输送功率可调节的直流线路模型,并考虑储能配置和运行约束、交流电网约束等约束,建立计及直流调节能力的储能配置多场景随机优化模型。最后,以修改的IEEE14节点系统为例,进行了多个储能配置方案的对比分析,结果表明,所提方法能够提升系统对风电的消纳能力,减少对储能的需求,保证含风电电力系统运行的经济性。 展开更多

关键词 储能配置 随机优化 电压源型换流器 二阶锥规划 交直流混联电网

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带转子参数辩识的五相感应电动机无速度传感器控制策略研究 被引量：9

6

作者 孔武斌 黄进 +2 位作者 曲荣海 康敏 李健 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期532-539,共8页

多相感应电机具有多平面特性,该文以五相感应电机为例,利用基波平面和三次谐波平面的正交特性,实现两个平面参数的并行辨识。其一,为实现宽范围的无速度传感器运行,克服传统滑模观测器低速性能差等缺点,在三次谐波平面中采用带定子电阻... 多相感应电机具有多平面特性,该文以五相感应电机为例,利用基波平面和三次谐波平面的正交特性,实现两个平面参数的并行辨识。其一,为实现宽范围的无速度传感器运行,克服传统滑模观测器低速性能差等缺点,在三次谐波平面中采用带定子电阻辨识的滑模速度观测器。其二,基波平面采用转子时间常数在线观测算法,消除因温度、集肤等引起转子参数变化的负面效应,为无速度传感器算法提供精确的电机参数,进一步提高电机瞬态性能。为此,构建了一套五相感应电机控制系统,仿真和实验结果证明了带转子参数辨识无速度传感器控制策略的可行性。 展开更多

关键词 多相感应电机 基波平面 三次谐波平面 无速度传感器 转子参数辨识

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涂污绝缘子在盐雾环境下的交流闪络特性研究 被引量：9

7

作者 王昱晴 宋思齐 +5 位作者 罗亚运 肖黎明 张丹丹 王绥瑜 陈钦柱 何正浩 《电瓷避雷器》 CAS 北大核心 2015年第5期11-15,共5页

在人工污秽实验室内对积污绝缘子在盐雾环境下的污秽闪络进行了模拟,得到三种类型绝缘子在不同盐密、不同盐雾盐度下的污闪电压及闪络电压梯度。试验结果表明:盐雾对绝缘子闪络电压的影响远大于盐密;结合海南实际污秽情况与海水电导率,... 在人工污秽实验室内对积污绝缘子在盐雾环境下的污秽闪络进行了模拟,得到三种类型绝缘子在不同盐密、不同盐雾盐度下的污闪电压及闪络电压梯度。试验结果表明:盐雾对绝缘子闪络电压的影响远大于盐密;结合海南实际污秽情况与海水电导率,在高盐密下,绝缘子闪络电压下降不超过20%,而在高盐度下,绝缘子的污秽闪络电压会下降40%以上;由此证明在沿海地区,仅用等值盐密、灰密为依据进行外绝缘配置会使外绝缘配置不足,存在事故隐患。 展开更多

关键词 绝缘子 盐雾 等值盐密 人工污秽试验 污秽闪络电压 闪络电压梯度

原文传递

电力系统机电动态过程中时变幅频内电势激励下的功率特性 被引量：9

8

作者 杨晖 袁小明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期3079-3089,共11页

机电动态过程中,伴随着励磁及转子转速的变化,电力系统各台发电机内电势节点幅值和频率均为时变量。建立各台发电机输出的功率与各内电势节点状态的解析化关系(即电力系统的功率特性方程),是分析大系统机电动态过程及其稳定性的基础。... 机电动态过程中,伴随着励磁及转子转速的变化,电力系统各台发电机内电势节点幅值和频率均为时变量。建立各台发电机输出的功率与各内电势节点状态的解析化关系(即电力系统的功率特性方程),是分析大系统机电动态过程及其稳定性的基础。目前相关研究大多是基于相量来描述内电势进而建立与功率的关系,因为受到"准稳态"假定的限制,所以不能反映出各内电势节点的频率这一状态的变化对发电机输出功率变化的影响。针对这一问题,该文基于瞬时幅值和瞬时频率描述内电势,根据线路电感元件的时域积分方程首先刻画功率与内电势节点状态的原始解析关系;然后,通过对原始关系进行适当简化,在两机系统中建立用于机电动态过程研究的功率特性方程。该方程能反映出系统中各内电势节点的幅值及频率等状态的变化对发电机输出功率变化的影响,不受"准稳态"假定束缚,并且数学形式简洁,具有工程实用价值。最后,在Matlab/Simulink中验证了所建功率特性方程的有效性,并讨论了拓展至多机系统的基本思路。 展开更多

关键词 电力系统功率特性 内电势 交流输电线路 机电动态过程 瞬时频率

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时变幅频信号下的三相系统动态过程有功及无功功率物理概念理解与数学计算 被引量：7

