湖南电力

特约主编寄语

黄道春

2023, 43(2): 1-2.

摘要 ( 22 )

PDF (1027KB) ( 113 )

相关文章 | 计量指标

有机污秽浸润对甲基二氧化硅超疏水涂层防污闪性能的影响

王晟伍, 邹乔戈, 李黎, 陈俊武, 谢毅

2023, 43(2): 3-7. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.001

摘要 ( 81 )

PDF (3667KB) ( 201 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

有机污秽沉积并浸润于甲基二氧化硅超疏水涂层表面,将导致涂层的自清洁性能下降,进而导致涂层在脏污湿润环境条件下的绝缘强度下降。目前尚且缺少关于有机污秽浸润对于甲基二氧化硅超疏水涂层表面绝缘强度影响特性的研究。基于此,制备具有绝缘性能的甲基二氧化硅超疏水涂层样品,使用烷烃类有机物进行不同程度和方式的浸润后,为反映绝缘强度,测量了涂层样品在脏污湿润条件下的泄漏电流幅值。结果表明,在试验条件下,将有机污秽浸润面积增大至3倍时,甲基二氧化硅超疏水涂层表面泄漏电流幅值升高50%以上;增大有机污秽位置的分散程度,涂层泄漏电流幅值下降了16%左右。重度有机浸润的试验条件下,甲基二氧化硅超疏水涂层水滴静态接触角和滚动角分别下降10°和增大7°以上。

基于综合评价函数的12 kV开关柜除凝露加热器布置方法

许俊炜, 舒胜文, 占兆璇, 卞志文, 林一泓

2023, 43(2): 8-13. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.002

摘要 ( 83 )

PDF (2748KB) ( 101 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

高湿环境下开关柜容易受潮形成凝露,导致柜内电气设备的绝缘性能急剧下降。为提高开关柜应对潮湿环境的能力,以12 kV高压开关柜为例,提出一种考虑温升幅度、温升均匀性、除湿能力的加热器布置综合评价方法。首先,基于加热器布置综合评价方法开展加热器优化配置试验,选取最优加热器布置方案;然后,在加热器优化配置试验的基础上开展除凝露试验,验证加热器布置方案在高湿环境中的除湿性能;最后,结合温度-流体多物理场数值仿真,研究安装加热器条件下的温度和流场分布。结果表明:3个50 W加热器方案在综合评价方法的两种权重系数选取策略下均为最佳,最优加热器布置方案能在4.5 h内完全除凝露且不造成绝缘件过度加热。

基于微波透射法的硅橡胶老化检测试验分析

李慧慧, 张博明, 黎子晋, 黎鹏, 吴田

2023, 43(2): 14-18. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.003

摘要 ( 74 )

PDF (3569KB) ( 138 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对复合绝缘子伞裙及护套老化问题,提出基于微波透射法的硅橡胶材料老化检测方法。开展了硅橡胶人工加速老化试验,搭建了微波无损检测试验平台进行硅橡胶微波无损检测试验,分析了不同老化程度硅橡胶透射系数S₂₁的变化规律,并通过数值仿真揭示了微波透射法检测硅橡胶老化状态的机理。结果表明:硅橡胶老化后,由于介电特性的改变,透射系数S₂₁的幅值会发生改变,通过ΔS₂₁的大小可表征硅橡胶的老化程度。该研究对复合绝缘子老化状态检测具有重要意义。

油纸电容式套管主绝缘的介电特性与结构设计

刘道生, 邹彬, 陈星蓉, 王仕会

2023, 43(2): 19-23. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.004

摘要 ( 96 )

PDF (2837KB) ( 125 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

油纸电容式套管作为变压器的核心载流元件之一,具有支撑、引流和绝缘等功能,其绝缘性能对于变压器运行的稳定性和安全性至关重要。为了减少油纸电容式套管运行过程中油纸局部放电引起的绝缘故障,采用纳米调控技术提高套管主绝缘油浸绝缘纸介电与电气性能。以20 kV油纸电容套管为研究对象,采用仿真与试验相结合的方法,探究纳米粒子对套管芯子主绝缘电场分布及局部放电起始电压的影响。研究结果表明,纳米TiO₂粒子能够改善绝缘纸表面微观结构,降低介电常数和套管芯子中电场强度峰值,提高套管芯子局部放电起始电压,为改善油纸电容式套管绝缘性能提供参考。

