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2022年 第42卷 第3期    刊出日期：2022-06-25

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特别推荐

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输电网典型电力设备传变故障行波信号研究

李泽文, 唐迪, 蒋昀宸, 孙健, 王帅, 夏翊翔

2022, 42(3):  1-8.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.001

摘要 ( 12 )   PDF (6657KB) ( 3 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

故障行波技术已经广泛应用于输电网中,然而不同电力设备在行波传变过程中存在着明显的差异,因此有必要研究电力设备传变故障行波信号的特性。首先分析了变电站故障行波的构成,然后分析了故障行波在典型变电站设备中的传变特性,最后分析了变电站不同电力元件处对行波信号的影响,揭示了电力设备传变故障行波信号的本质。

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变电站厂界排放噪声的主观感受研究

于衍青, 蔡俊, 杨柱, 胡胜, 阳金纯

2022, 42(3):  9-12.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.002

摘要 ( 13 )   PDF (3452KB) ( 4 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着人们对居住环境要求的提高,变电站特征低频噪声对人体产生的影响逐渐引起重视。研究变电站低频噪声带给人的主观感受成为了关键,以实际变电站厂界排放噪声为对象,进行烦恼度分析,并结合现有标准,提出了特定数值建议。研究结果发现,55dB(A)是噪声烦恼度突增点,而响度则决定了烦恼度的大小,与烦恼度呈显著正相关。该结果为变电站预估和控制噪声污染提供了参考。

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高海拔偏远地区农村电网电压质量问题分析

蒋礼清, 杨金东, 杨延军, 张敏, 伍邵鹏, 和志全, 荣飞

2022, 42(3):  13-19.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.003

摘要 ( 11 )   PDF (6090KB) ( 3 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

云贵高原多为贫困地区,该类地区多为大电网+小水电供电网架,处于配电网的末端,不满足N-1可靠性配置,同时电压不合格问题非常突出。针对云贵高原地区某农村电网电压质量问题展开研究,结合当地电网实际运行情况,对供电线路高低电压问题进行深入探究,分析配电线路电压升高及降落的主要影响因素。基于此,为解决该地区农村电网供电电压质量问题,结合当地电网现状提出了“小微网+储能”的方法,借助Matlab/Simulink仿真软件,建立农村配电网仿真分析模型,进一步复现当地电网电压质量问题,通过仿真分析校核所提解决方案的可行性,为增强当地电网供电能力、提高供电可靠性提供理论支撑。

研究与试验

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基于变权重的断路器健康状态综合评估方法

陈昊, 马兆兴, 吴司颖, 徐鹏, 张明

2022, 42(3):  20-24.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.004

摘要 ( 14 )   PDF (4111KB) ( 4 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

高压断路器是变电站的关键设备,全面、准确地评估断路器运行状态对保障电网可靠运行意义重大。基于变权重思想,提出一种模糊综合评价的断路器状态评估方法,给出综合状态评估指标,将各指标量进行归一化处理,计算各状态量的变权重系数,进而给出了各指标间的模糊关联关系。考虑了多因素的均衡性,建立了一个反映实际运行需求的断路器综合评估体系。依据专家经验及状态评估导则对断路器状态进行划分,最终给出断路器的综合状态评估结果。最后,江苏地区某变电站断路器的应用实例分析表明,所提综合评估方法具有较高的准确性和适应性。

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垃圾分类背景下焚烧系统的性能研究与优化策略

倪鲲鹏, 贺若愚, 刘亮

2022, 42(3):  25-28.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.005

摘要 ( 10 )   PDF (4044KB) ( 6 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

垃圾分类对垃圾热值有明显的提升作用,从而对现有垃圾焚烧发电的技术工艺和装备提出了新要求。对上海某垃圾焚烧发电项目的设计方案和运行情况进行研究,发现由于垃圾分类的实施,垃圾热值与锅炉蒸发量增加的同时炉膛温度也随之升高,导致炉膛结焦现象严重以及烟气中污染物排放浓度增加。改善炉膛结构、增加炉膛受热面、使用烟气再循环工艺,可以有效降低入厂垃圾热值提升带来的不利影响,该方法为垃圾焚烧装备和工艺设计提供有益借鉴。

