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2021年 第6期    刊出日期：2021-06-30

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研究与分析

直流C₄F₇N/CO₂混合气体电弧灭弧性能研究

王成丽, 李静, 曹云东, 于龙滨, 崔巨勇

2021(6):  1-6.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.001

摘要 ( 251 )   HTML ( 6)   PDF (1686KB) ( 211 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以SF₆、CO₂和体积分数为10%C₄F₇N-90%CO₂混合气体为研究对象,建立了CO₂、SF₆、C₄F₇N/CO₂混合气体在直流电源、单一喷口、固定电极条件下电弧模型。通过电弧径向温度分布和电弧能量的扩散速度,找到C₄F₇N/CO₂混合气体与纯CO₂、SF₆气体开断性能的主要差别及与开断性能密切相关的物性参数。研究结果表明,在相同条件下,C₄F₇N/CO2混合气体径向温度分布更接近于SF₆气体,其径向传热能力变强,电弧散热速度加快,说明C₄F₇N/CO₂混合气体有较优的熄弧特性,可用于SF₆替代气体断路器的研发。

基于小波分析的低压电弧特性识别模型的研究

单潇洁, 郑昕

2021(6):  7-14.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.002

摘要 ( 245 )   HTML ( 2)   PDF (1868KB) ( 170 )  

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为解决交流系统中电弧状态的准确检测、定量表征以及电弧电压在零后极短时间内变化特征不易识别等问题,提出一种基于不同小波变换特征的交流电弧识别模型。针对串联故障电弧和开关电弧的时频特征,分别构建了正交小波和二进小波两种识别模型并验证了其有效性。引入能量概念并结合二进小波,构建了小波能量谱模型,对开关电弧电压波形进行实际采集和分析,实现对不同负载条件下开关电弧状态的定量表征。仿真和实验结果表明,基于小波分析的交流电弧识别模型在电弧的特征识别与提取方面具有良好的效果,为电弧故障诊断和开关电弧在线监测的实现提供了理论基础和思路。

变负载自适应恒流/恒压充电复合拓扑WPT系统

徐文强, 钱祥忠, 梅豪杰

2021(6):  15-22.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.003

摘要 ( 263 )   HTML ( 3)   PDF (3277KB) ( 162 )  

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针对无线电能传输系统输出与切换问题,利用复合型LCC拓扑,实现了在固定谐振频率下对电池恒流/恒压充电模式自适应切换。首先分析得出了复合LCC补偿拓扑具备恒流和恒压输出能力;进一步提出基于反射阻抗基本理论的恒流/恒压控制策略,只需检测一次侧发射线圈两端的电压和流经一次侧发射线圈电流,即可控制开关自适应切换恒流和恒压两种充电模式。所提方法无需一次侧、二次侧间的通信以及额外的DC/DC变换器,降低整个系统的设计成本和控制复杂性。最后,搭建6.6 kW系统仿真平台以及66 W的实验样机,验证了所提方法具备自适应切换恒流/恒压充电的能力。

基于模糊综合评判的复合绝缘子老化状态评估方法

曹斌, 饶成诚, 代文良, 刘琨

2021(6):  23-29.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.004

摘要 ( 228 )   HTML ( 1)   PDF (1348KB) ( 188 )  

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首先选取14个复合绝缘子老化评估指标,进行整理分类,构建两层评估体系。然后对评估指标进行归一化处理并选定隶属函数,由改进层次分析法计算得出常权,引入基于均衡函数的变权模式,对常权重进行修正得到变权,从而建立复合绝缘子老化状态模糊综合评估方法。最后,基于老化评估模型,结合试验数据对所提方法的可行性进行了实例验证。验证表明,所提评估方法较常权评估模型更能够真实客观反映复合绝缘子的老化状态,对于指导复合绝缘子的检修与更换具有借鉴的意义。

集群储能电站节点选址-容量配置技术研究

顾素平, 卢明玥, 吴海涛, 李林

2021(6):  30-35.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.005

摘要 ( 239 )   HTML ( 1)   PDF (1522KB) ( 399 )  

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针对集群储能电站在风电并网电力系统中容量和选址规划问题,提出集群储能电站节点选址、容量配置方法。首先,针对功率传输分布系数,分析论证储能电站分区配容和有功调频能力的影响机理,提出储能电站定容和选址思路;其次,综合考虑系统功率敏感度相似度、有功调频及储能投资3个方面,以系统功率扰动敏感度对系统进行分区,以有功占比最小、发电站与储能电站等年值投资成本最小为目标构建集群储能电站定容-选址的一体化规划模型。最终,以Matpower工具中30节点电力系统网络为例,验证了所提方法的有效性和可行性。