9

作者 杨晖 袁小明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期548-558,共11页

电力系统动态过程中,其三相交流电压和电流电气量的幅值及频率实质上均为时变量,故该文称其为时变幅频信号。目前,在电压和电流的幅值、频率随时间任意变化的系统动态情况下,如何正确理解三相有功及无功功率的物理概念,相关的研究工作... 电力系统动态过程中,其三相交流电压和电流电气量的幅值及频率实质上均为时变量,故该文称其为时变幅频信号。目前,在电压和电流的幅值、频率随时间任意变化的系统动态情况下,如何正确理解三相有功及无功功率的物理概念,相关的研究工作还尚未开展。为此,该文以瞬时幅值和瞬时频率描述动态过程中的电压、电流电气量,同时给出时变幅频信号下三相交流电压和电流的解析表达式,然后依据三相系统基本的有功及无功功率物理含义,通过对时变幅频信号下的电流空间旋转矢量进行正交分解,得到各相有功、无功电流和各相瞬时功率有功、无功分量的表达式,并推导出三相有功及无功功率的计算公式。该文在时变幅频信号下所阐释与计算的有功及无功功率具有明确的物理意义和简明的数学形式,适用于系统动态过程电压和电流的幅值、频率随时间任意变化的情况,从而克服了传统功率理论仅针对正弦稳态电路的局限性。最后通过Matlab/Simulink中的时域仿真说明该文对传统正弦稳态三相系统功率理论进行推广的有效性。 展开更多

关键词 电力系统 动态过程 三相有功无功功率 时变幅频信号 功率计算

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交直流配电网小信号模型和直流侧低频振荡分析 被引量：6

10

作者 陈庆 范栋琛 +3 位作者 王晨清 刘文凯 袁晓冬 袁小明 《电力工程技术》 北大核心 2022年第1期117-125,200,共10页

交直流配电网发展迅猛、应用广泛,其稳定性是行业关注的焦点。文中针对某交直流配电网工程调试阶段出现的直流侧低频振荡现象,开展稳定性分析。文中首先在小信号建模基础上,采用特征值分析方法,分析电网强度、功率水平、控制参数3种因... 交直流配电网发展迅猛、应用广泛,其稳定性是行业关注的焦点。文中针对某交直流配电网工程调试阶段出现的直流侧低频振荡现象,开展稳定性分析。文中首先在小信号建模基础上,采用特征值分析方法,分析电网强度、功率水平、控制参数3种因素对低频振荡的影响。随后,文中提出改变控制器参数和增加附加控制器的振荡抑制措施。理论和仿真分析表明:弱电网会影响电压源型变换器(VSC)的稳定性;375 V直流侧功率增大至超过额定功率时会发生低频振荡;Buck变换器电流内环比例积分(PI)控制器积分系数不影响系统的稳定性,但影响振荡发生后的振荡频率,电压外环PI控制器比例系数过小或积分系数过大会造成系统不稳定;改变Buck变换器电压外环PI控制器参数和增加附加控制器可有效抑制低频振荡。文中针对实际交直流配电网振荡影响因素的理论及仿真分析,对其他交直流配电网工程调试及运行分析具有借鉴意义。 展开更多

关键词 交直流配电网 小信号模型 特征值分析 低频振荡 附加控制器 振荡抑制

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基于PET控制特性的交直流配电网直流侧低频振荡分析 被引量：1

11

作者 范栋琛 张宸宇 +3 位作者 姜云龙 刘文凯 袁宇波 袁小明 《电力工程技术》 北大核心 2023年第3期36-43,共8页

随着新能源、储能和柔性直流技术的发展,交直流混合配电网逐渐成为未来配电网的重要发展方向,大量电力电子设备接入给配电网带来了低频振荡等动态问题。为深入研究交直流混合配电网直流侧低频振荡问题,文中根据交直流配电网系统实际工... 随着新能源、储能和柔性直流技术的发展,交直流混合配电网逐渐成为未来配电网的重要发展方向,大量电力电子设备接入给配电网带来了低频振荡等动态问题。为深入研究交直流混合配电网直流侧低频振荡问题,文中根据交直流配电网系统实际工程应用,对电力电子变压器主阀塔中的H桥串联和隔离型双向有源桥结构、三相逆变器以及三相Buck变换器等关键环节进行详细建模。通过时域仿真,复现了该交直流配电网实际工程中直流侧的4 Hz低频振荡现象,验证了所建数学模型的正确性。基于所建数学模型对功率和控制器参数等关键影响因素进行了定性分析,最终得出结论如下:功率水平、Buck环节电压环控制参数影响系统稳定性;Buck环节电流环积分系数影响振荡频率。 展开更多

关键词 交直流配电网 电力电子变压器 低频振荡 三相Buck变换器 时域仿真 振荡原因

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面向系统电压动力学演化过程分析的电力电子并网设备内电势幅值运动机制研究