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新型电力系统安全稳定运行分析

钟伟, 周宇杰, 王泽烨, 宋军英

2022, 42(3):  29-34.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.006

摘要 ( 12 )   PDF (5465KB) ( 3 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为实现碳达峰、碳中和的目标,需要构建以新能源为主体的新型电力系统。从保障新型电力系统安全稳定运行的角度出发,分析了新型电力系统在能源结构及布局、储能发展及负荷变化等方面的特点,阐述了新型电力系统在安全稳定形态、电力系统稳定控制及调度运行控制等方面面临的挑战,提出应开展新型电力系统频率稳定控制研究,构建区域频率协同及频率紧急控制系统的观点,建立统一调度、分级管理的跨区域和跨电压等级的广域调度控制模式;构建新型电力系统认知体系,充分把握电力系统运行特性;完善电力系统数字化感知能力,建立广域调度技术支持系统;充分挖掘电力系统可调节资源,提升新型电力系统灵活调节能力。

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分布式调相机在特高压交直流混联电网的配置研究

甘王伟, 陈道君, 崔挺, 濮曦, 左剑, 柳永妍

2022, 42(3):  35-42.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.007

摘要 ( 9 )   PDF (11229KB) ( 4 )  

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,湖南电网暂态电压稳定特性有明显提升,但由于电源建设与负荷增长的不匹配,在丰水期和大负荷时段湖南电网依然存在电压稳定问题,分布式调相机可为系统提供较强的转动惯量和快速无功支撑,是解决受端电网电压稳定问题的重要技术手段。首先开展调相机布点在湘中和湘南的不同变电站内、不同电压等级的暂态电压支撑效果对比研究,分析得出调相机在湖南电网的最优配置方案。在华中特高压交流环网投运后,新增调相机可以改善电网暂态电压稳定水平、释放火电机组旋备和替代火电机组开机,提升祁韶直流送电能力、湖南省整体供电能力、清洁能源消纳能力和电网运行方式灵活性。

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储能型双馈风电机与SVG的无功电压联动控制策略

李圣清, 文颜烯, 郑剑, 朱光明,陈欣

2022, 42(3):  43-48.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.008

摘要 ( 15 )   PDF (4388KB) ( 3 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对双馈式风机并网点电压波动、风机传统联动控制难以实现电压支撑的问题,提出一种储能型双馈感应发电机(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)与静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)的无功联动控制策略。该策略根据并网点电压跌落时的无功需求情况,将储能型DFIG联动SVG分级进行无功补偿,第一级优先由机组自身完成无功支撑,网侧变流器由单位功率因数模式转换到无功补偿模式;剩余的无功缺额, 投入SVG协助机组进行无功补偿;第二级根据各机组无功功率的实时调节范围,将分配至风电机组的无功容量向各机组进行逐一分配。当并网点电压跌落大于30%时,需考虑投入超级电容器以确保机组的正常运行。仿真结果表明,该策略在电压跌落30%时,能抑制15%的电压跌落;2 s内实现98%无功电压支撑,可以快速有效地提高双馈风电场低电压穿越能力。

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基于RTDS的分布式光伏并网建模研究

徐彪, 龙雪梅, 严亚兵, 丁禹, 欧阳宗帅

2022, 42(3):  49-54.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.009

摘要 ( 9 )   PDF (4920KB) ( 3 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着分布式光伏大规模发展,需要加强分布式光伏并网的建模研究。首先,基于RTDS实时仿真平台建立光伏列阵、并网逆变器、滤波器和隔离变压器等光伏并网模型。其次,在电网三相对称时,采用双环控制结构搭建光伏控制系统模型。然后,考虑电网不对称故障,建立基于双同步旋转坐标系的光伏负序控制模型。最后,通过仿真证明了所建模型在电网发生故障时光伏具有良好性能,验证了光伏负序控制可以有效降低负序电流,减小电流畸变。