建模与仿真

户外1 000 A低压熔断器温升特性研究

王国庆, 熊俊, 焦夏男, 刘春, 张琰, 刘浔

2021(6):  36-40.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.006

摘要 ( 298 )   HTML ( 1)   PDF (1011KB) ( 203 )  

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以一种常用的户外1 000 A低压熔断器为例,利用Ansys软件,研究了其温升、弧前时间随熔断器材料参数、环境温度、散热特性等多种因素下的变化规律。仿真结果表明,随着熔断器参数的改变,其温升特性、弧前时间、最高温升的变化规律是不一样的。环境温度的变化引起弧前时间的变化较小,而熔断器熔体电阻率、空气对流换热系数改变引起弧前时间的变化较大。若户外低压熔断器在额定电流附近的稳态温升超过熔断器材料熔点时,可导致户外低压熔断器发生轻熔断事故。

低压电器热过载保护及热双金属片仿真设计

许文良, 何为龙

2021(6):  41-46.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.007

摘要 ( 346 )   HTML ( 8)   PDF (1667KB) ( 416 )  

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热双金属片的设计是涉及电热、热变形及机械传动等多物理场耦合的多学科问题。以某型号小型断路器为例,重点介绍借助虚拟仿真技术手段,进行热双金属片仿真设计,并进行试验验证。

基于数字孪生的华东电网安控系统虚拟建模及实现

周毅, 周良才, 沈颖平

2021(6):  47-51.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.008

摘要 ( 338 )   HTML ( 11)   PDF (1935KB) ( 444 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

借鉴数字孪生的思想,通过综合多尺度电网运行信息,构建安控虚拟运行模型,并可对采集的控制系统装置信息进行校核、预警。最后,在华东电网的实际运行表明了方法的有效性。

基于NX Motion的万能式断路器动力学仿真

徐晓东, 连云飞, 高飞

2021(6):  52-57.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.009

摘要 ( 371 )   HTML ( 5)   PDF (2147KB) ( 259 )  

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在NX Motion中建立了某类型万能式断路器机构的动力学仿真模型,根据实际情况建立了运动副、接触、弹簧等。通过对万能式断路器动力学仿真分析,获得了万能式断路器的主轴转角、合分闸时间、上下连杆夹角、终压力、开距、超程、储能力矩、脱扣力等性能参数。通过上下连杆夹角分析可知,上下连杆合闸过程经过死点位置。通过仿真结果和试验结果进行对比,验证了仿真结果的准确性,为万能式断路器的设计和优化提供了参考和依据。万能式断路器动力学仿真技术相对传统方法,缩短开发周期,降低研发成本。

检测与试验

功率因数和合闸相角对小型断路器短路试验的影响

黄彬, 张宇星, 刘诚

2021(6):  58-62.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.010

摘要 ( 440 )   HTML ( 7)   PDF (2183KB) ( 278 )  

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短路试验是小型断路器的一项常规型式试验。GB/T 10963.1—2005中详细规定了短路试验对于试验参数(试验电压、试验电流、功率因数、合闸相角等)的相关要求,但没有明确功率因数和合闸相角对于短路试验的影响,给测试人员带来一定困扰。以短路电流数学表达式为切入点,结合常见的短路试验案例,从理论和试验两个方面明确了功率因数和合闸相角对小型断路器短路试验的影响,对加深断路器短路试验的理解有一定帮助。

基于控制器硬件在环的SVG模型参数测试方法

曹斌, 丛雨, 原帅, 张晓琳, 王琪, 王立强, 赵永飞

2021(6):  63-66.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.011

摘要 ( 240 )   HTML ( 2)   PDF (1362KB) ( 453 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对电压等级高、容量大等特点,现有检测装置无法满足模型参数测试需求的问题,提出基于控制器硬件在环的SVG模型参数测试方法。首先基于电力系统仿真分析要求,提出SVG模型参数需求并选取测试工况,然后建立控制器硬件在环仿真的模型参数测试平台,对SVG核心部件——控制器开展模型参数测试,随后将硬件在环测试数据作为实测数据开展SVG模型参数计算工作。最后,基于某SVG测试案例验证所提方法的可行性与正确性。

基于DSP的电网频率检测方法的比较分析

吴卫东, 黄芳, 王国忠, 曹叶峰, 潘丽杰, 赵飞

2021(6):  67-72.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.012

摘要 ( 249 )   HTML ( 6)   PDF (2041KB) ( 301 )  

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对比分析了软件过零点检测、硬件过零点检测和FFT频率检测,选用软件过零点检测方式进行DSP选相合闸控制设计。所设计的控制系统具有高速的数据采集分析能力,在电源电压变化到指定的角度时导通电路,实现精准选相控制。

