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地磁感应电流作用下三相五柱变压器无功功率定量分析

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华北电力大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 1-9,19页

作者：王泽忠李宇妍华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

无功功率作为电力系统运行重要指标,其波动影响电力设备的安全稳定运行以及整个系统的电压稳定。为分析三相五柱变压器在地磁感应电流作用下的无功功率分布,根据变压器的实际参数,通过串联电阻及电压补偿的办法,建立三相五柱变压器磁场... 详细信息

无功功率作为电力系统运行重要指标,其波动影响电力设备的安全稳定运行以及整个系统的电压稳定。为分析三相五柱变压器在地磁感应电流作用下的无功功率分布,根据变压器的实际参数,通过串联电阻及电压补偿的办法,建立三相五柱变压器磁场-电路耦合有限元计算模型,对不同大小地磁感应电流下的变压器无功功率进行定量分析。通过计算三相五柱空载及额定负载下无功功率的分布以及单相自耦变压器无功功率,发现随着地磁感应电流的增大,三相五柱空载及负载无功功率特性曲线均大体呈线性增加,且单相自耦变压器相较于三相五柱变压器无功曲线对于地磁感应电流更为敏感。并结合不同芯柱结构变压器的磁路特点,分析了无功差异变化的原因。研究结果可为地磁感应电流作用下三相五柱变压器稳定运行提供参考依据。

关键词：三相五柱变压器地磁感应电流场路耦合模型无功功率定量计算

基于MHD模型与MPC的地磁暴期间超、特高压电网电压波动平抑优化调度

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电工技术学报 2024年

作者：辛文凯王泽忠刘春明王古玥华北电力大学电气与电子工程学院高电压与电磁兼容北京市重点实验室(华北电力大学)

地磁暴期间，电网中的变压器受到地磁感应电流（GIC）影响无功损耗会显著增大，这种不确定的、突发群发的无功扰动会引发电网电压波动。超、特高压电网由于其特殊的电气特性更容易受到地磁暴的侵害，造成电压跌落至不合格区间甚至引发... 详细信息

地磁暴期间，电网中的变压器受到地磁感应电流（GIC）影响无功损耗会显著增大，这种不确定的、突发群发的无功扰动会引发电网电压波动。超、特高压电网由于其特殊的电气特性更容易受到地磁暴的侵害，造成电压跌落至不合格区间甚至引发电压崩溃而导致大规模停电。该文以地球三维磁流体力学（MHD）模型预测的地磁扰动（GMD）为基础，采用模型预测控制（MPC）方法修正MHD模型计算的无功扰动并调整可控主导节点的注入功率进行优化调度，平抑地磁暴期间超、特高压电网电压波动。该文还以华东超、特高压电网为算例，仿真对比了特大地磁暴发生期间电网实施优化调度前后的电压波动，并提出了波动率指标验证了所提方法的有效性，为保证地磁暴期间的电压稳定性和合格率提供了指导。

关键词：地磁暴地磁感应电流电压波动磁流体力学无功扰动

Er、Zr及热处理对高锌铝合金组织和力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第1期53卷 250-256页

作者：王潇博荣莉黄晖魏午高倩王泽忠周力王猛聂祚仁北京工业大学材料与制造学部北京100124 东风汽车集团股份有限公司湖北武汉430056 西安航天动力机械有限公司陕西西安710025

以Al-30Zn-3Cu-2.5Si高锌铝基合金为研究对象,探究稀土元素Er、Zr对铸态及热处理态合金组织和力学性能的影响,并分析和探讨了其作用机理。结果表明,当添加0.10%(质量分数,下同)Er和0.10%Zr元素后能够明显地细化合金晶粒,平均晶粒尺寸由7... 详细信息

以Al-30Zn-3Cu-2.5Si高锌铝基合金为研究对象,探究稀土元素Er、Zr对铸态及热处理态合金组织和力学性能的影响,并分析和探讨了其作用机理。结果表明,当添加0.10%(质量分数,下同)Er和0.10%Zr元素后能够明显地细化合金晶粒,平均晶粒尺寸由74.28μm减小至60.01μm,且α-Al晶粒转变为细小的等轴晶。稀土元素Er、Zr的添加会在合金内部形成Al3(Er,Zr)细小的粒子并能够起到钉扎位错的作用,从而提高合金的力学性能。添加Er、Zr后,铸态合金的抗拉强度由未添加稀土元素的323.01 MPa提高到了358.29 MPa,提升了10.93%;屈服强度由309.33 MPa提高到了315.00MPa,提升了1.83%;延伸率基本未发生变化。合金经固溶时效热处理强化后,添加稀土元素合金的抗拉强度为449.48 MPa,屈服强度为408.51 MPa,比铸态合金分别提高了25.45%、29.68%。粗大的第二相存在于晶界处,导致合金的延伸率仍较差。