垂直敷设方式下电力电缆电磁-流体-温度场研究

瞿波, 杨俊涛, 李鑫, 项兴尧, 舒胜文

2023, 43(2): 24-31. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.005

摘要 ( 84 )

PDF (4304KB) ( 175 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

温度分布是决定电力电缆能否安全稳定运行的关键因素之一,主要受载流量、敷设方式及运行环境等影响。为研究垂直敷设方式下的电缆温度分布特性,首先以高层建筑电缆竖井为研究对象,构建简化的三维电缆竖井多物理场仿真模型,采用有限元法计算电缆竖井内部流体及温度分布情况,分析温度变化规律。其次,对比研究载流量及防火封堵材料等因素对电缆温度分布的影响。研究结果表明:相比于水平敷设方式,垂直敷设电缆温度更易受电缆竖井内部空气流动的影响,空气流动导致电缆不同部位的温度分布差异较大;而负载电流升高及添加防火封堵材料则会造成电缆温度的局部升高及不同楼层间电缆温度分布规律的变化。

计及热惯性的电热综合系统日前调度

戴梦迪, 柯德平, 宋琳, 王会继

2023, 43(2): 32-38. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.006

摘要 ( 114 )

PDF (2463KB) ( 102 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对消纳风电的综合能源系统优化调度问题,通过挖掘多重热惯性提出考虑混合不确定性的系统随机优化调度策略。首先挖掘基于热网动态特性和储热特性的网络热惯性,将热负荷弹性约束引入建筑物热惯性的建模,将热泵和热储能作为可时移电负荷和热源,与热电联产机组联合建模,解决电热负荷峰谷不匹配问题;在此基础上,建立考虑多重热惯性的综合能源系统模型;以33节点热网与9节点电网耦合系统为算例进行分析,并将传统启发式粒子群算法和混合整数非线性规划算法进行对比。结果表明,通过对多重热惯性的挖掘,可以实现多异质能源间的互补互济和灵活性调度,采用数学规划算法能有效提高求解效率。

基于改进型加权电流控制的LCL型并网逆变器控制策略

凌志勇, 周志飞, 李圣清, 姚鸿德

2023, 43(2): 39-45. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.007

摘要 ( 115 )

PDF (4395KB) ( 168 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对传统加权平均电流(weighted average current, WAC)控制策略未考虑数字控制延时使系统出现相位滞后而导致系统带宽减小、鲁棒性差的问题,提出了基于准比例谐振控制和超前补偿器结合的WAC控制策略。首先,引入电容电流反馈,抑制反向谐振峰;其次,在逆变桥传递函数处串联超前补偿器,提高系统的相位裕度;最后,应用准比例谐振控制器作为电流调节器,提高基频增益、降低系统的静态误差。经仿真验证,所提控制策略对弱电网具有良好的适应能力,并网电流谐波畸变率从1.84%降低到0.26%,增强了系统的鲁棒性、改善了并网电流的质量。

超超临界锅炉过热器管裂纹尖端塑性区数值研究

邓平, 汤志辉, 刘志丽

2023, 43(2): 46-52. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.008

摘要 ( 88 )

PDF (4128KB) ( 106 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对超超临界锅炉含裂纹的过热器管,采用数值模拟对长时间高温高压下裂纹尖端的应力应变场进行分析,并结合塑性区理论,对裂纹尖端塑性区的大小进行估算,提出一种有限元求解塑性区大小的方法。结果表明,裂纹尖端的应力、应变及塑性区的大小不仅与内压大小有关,而且与温度高低有关,在温度一定时,内压越大,塑性应变越大;在内压相同而温度越高时,塑性应变也越大。在长时间高温高压下,有限元求解塑性区结果与塑性区理论结果存在一定差别,并分析了这种差别出现的原因。最后,利用小范围屈服条件对裂纹尖端塑性区在长时间高温高压下进行了评估,表明采用应力强度因子K作为T92过热器管疲劳裂纹扩展的断裂参量是合适的。

变电站高压电气设备的可靠性研究方法综述

马兆兴, 陈昊, 唐毅, 沙浩源, 蒋旻奕

2023, 43(2): 53-59. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.009

摘要 ( 133 )

PDF (1104KB) ( 209 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

基于变电站高压电气设备可靠性研究,介绍高压电气设备可靠性研究的发展历程,讨论常用电气设备的可靠性分析方法,比较解析类和模拟类等方法的优缺点,分析最佳应用场合,研究复杂系统下的组合法和状态法,对基于多种方法交叉融合的未来可靠性分析研究趋势进行展望。