塑壳断路器的交、直流短路分断特性对比研究

彭陈仡, 程少勇, 付志超

2021(6):  73-78.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.013

摘要 ( 517 )   HTML ( 7)   PDF (2407KB) ( 347 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

基于所设计的塑壳断路器物理样机,开展试验研究。对比分析了交、直流短路分断特性、分断原理和关键影响因素。研究发现,电弧电压和恢复电压分别为直流分断和交流分断的重要影响因素。预期电流幅值和气吹效应则不同程度地同时影响交、直流分断,设计塑壳断路器时应对其给予充分关注。

配网技术与系统

分布式电源接入对配电网运行指标的影响评估

李国栋, 王峥, 郝帅, 赵凤展, 张启承, 刘创华, 满玉岩

2021(6):  79-85.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.014

摘要 ( 294 )   HTML ( 3)   PDF (1783KB) ( 630 )  

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分布式电源(DG)接入的节点位置及接入容量会对电压偏差、节点静态电压稳定和网络损耗产生相应的影响。为了量化评估这些影响,首先定义了系统电压偏差性指标、系统静态电压稳定性指标和系统网络损耗指标,进而提出了以系统电压偏差变化、系统静态电压稳定性提升和系统网络损耗变化为基础的DG接入配电网的综合影响指标,并借助IEEE 33节点系统分析了指标的价值与意义。

计及双馈风机接入的配电网无功优化

李竹星, 卢家麟, 高琪, 尹军, 路广才

2021(6):  86-91.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.015

摘要 ( 223 )   HTML ( 2)   PDF (1765KB) ( 211 )  

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基于风功率具有间歇性和随机性,针对提高发电侧功率预测精度以及利用双馈风机自身无功补偿能力以改善传统的无功优化模型,首先根据天气预报和风电场历史出力数据,采用粒子群算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,利用改进的BP神经网络算法预测风机出力曲线;然后以有功网损和各支路电压偏差最小为目标函数,考虑双馈风机自身无功补偿能力与传统无功优化措施相结合,采用粒子群算法对所述无功优化模型进行求解。最后,以改进的IEEE 30节点系统进行仿真验证。结果表明,研究对提高配电网的电压安全水平,降低电网损耗具有实际意义。

计及边缘计算任务分配优化的电能质量分析

李学军, 郭建华, 赵尔敏, 张振南, 魏凯, 袁铁江

2021(6):  92-98.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.016

摘要 ( 247 )   HTML ( 2)   PDF (1782KB) ( 245 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对传统的电能质量分析需要在低压侧部署大量的监测站,且对通信通道和计算设备的数据传输能力及计算能力有一定要求,提出一种计及边缘计算任务分配优化的电能质量分析方法。首先构建云边协同模式下的电能质量分析系统框架,将电能质量分析算法希尔伯特-黄变换(HHT)部署于边缘层,从而构建一种基于边缘计算的电能质量分析模型;然后分析电能质量监测的任务分配问题,利用遗传算法对其进行求解,生成最优任务分配策略。以某一台区下的电能数据为例,验证了所提方法的可靠性和准确性,同时将任务分配优化后的结果和现有方法对比,所提方法具有更低的能效代价,可广泛应用于实际工程。

计及DG与多元化负荷的配电网供电能力裕度问题研究

徐海栋, 黄明

2021(6):  99-105.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.017

摘要 ( 284 )   HTML ( 1)   PDF (1832KB) ( 161 )  

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为了解决光伏发电、水力发电等分布式电源,以及电动汽车、储能元件等多元化负荷接入配电网后对其供电能力及裕度的影响,首先建立了配电网最大供电能力及裕度模型,明确其目标函数及约束条件;然后基于分布式电源与多元化负荷对配电网供电能力的影响,建立了计及分布式电源与多元化负荷的配电网最大供电能力及裕度模型;最后采用简化粒子群算法开展计算。经过一个实际配电网的应用,证明了所提算法能够很好地为分布式电源及多元化负荷接入电网提供参考,具有优化性与有效性,并为低碳绿色电网工作的推进奠定扎实的基础。

标准研究与分析

带自检功能的剩余电流动作保护器标准研究

李人杰, 王宇轩

2021(6):  106-109.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.06.018

摘要 ( 278 )   HTML ( 9)   PDF (851KB) ( 215 )  

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简述了剩余电流动作保护器的概况,重点剖析了其失效情况,提出带自检功能的剩余电流动作保护器技术路线。最后,重点对比介绍了国内外带自检功能的剩余电流动作保护器标准。

信息之窗

机器人+智能建造,打造绚丽多彩的现代建筑

集团有限公司科普团队

2021(6):  110-113. 

摘要 ( 69 )   HTML ( 5)   PDF (727KB) ( 26 )  

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