新技术及应用

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基于BRCM软件的变电站二次电缆敷设技术研究及应用

张小兵, 李璨, 王锟, 凌志勇, 张翼, 周超

2022, 42(3):  55-58.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.010

摘要 ( 10 )   PDF (3209KB) ( 3 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对二维设计模式下变电站二次电缆量开列不准、无法满足精准投资的问题,提出运用BRCM三维软件建模,实现变电站二次电缆按照优化路径自动敷设。首先,详细介绍了BRCM软件进行电缆敷设设计的流程;其次,以某110 kV变电站为例,建立了变电站电缆沟、电缆支架、电气设备三维模型,设置电缆敷设原则,可一键导出路径优化后的电缆清册;最后,通过二维设计电缆估算量、三维模拟优化路径后对电缆量与实际变电站电缆用量进行对比分析。结果表明,应用BRCM软件后,比二维设计电缆总量减少投资10.8%,达到了精准投资的成效,且与实际电缆敷设总量误差在5%以内,符合工程规范要求,体现了BRCM三维建模路径优化的可行性和可靠性。

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发电机变压器组零序差动保护电流互感器极性自动校验方法

丁鑫, 徐天乐, 姜伟民, 莫菲

2022, 42(3):  59-64.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.011

摘要 ( 6 )   PDF (5656KB) ( 3 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

介绍了零序差动保护原理,针对升压变压器零序差动保护电流互感器(TA)极性校验的问题,利用升压变压器空充时励磁涌流产生的不平衡电流,提取自产零序电流和中性点零序电流的特征量,提出发变组零序差动保护TA极性自动校验方法,并进行动模实验和现场空充波形测试。实验结果表明,采用该方法能在升压变压器空充时自动并准确识别中性点零序TA极性,大大简化零序差动保护TA极性校验流程,为发电机变压器组零序差动保护的广泛应用提供了技术保障。

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基于区块链和属性加密的工程检测数据安全共享技术研究

李容嵩, 彭凌烟, 蒋成, 张定军

2022, 42(3):  65-72.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.012

摘要 ( 16 )   PDF (6905KB) ( 4 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对电力工程质量管理中见证取样和检测数据在建设单位、施工单位、监理单位和检测单位等多部门之间共享过程中存在不互信、数据不透明、易篡改和泄露等问题,提出了一种电力工程检测数据安全共享方法;方法中各参与单位组成联盟区块链,采用元数据结构,各单位产生的工程检测数据进行链上和链下混合存储。为确保数据安全共享,元数据和工程检测数据被加密成密文,采用密文策略属性加密(ciphertext-policy attribute-based encryption, CP-ABE)实现对密文数据进行跨单位共享。该方法能有效解决溯源、共享与隐私保护兼顾的问题,促进工程检测区块链应用落地。

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新型超特高压输电线路短路接地线的设计研究

张恩铭, 秦龙, 刘永江, 许兆帅, 晋喜

2022, 42(3):  73-77.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.013

摘要 ( 9 )   PDF (4320KB) ( 3 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为适应超特高压输电线路的快速发展,提高电力工程检修的工作效率,针对耐张塔内角侧接地线挂接困难的情况,提出一种新型接地线设计方案,并与传统型接地线对比分析。将模型样品进行现场应用试验和安全试验,发现该新型接地线可以实现接地线远距离手抛挂接和拆除工作,且自身重量大幅度降低。结果表明,新型接地线较棒式接地线质量降低54%,不仅适用于超特高压耐张转角杆塔内角侧接地挂拆,还可根据需要变更接地线的长度及截面,应用于不同塔型及各个电压等级的输电线路,具有较高的实用价值。

经验与探讨

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电化学储能电站控制系统架构分析及优化探讨

洪权, 吴晋波, 李理, 刘志豪, 杨丹, 龚禹生

2022, 42(3):  78-82.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.014

摘要 ( 12 )   PDF (4158KB) ( 3 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着电化学储能电站接入电网的规模不断扩大,对于其接受调度统一控制参与电网调峰、调频、动态无功支撑等多场景应用的需求也不断提升,结合上述需求分析当前主流技术路线存在的不足,对其改进方向进行探讨,提出基于4S架构的系统改进方案,可作为后续储能控制系统改进的参考。