12

作者 万民惠 袁小明 胡家兵 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第19期7592-7604,共13页

系统电压和频率演化机制认识一直是开展电力系统稳定、控制和保护等研究的重要基础。针对系统频率演化问题,已有研究以转子运动方程所刻画的内电势频率运动机制为核心形成了频率同步过程的直观认识。而针对系统电压演化问题,由于不明确... 系统电压和频率演化机制认识一直是开展电力系统稳定、控制和保护等研究的重要基础。针对系统频率演化问题,已有研究以转子运动方程所刻画的内电势频率运动机制为核心形成了频率同步过程的直观认识。而针对系统电压演化问题,由于不明确驱使内电势幅值运动的激励力和支撑内电势幅值运动的物质特性,没有形成与内电势频率运动机制相对应的内电势幅值运动机制认识,更未能结合网络特性开展物理概念明确的电压动力学演化过程研究。随着电力电子设备持续大规模并网,电压问题愈加凸显,亟需更加深入地认识系统电压演化过程。因此,文中首先从设备调节内电势幅值/频率的基本原理出发,明确无功不平衡是驱使内电势幅值运动的主要激励力,并以双馈风机(doubly-fedinduction generator-based wind turbine,DFIG-based WT)为例构建无功/端电压不同控制目标下内电势幅值/频率响应模型。然后,基于三相系统动态过程中无功功率的物理内涵,建立支撑内电势幅值运动的无功不平衡存储特性的直观认识,从而通过类比频率运动机制,指出内电势幅值是反映无功不平衡存储水平的状态。最后,在含DFIG-basedWT单机系统中分析考虑不同控制目标时的电压动力学演化过程,并初步探讨多机系统电压动力学演化过程的研究思路。 展开更多

关键词 动力学演化过程 内电势幅值/频率 运动机制 无功功率 电力电子设备 双馈风机

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基于时变幅频“相量”序列的交流电力系统电感元件端口电流及功率分析

13

作者 杨晖 袁小明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期4261-4272,共12页

在实际交流系统中,伴随励磁及转子转速的变化,各台发电机内电势节点的幅值/频率为时变量。相量法作为分析正弦稳态电路的经典方法,已在电力系统分析中得到广泛的应用。该文针对交流输电线中的电感元件,根据其各相电压/电流瞬时值之间的... 在实际交流系统中,伴随励磁及转子转速的变化,各台发电机内电势节点的幅值/频率为时变量。相量法作为分析正弦稳态电路的经典方法,已在电力系统分析中得到广泛的应用。该文针对交流输电线中的电感元件,根据其各相电压/电流瞬时值之间的时域积分关系,首先得到输电线端口的有功/无功功率与内电势幅值/频率状态之间的无穷项级数原始数学关系,进而基于该原始关系,提出时变幅频“相量”序列的新概念,对端口电流及功率的形成机制与影响因素进行分析和探讨。所提出的新概念可以把传统正弦稳态电路分析的相量法拓展至交流电力系统的动态过程,同时,利用“相量图”的几何化描述手段。该方法也为工程上简化与利用交流输电线端口功率与内电势的原始数学关系提供了一定参考。最后时域仿真验证了方法及结论的有效性。 展开更多

关键词 交流电力系统动态过程 时变幅频内电势 端口电流及功率 时变幅频“相量”序列 电感

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大功率能源模块中的石墨电极气体开关系统 被引量：3

14

作者 俞斌 李黎 +4 位作者 葛亚峰 鲍超斌 刘云龙 谢龙君 林福昌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期153-157,共5页

探讨了大功率脉冲电源模块中主放电开关和预电离开关整体系统的设计、制造和试验过程。在主放电回路中选择石墨型两电极气体开关作为主开关,因为其在高峰值和快上升沿时间电流的作用下具有很长的工作寿命,并由此构建了基于脉冲变压器的... 探讨了大功率脉冲电源模块中主放电开关和预电离开关整体系统的设计、制造和试验过程。在主放电回路中选择石墨型两电极气体开关作为主开关,因为其在高峰值和快上升沿时间电流的作用下具有很长的工作寿命,并由此构建了基于脉冲变压器的主开关触发器,其中气路控制装置是该系统的辅助设备。在预电离回路中选择石墨型三电极气体开关作为放电开关,并给出了能够同时输出高电压和大电流的预电离开关触发器的设计原理。最后,电气特性测试实验表明两电极主开关峰值电流超过700kA,总转移电荷量超过200kC,此外通过更换电极,开关的寿命可以延长。预电离开关在充气230kPa绝对气压、充电电压23kV下,击穿时延平均值为7.5μs,时延抖动为0.656μs;预电离开关寿命试验的结果显示开关工作4000发次后石墨电极无需更换,开关的总转移电荷量超过10kC。 展开更多

关键词 石墨电极 两电极气体开关 三电极气体开关 能源模块 触发器

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