火电机组在线能耗监测模型的分析研究

聂涛, 邵峰, 杨文正, 何新荣, 王忠熬

2023, 43(2): 60-65. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.010

摘要 ( 90 )

PDF (1192KB) ( 215 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

由于火电机组在线能耗监测现场测量条件和仪表测量精度的限制,在线能耗监测的系统给出的煤耗通常会有较大的误差。为解决该项技术难题,引入电厂热经济性状态方程来动态求解汽轮机热耗率,应用能质平衡思想建立全系统热力系统汽水分布矩阵方程;同时研究锅炉效率的动态波动特性,重点分析煤质、灰渣以及散热等影响因素,建立排烟热损失、固体未完全燃烧热损失、散热损失的理论计算模型;对于厂用电率动态计算,重点放在电度表的精度和给出厂用电公用部分的分摊方法。结合性能试验验证机组能耗模型的在线计算精度,试验结果表明该火电机组能耗在线计算监测模型能够满足ASME标准的精度要求。

基于超级电容电池的移动储能车研制

吴传平, 周天念, 刘毓, 朱鸿章

2023, 43(2): 66-70. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.011

摘要 ( 103 )

PDF (5822KB) ( 156 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对采用超级电容电池的新型移动储能车,介绍超级电容电池特性、移动储能车结构和超级电容电池组装方案,提出储能功率变换器的控制方法和工作模式,设计装备的消防系统,对超级电容电池移动储能车进行了功能测试。测试结果表明,超级电容电池移动储能车在并网时充电、放电及孤岛模式下均运行良好,能量转换效率高,具有较好的应用前景。

基于双层映射10 kV馈线负荷预测方法

郭镥, 刘永礼, 李龙飞, 何明, 杨慧敏, 张媛, 吴倩

2023, 43(2): 71-78. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.012

摘要 ( 77 )

PDF (1788KB) ( 121 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

馈线负荷对配电系统规划、安全运行、设备维护、负荷分析等极为重要。采用空间负荷预测方法间接实现电气负荷预测,适用于空间用地性质明确、地块负荷历史数据充分、馈线电气负荷历史数据较缺乏情景下对10 kV馈线进行负荷预测。根据“元件-地块”空间隶属关系,借助空间地块负荷预测间接实现以馈线段为单位的微观电气负荷预测,并进一步汇总得到整条10 kV馈线的中长期负荷。先将现状年电气负荷映射为空间负荷,经过空间负荷预测得到所需规划年的空间负荷,再将规划年空间负荷映射为电气负荷,最后汇总得到馈线的预测负荷。将算例的结果分别与现有主流预测方法和实际负荷数据相对比,对比结果表明所提模型和计算方法满足配电网规划的准确性要求,实用有效。

基于特征曲率的配电网电压稳定薄弱节点识别方法

孙景钌, 胡长洪, 陈梦翔, 项烨鋆, 刘津源, 朱启伟

2023, 43(2): 79-84. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.013

摘要 ( 88 )

PDF (3021KB) ( 120 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

提出一种基于节点特征曲率的配电网电压薄弱节点识别方法,采用连续潮流法生成网络节点的P-V曲线,建立基于节点有功-电压曲率半径平均变化率的灵敏度指标;利用K-means聚类法对配电网节点灵敏度指标进行分类,定义薄弱节点评价指标并进行薄弱节点分类排序;根据薄弱程度确定系统薄弱区域及节点,为后续无功补偿、薄弱节点跟踪分析提供依据。基于IEEE 33节点系统的仿真试验验证了该方法的有效性和合理性。

强感应电环境下500 kV变电站接地线防弧装置

张云翔, 王煜, 盛欢, 李思霈, 陈昊, 朱凯, 何嘉弘

2023, 43(2): 85-89. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.014

摘要 ( 87 )

PDF (1542KB) ( 82 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

检修过程中电气设备感应电压过高,当接地刀闸无法操作时需挂接临时接地线,挂接时引发的电弧故障影响设备安全运行。基于此,提出一种基于限流电抗器的接地线切换系统,该系统可以补偿瞬时电流,降低电压水平。工作过程中将过电压限制到合理值后,通过控制系统将接地状态切换为直接接地。应用结果表明,该装置不仅可有效防止接地过程感应电压产生的接地电弧,而且应用便捷、安全性高,能够大幅提高检修效率。