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山地风电并网对地区网供负荷的影响

罗姝晨, 文明, 李文英, 廖菁, 肖振锋, 余旭阳

2022, 42(3):  83-86.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.015

摘要 ( 11 )   PDF (3390KB) ( 4 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为研究山地风电并网对网供负荷特性的影响,首先从风电日出力曲线、年出力曲线、日最大出力等几个方面对风电自身出力特性进行了研究。此外,还研究了季节对风电出力特性的影响。基于以上风电出力特性研究,通过还原网供负荷,从日负荷特性、年负荷特性以及最大负荷对网供负荷的影响进行对比分析。指出风电并网将减小网供负荷最大负荷,并且整体上会减小网供负荷的平均负荷,拉大网供负荷的峰谷差值。

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环形预应力混凝土构架承载力公式对比分析

张玥, 汪文渊, 毛卓平, 龚家军, 罗杰

2022, 42(3):  87-91.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.016

摘要 ( 9 )   PDF (4478KB) ( 3 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以湖南省某在役变电站工程为实例,分别采用《变电构架设计手册》和《变电站建筑结构设计技术规程》两种规范对环形截面预应力混凝土人字构架进行承载力计算。从公式适用范围、计算便利性及参数概念方面,分析两种规范下构架受压、受弯和受拉承载力计算公式的区别,得出后者建议公式涵盖范围更广、计算更便利,并对计算结果及数值差进行讨论。此外选取管径和配筋数量两种常见设计变量进行探讨,对比管径和配筋数量的变化对环形截面人字构架承载力的影响。在增大构架承载力以确保安全性的前提下,结合造价选取经济效益最高的设计方案,从而为新建变电站构架设计及在役混凝土构架更换工作提供参考。

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分布式光伏接入对继电保护影响仿真分析

贺思林, 莫文慧, 龙雪梅, 王小源, 唐海国, 严亚兵

2022, 42(3):  92-98.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.017

摘要 ( 11 )   PDF (7008KB) ( 5 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

碳达峰和碳中和的背景下,传统配电系统向新型配电系统转变的过程中出现诸多挑战,其中分布式光伏的接入改变了配电网电源单一、潮流单向的特性,传统电流保护和重合闸方法不能适应“源网荷储”一体化的新型配电系统。通过简化含分布式光伏的配电网拓扑结构,总结分布式光伏与故障的相对位置关系。基于对不同故障类型下的电压电流暂态特性的分析,评估继电保护受影响程度。RTDS建模仿真验证了分布式光伏对继电保护影响的分析结果,最后提出了方向保护和整定值修改的方法来提高继电保护的可靠性。

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电气设备试验数据传输系统设计与实现

李冬, 李尧, 黄华, 帅勇, 王蕾

2022, 42(3):  99-103.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.018

摘要 ( 10 )   PDF (3893KB) ( 4 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了将传统电气设备现场试验数据、环境测试数据实现电子化管理,提高试验效率,通过打印设备打印试验数据,并将其解析为文本数据,同时结合环境检测数据,通过通信网络传输并存储在移动终端中,并在移动终端的数据库对数据进行管理。现场试验表明,该系统可实现试验数据等信息的电子化传输、存储,减少了现场试验环节,为数据开发应用打下基础。

故障与分析

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永磁同步电机失磁故障检测综述

罗兵, 彭思程, 谭学武, 王婷婷, 程谆

2022, 42(3):  104-108.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.019

摘要 ( 5 )   PDF (5359KB) ( 3 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

介绍失磁故障分类和永磁材料的各种特性曲线,分析了电机产生失磁的原因,对国内外已有的失磁故障检测进行分类和比较分析,对基于参数辨识的失磁故障检测进行了多角度研究,最后对失磁故障检测前景进行展望。

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一起直流接线错误引起的环网故障分析

高研

2022, 42(3):  109-112.  doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.03.020

摘要 ( 171 )   PDF (2619KB) ( 351 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

发电厂电缆绝缘老化、施工受损、积水受潮、接线错误等,往往会破坏直流系统的绝缘水平,影响着机组的安全稳定运行。针对某电厂2号机组运行时两组直流绝缘监测装置同时故障报警,但两组直流母线电压均正常的现象,排查出直流系统存在环网故障,对该现象进行了理论分析,总结直流系统环网时的故障规律,为直流系统的可靠运行提出建议。