我国550 kV开关的额定短路开断电流亟需从63 kA提高至80 kA,且自能式断路器在大容量开断方面具有较大优势。通过构建考虑多阀片连续运动的磁流体动力学模型,对一款550 kV自能式断路器在63 kA和80 kA短路电流下的电弧开断过程展开仿真分析,获取单向阀、回气阀和泄压阀的受力运动特性。研究表明,不同短路电流作用下各阀片受力特性相似。短路电流越大,单向阀关闭时刻越早,运动速度越快且峰值达25.5 m/s,同时膨胀室内冷热气体混合更充分;回气阀在燃弧阶段相对右侧壁面保持静止;泄压阀在燃弧3.90 ms后于初始位置右侧作往复运动,最远位置可达339.54 mm。
接触电阻是低压控制电器的关键参数。首先在梳理电接触的理论模型的基础上,提出一种考虑粗糙表面特征的接触电阻仿真分析方法。然后研究接触区域特征、接触电阻与压力载荷的依赖关系。最后,与光滑表面接触电阻计算结果对比,确认接触斑点具有随压力载荷奇异性变化的特征,这也是接触电阻非线性变化的根本原因。
针对工业园区复杂能源系统存在的能源利用率低及风电浪费严重等问题,提出一种考虑电气双向耦合的风光氢储综合能源系统运行优化方法。首先,建立考虑电气双向耦合的工业园区综合能源系统模型;其次,以系统总成本、运行能效、碳排放等为目标建立多目标函数,同时考虑设备、联络线、功率平衡等约束;最后,运用Pareto前沿将多目标问题转化为单目标问题,并采用动态差分进化算法分别对工业园区3种运行模式进行计算分析。仿真结果表明,所提方法有效促进了工业园区风电消纳,提高了园区综合能源利用效率,提升了系统运行环保性和灵活性,降低了系统运行总成本。
随着可再生能源的普及,配电网新能源消纳成为主要问题。考虑到柔性互联装置在大城市的应用背景,为提升配电网消纳能力,提出一种考虑网络重构的柔性互联配电网新能源消纳能力鲁棒优化方法。首先,分析智能软开关(SOP)与网络重构的原理;接着,建立考虑SOP与网络重构的新能源消纳能力模型,利用凸松弛技术将非线性模型转化为二阶锥规划模型(SOCP);然后,考虑新能源出力的不确定性,建立两阶段鲁棒优化模型,并用列与约束生成(C&CG)算法求解。在IEEE 33节点系统上验证算法有效性,结果表明SOP与网络重构的协同优化有助于提升中压配电网的新能源消纳能力。
针对电池健康状况 (SOH)的预测,提出一种集成分类提升(CatBoost )算法和自回归差动平均(ARIMA)模型的SOH估算方法。通过时间序列分析提取特征并获取 ARIMA 模型残差,将其作为额外特征经 CatBoost算法处理,构建增强数据集进行预测。实验结果表明,所提方法显著提升了预测性能,最佳均方根误差(RMSE) 达到 0.004 6,平均绝对误差 (MAE)达到0.003 4,拟合度(R2)达到 0.999 4,相比仅使用初始数据的模型具有更高的准确性和稳定性。
基于新能源电力系统的不断建设,研究新能源功率与气象间的关联特性迫在眉睫,提出一种基于敏感气象特征因子筛选与粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)模型调优的新能源功率滚动预测算法。首先基于皮尔逊相关系数、互信息熵分析气象因子与功率的关联特性,并基于D-S证据理论计算优化组合后的相关性指标筛选敏感气象特征因子,利用粒子群优化(PSO)算法对支持向量机(SVM)新能源发电预测模型进行参数全局调优。然后结合新能源运行数据,建立滚动预测模型。最后通过实验验证分析,结果表明所提预测模型可有效提升新能源发电预测精度。
基于有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)的并网逆变器存在预测电流误差,且滤波器电感参数失配将会进一步增大该误差的问题,提出了基于自适应误差校正的并网逆变器模型预测控制(MPC)方法。首先建立基于FCS-MPC的并网逆变器模型,研究了预测电流误差产生的原因;然后在电流预测模型中加入误差校正环节,通过扩展卡尔曼滤波器( EKF)实时辨识滤波器电感参数,能在电感参数失配的情况下自适应地修正MPC的参考电流,抑制网侧电流谐波分量。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。
针对5.3 A控制保护开关的剩余使用寿命预测,研究发现随着开关的性能退化,触头弹跳现象会越来越明显,开关的反力特性也会随之改变。通过触头弹跳的变化,将声音信号与开关的弹簧刚度等特性相联系;通过反力特性的变化,将开关的电寿命与开关的弹簧刚度等特性相联系,从而将声音信号与电寿命相联系。通过声音信号的变化趋势,即可对开关进行剩余使用寿命预测。实验表明,基于声纹对电寿命为分合0次、分合100次、分合120 000次、分合160 000次的识别准确率达96.40%,对开关的更换具有指导意义,又因声纹监测的非接触式的特点,故对高压设备维护具有借鉴意义。
电网JP柜剩余电流动作断路器短路分断低,但国网抽检要求一次通过,需确保其低分断能力可靠性。通过比较分析不同静触头结构,确认下进线U型静触头适合低分断,可提高电动斥力,缩短分断时间;气吹能加快转移电弧,提高电弧电压,防止背后击穿;调整触头压力,避开临界分断,小壳架临界点限制在抽检区间外,大壳架完全由瞬动脱扣操作机构分断,瞬动时间越短分断速度越快。通过短路分断对比试验,结果表明U型静触头、气吹、触头压力、瞬动脱扣时间可提高低分断稳定性。
基于大量工程经验,大功率转换接触器常闭触头的可靠性低于常开触头,且常闭触头粘接是导致大功率转换接触器失效的重要原因。以大功率转换接触器为研究实例,根据试验问题开展故障树分析。首先确定触头材料抗熔焊性能欠佳和电磁吸力不足是导致大功率转换接触器触头粘接失效的主要原因;然后通过更换触头材料和优化加工方法,提高触头的抗熔焊性能,同时优化电磁系统设计,减小磁间隙,增大电磁吸力。最后,对采取优化方案的样品进行寿命等试验验证。试验结果证明了优化方案的有效性,解决了大功率转换接触器常闭触头粘接问题。