弱电网下LCL并网逆变器控制设计

曾麟, 朱赞, 徐勇, 向运琨, 何哲

2023, 43(2): 90-96. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.015

摘要 ( 91 )

PDF (3180KB) ( 150 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

当分布式发电(DG)单元与弱电网系统互连时,受电网阻抗摄动的影响,并网后DG单元的性能降低,甚至产生不稳定。基于μ方法设计了并网电流反馈控制器,为了对并网的有功电流分量和无功电流分量解耦,建立多输入多输出系统模型。将低频并网电流dq解耦要求与稳态误差、超调量等指标一起转化为闭环系统控制器设计问题,最后基于μ方法设计一种鲁棒的反馈控制器。仿真结果表明,该控制器保证了系统在弱电网电感摄动时的鲁棒稳定性和鲁棒性能,实现了并网电流的d分量和q分量的解耦。

湖南电网风力发电能力监测及管理研究

陈浩奇, 吴宇翔, 樊嘉宏, 钱军, 陈斌, 朱蜀, 张劲帆

2023, 43(2): 97-101. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.016

摘要 ( 162 )

PDF (4797KB) ( 178 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对湖南电网风力发电能力监测技术现状和存在的问题,提出基于异常数据识别的风力发电能力监测算法和系统架构,通过历史数据验证算法可行性,起到实时监测风电场发电能力、自动检测识别风电场异常数据的作用。基于监测系统,提出配套管理建议,科学指导湖南电网风电管理,有助于提高风电电源支撑能力、推动风电抗冰技术发展。

基于母线电压相量采集的配网合环潮流算法

陈成功, 朱育兰, 庞沐禅

2023, 43(2): 102-107. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.017

摘要 ( 76 )

PDF (2555KB) ( 201 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

传统的依赖电网建模和参数准确性的计算方式并不适用于配网合环潮流计算,针对此问题提出一种基于母线电压相量采集的配网合环潮流算法,在满足计算精度的前提下,可以便捷地实现配网合环潮流在线计算。根据该算法开发的在线计算模块使用效果良好,并用实例验证了该算法的有效性和实用性。

基于大数据的输变电工程造价趋势预测

邓怡卿, 孙斌, 李晓兵, 李丹, 王嵘婧

2023, 43(2): 108-111. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.018

摘要 ( 111 )

PDF (1317KB) ( 115 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为精准预测输变电工程造价、控制建设阶段的成本投资、提高资金的利用率,基于陕西省内不同城市输变电工程实际发生的造价数据,利用熵权法筛选电网工程造价关键影响因素,通过BP神经网络预测模型有效地动态预测输变电工程造价,预测结果证实了模型的有效性。

特高压潇湘站500 kV母线分母运行对湖南电网影响分析

柳永妍, 甘王伟, 张岩, 肖佩, 崔挺, 呙虎

2023, 43(2): 112-116. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.019

摘要 ( 83 )

PDF (2529KB) ( 142 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

1 000 kV潇湘—赣江特高压交流双回线路投运后,省间交流通道无功支撑能力提升,系统稳定性得到增强,但也导致系统短路电流的增大。为保障湖南电网暂态电压稳定,需要对省内机组的开机与旋转备用提出要求,因此限制了电网供电能力和运行灵活性。针对此问题,对湖南电网500 kV网架结构进行优化研究,提出特高压潇湘站500 kV母线分母运行优化方案,降低近区短路故障对系统的冲击,提高电网暂态电压稳定水平,提升电网供电能力,为湖南电网安全稳定运行提供技术支撑。

电流互感器二次回路常见问题分析

杨奇, 魏栋

2023, 43(2): 117-120. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.020

摘要 ( 104 )

PDF (2499KB) ( 135 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对电流互感器二次回路相电流或中性线电流开路、不同工作状况下回路两点接地等问题,对比分析在励磁涌流、区外故障等异常运行工况下不同绕组二次电流、自产零序电流与外接零序电流幅值、相位,将二次电流正确接入故障录波器,及完善检修工作措施票等方法。同时针对多抽头互感器的磁路特性进行分析,得出备用二次抽头不需要短接的结论。以上方法确保互感器二次回路的完整性,有效提高了二次回路运行可靠性。

当期目录