关键词：高锌铝合金稀土元素热处理组织力学性能

基于磁流体力学模型与模型预测控制的地磁暴期间超高压、特高压电网电压波动平抑优化调度

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电工技术学报 2024年第13期39卷 4003-4014页

作者：辛文凯王泽忠刘春明王古玥高电压与电磁兼容北京市重点实验室(华北电力大学) 北京102206 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

地磁暴期间,电网中的变压器受到地磁感应电流(GIC)影响而导致无功损耗会显著增大,这种不确定的、突发群发的无功扰动会引发电网电压波动。超高压、特高压电网由于其特殊的电气特性更容易受到地磁暴的侵害,造成电压跌落至不合格区间甚至... 详细信息

地磁暴期间,电网中的变压器受到地磁感应电流(GIC)影响而导致无功损耗会显著增大,这种不确定的、突发群发的无功扰动会引发电网电压波动。超高压、特高压电网由于其特殊的电气特性更容易受到地磁暴的侵害,造成电压跌落至不合格区间甚至引发电压崩溃而导致大规模停电。该文以地球三维磁流体力学(MHD)模型预测的地磁扰动(GMD)为基础,采用模型预测控制(MPC)方法修正MHD模型计算的无功扰动并调整可控主导节点的注入功率进行优化调度,平抑地磁暴期间超高压、特高压电网电压波动。该文还以华东超高压、特高压电网为算例,仿真对比了特大地磁暴发生期间电网实施优化调度前后的电压波动,并提出了波动率指标验证了所提方法的有效性,为保证地磁暴期间的电压稳定性和合格率提供了指导。

关键词：地磁暴地磁感应电流电压波动磁流体力学无功扰动

适用于暂态仿真的计及小水电机群的广义负荷一体化等值建模方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：张华云王琦王泽忠刘丽平赵兵李建华郝杰华北电力大学电气与电子工程学院中国电力科学研究院有限公司国家电网有限公司华东分部

并网小水电作为配电网重要的有功及无功电源，在分析地方区域小水电机群集中并入配电网网对电网暂态稳定的影响时，原有综合负荷模型无法准确表征含有小水电机群的负荷区域的动态特性。因此，本文研究了负荷侧小水电机群的工作机理和交... 详细信息

并网小水电作为配电网重要的有功及无功电源，在分析地方区域小水电机群集中并入配电网网对电网暂态稳定的影响时，原有综合负荷模型无法准确表征含有小水电机群的负荷区域的动态特性。因此，本文研究了负荷侧小水电机群的工作机理和交互作用机理，提出了适用于暂态仿真的计及小水电机群的广义负荷一体化等值建模方法，在考虑配电网络的综合负荷模型基础上增加了小水电发电机群的等值模型，并采用机群参数聚合、关键参数辨识及优化等技术。利用加权聚合的方法，建立了小水电等值机的五阶发电机模型；通过轨迹灵敏度分析，辨识出小水电等值机对系统暂态特性影响最关键的参数X’d；基于深度学习和多目标粒子群优化算法找出该等值机待优化参数X’d的最优值。最后，对华东电网某地区小水电机群进行等值并建立其广义负荷一体化模型，验证了该方法的准确性与实用性，可用于配网侧计及小水电机群的负荷建模工作，为新型电力系统准确仿真计算提供了技术支撑。

关键词：小水电机群广义综合负荷模型轨迹灵敏度关键参数多目标粒子群优化

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地磁暴对电力系统稳定性的影响

电工技术学报 2022年第7期37卷 1780-1788页

作者：王泽忠司远刘连光高电压与电磁兼容北京市重点实验室(华北电力大学) 北京102206 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

鉴于近年来地磁暴侵害中低纬度地区电网事件的增加及强地磁暴引起的魁北克大停电事故,分析地磁暴对电力系统稳定运行的影响十分必要。受各种因素的约束,电力系统往往运行在极限稳定状态,地磁暴感应电流(GIC)会引起变压器无功损耗(以下... 详细信息

鉴于近年来地磁暴侵害中低纬度地区电网事件的增加及强地磁暴引起的魁北克大停电事故,分析地磁暴对电力系统稳定运行的影响十分必要。受各种因素的约束,电力系统往往运行在极限稳定状态,地磁暴感应电流(GIC)会引起变压器无功损耗(以下简称为GIC-Q)增加,具有全网群发性和波动性的GIC-Q是否会增大系统失稳风险以及直流系统的加入是否会对电网抗磁暴能力产生影响尚未得到研究。从电力系统稳定的角度出发,研究长时间尺度下变电站GICQ的概率分布规律,结合GIC标准算例,在系统原有负荷的基础上将GIC-Q作为一种无功负荷,分析地磁暴对交流系统及交直流混联系统概率稳定性的影响。

关键词：地磁暴 GIC-Q 交直流混联系统电力系统稳定性概率分布

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考虑地下各向异性介质的磁暴感应地电场研究

电工技术学报 2022年第5期37卷 1070-1077,1114页

作者：王泽忠司远刘连光华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室北京102206 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

地质勘测资料表明,地下存在电性各向异性介质,因此在研究地磁扰动(GMD)地电场时需要考虑各向异性介质的影响。建立包含各向异性介质的大地电导率模型,研究电性结构不均匀及各向异性介质对地电场分布的影响。结合新疆地区部分数据构建各... 详细信息

地质勘测资料表明,地下存在电性各向异性介质,因此在研究地磁扰动(GMD)地电场时需要考虑各向异性介质的影响。建立包含各向异性介质的大地电导率模型,研究电性结构不均匀及各向异性介质对地电场分布的影响。结合新疆地区部分数据构建各向异性大地电导率模型计算GMD地电场。通过各向同性大地电导率模型对比,发现各向异性区域内主轴电导率的变化将会对该区域内相应方向上的地电场及周边的地电场产生影响,其变化规律与各向异性区域周边存在的高导或高阻体相关。结合电网结构参数得到地磁感应电流(GIC),证明虽然地下各项异性介质对地表感应地电场的大小影响较小,但由于计算GIC时通过地电场沿输电线路积分得到等效电压源,存在误差的累积,将使GIC的计算误差增大。

关键词：地电场各向异性大地电性结构地磁感应电流

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换流变压器直流偏磁对油箱涡流损耗的影响

电工技术学报 2023年第8期38卷 2004-2014页

作者：黄天超王泽忠李宇妍华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室北京102206

换流变压器直流偏磁状态下油箱涡流损耗会大幅增加,导致变压器温度升高,威胁其安全稳定运行,因此快速评估直流偏磁下油箱涡流损耗的大小就显得十分必要。该文首先分析了换流变压器在额定和空载直流偏磁状态下油箱表面漏磁场的分布特点... 详细信息

换流变压器直流偏磁状态下油箱涡流损耗会大幅增加,导致变压器温度升高,威胁其安全稳定运行,因此快速评估直流偏磁下油箱涡流损耗的大小就显得十分必要。该文首先分析了换流变压器在额定和空载直流偏磁状态下油箱表面漏磁场的分布特点。再结合实际换流变压器非线性负载电流和励磁电流波形,得到了不同换流器触发角和直流电流下油箱涡流损耗的变化规律。并在IEC/IEEE 60076-57-129标准的基础上,给出了换流变压器直流偏磁状态下油箱涡流损耗的计算公式。针对一台800 kV单相四柱式换流变压器,利用场路耦合法进行油箱涡流损耗有限元计算。通过对损耗仿真数值以及油箱表面磁通密度和涡流损耗分布的分析,验证了理论分析的正确性,并获得了不同工况下,计算公式中的损耗占比值。利用不同属性的线性负载替代换流器触发角的变化,对两台单相四柱式380 V交流变压器进行了直流偏磁实验,进一步验证了理论分析的正确性。

关键词：直流偏磁换流变压器换流器触发角油箱涡流损耗

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三相五柱变压器负载直流偏磁计算分析

高压电器 2023年第12期59卷 113-121,129页

作者：郭苏鑫王泽忠梁书原华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室北京102206

在中国大容量的电力传输中,大多数采用三相五柱变压器,由于三相五柱变压器中零序磁路的存在导致直流入侵后磁路会发生严重饱和。为深入研究三相五柱变压器直流偏磁问题,搭建磁场有限元仿真模型,并配合变压器YNyn0联结的外电路方程进行耦... 详细信息

在中国大容量的电力传输中,大多数采用三相五柱变压器,由于三相五柱变压器中零序磁路的存在导致直流入侵后磁路会发生严重饱和。为深入研究三相五柱变压器直流偏磁问题,搭建磁场有限元仿真模型,并配合变压器YNyn0联结的外电路方程进行耦合,通过在原边侧中性点输入不同大小的直流电流,首次模拟直流偏磁对三相五柱变压器负载下的影响。文中通过计算变压器原、副边电流和励磁电流波形与空载直流偏磁进行对比,并重点分析尖顶波处的变压器磁场分布,发现直流入侵对负载下副边绕组电流影响较小,原边电流随着直流电流增大发生一定程度的畸变,励磁电流波形与空载励磁电流波形一致。结合在励磁电流特殊点处的磁场分布,解释了三相五柱变压器三相电流偏磁特征,及其在波形上的对称性。

关键词：直流偏磁三相五柱变压器场路耦合模型额定负载磁场分布