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暂态电压崩溃及其抑制策略

电工技术学报 1997年第1期12卷 60-64,59页

作者：刘笙沈萌郭剑沈龙上海交通大学

本文分析了电力网负荷节点暂冬电压崩溃的引发过程与抑制方法。为满足"规定的事故后母线电压水平",必须在适当地点设置"事故紧急备用无功容量",为此提出的抑制策略包括控制系统模型、SVC与SVG的比较以及用模态分析方法研究这些高速调节... 详细信息

本文分析了电力网负荷节点暂冬电压崩溃的引发过程与抑制方法。为满足"规定的事故后母线电压水平",必须在适当地点设置"事故紧急备用无功容量",为此提出的抑制策略包括控制系统模型、SVC与SVG的比较以及用模态分析方法研究这些高速调节装置的合理安装地点问题。

关键词：电力系统暂态电压故障电压崩溃

500kV XLPE海底电缆绝缘及护套暂态电压仿真计算

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高电压技术 2018年第8期44卷 2725-2731页

作者：周自强刘学忠王少华朱承治刘浩宋春燕国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 国网浙江省电力有限公司杭州310007

舟山500 kV联网工程将是世界上首条敷设500 kV交联聚乙烯（XLPE）海底电缆的架空线–电缆混联输电线路。针对500 kV XLPE海底电缆系统绝缘配合问题,基于舟山混联输电线路,应用PSCAD/EMTDC软件建立了全线路系统仿真计算模型,并分析了电... 详细信息

舟山500 kV联网工程将是世界上首条敷设500 kV交联聚乙烯（XLPE）海底电缆的架空线–电缆混联输电线路。针对500 kV XLPE海底电缆系统绝缘配合问题,基于舟山混联输电线路,应用PSCAD/EMTDC软件建立了全线路系统仿真计算模型,并分析了电缆两端及中间接地体的建模问题,计算了海底电缆绝缘和外（绝缘）护套上各类暂态电压特性及其分布。计算结果和研究分析表明：操作空载线路在电缆绝缘上可产生最高约800 kV的操作暂态电压,通过断路器加装合闸电阻可有效限制操作暂态电压在500kV以下,而最大雷电流（100 k A）直击线路时,电缆绝缘上的雷电暂态电压达到1 230 kV;电缆外护套上产生的最大暂态电压均出现在电缆长度的中间段,雷电直击架空线路时达到11.4 kV,各种操作暂态电压最高达6.45 kV,而最大短路电流为35.6 k A时工频感应电压有效值达到3.04 kV;各种暂态电压下电缆的绝缘配合均满足500 kV电缆标准要求。该研究结果为500 kV XLPE海底电缆的绝缘设计及工程应用中的绝缘配合提供了必要的基础。

关键词：舟山联网工程海底电缆外护套接地暂态电压

基于暂态电压的GIS断路器辅助触头弹跳监测与分析

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清华大学学报（自然科学版） 2023年第7期63卷 1164-1172页

作者：张鹏飞丁登伟杨新志刘焱李星何良国家电网有限公司北京100031 清华四川能源互联网研究院成都610213 中国长江电力股份有限公司宜昌443002 中国电力科学研究院有限公司北京100192

带合闸电阻的气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)断路器结构复杂,故障率较高。断路器合闸过程中辅助触头可能发生弹跳,导致主断口被击穿,危及设备绝缘安全。为此,该文提出了基于合闸过程暂态电压检测的辅助触头弹跳状态监... 详细信息

带合闸电阻的气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)断路器结构复杂,故障率较高。断路器合闸过程中辅助触头可能发生弹跳,导致主断口被击穿,危及设备绝缘安全。为此,该文提出了基于合闸过程暂态电压检测的辅助触头弹跳状态监测和诊断方法。利用不同断路器对同一条空载气体绝缘输电线路(gas insulated line,GIL)进行充电试验。试验结果表明:不带合闸电阻的断路器在合闸过程中,触头间出现电弧熄灭和复燃现象,激发的暂态电压包含丰富的高频振荡分量;带合闸电阻的断路器在合闸过程中,产生2种差异明显的暂态电压,Ⅰ类暂态电压不含高频振荡分量,由辅助断口预击穿和重击穿产生,Ⅱ类暂态电压与不带合闸电阻的断路器合闸时激发的暂态电压类似,包含丰富的高频振荡分量,由辅助触头弹跳后主断口被击穿引起。该文通过对带合闸电阻的断路器合闸过程进行分析,解析合闸过程的暂态电压波形,提出以辅助触头弹跳熄弧时间间隔作为表征辅助触头弹跳状态的特征因子,可实现断路器运行状态的有效监测和评估。

关键词：气体绝缘开关设备断路器合闸电阻暂态电压辅助触头弹跳监测和诊断

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高比例新能源送端系统暂态电压运行风险分析

电力系统保护与控制 2024年第1期52卷 23-34页

作者：韩璐尹纯亚戴晨马星新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830017 中电建湖北电力勘测设计院规划分院研究院湖北武汉430000 国网新疆电力有限公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐830011

针对交、直流故障下的高比例新能源送端系统暂态电压演化传播机理及运行风险尚不明晰的问题,首先,基于交直流系统间的无功电压交互作用机理分析,明确了交、直流系统故障下的暂态电压特性及主导影响因素,阐明了高比例新能源送端系统电力... 详细信息

针对交、直流故障下的高比例新能源送端系统暂态电压演化传播机理及运行风险尚不明晰的问题,首先,基于交直流系统间的无功电压交互作用机理分析,明确了交、直流系统故障下的暂态电压特性及主导影响因素,阐明了高比例新能源送端系统电力电子设备主导的暂态电压演化传播路径。其次,从“交直流故障强耦合作用持续加强,暂态无功功率成分复杂”、“新能源比例不断提升,暂态电压问题凸显”及“故障承载与调节能力下降,连锁脱网风险增大”三方面系统地阐述了暂态电压运行风险。然后,基于DIgSILENT/PowerFactory建立了实际高比例新能源多直流外送系统仿真模型,不同新能源占比、不同故障工况下的仿真结果验证了暂态电压运行风险分析的正确性。最后,从增强耦合运行特性机理认识、提升新能源涉网性能、增加多尺度协同控制策略、加强交流网架结构等方面提出了应对暂态电压运行风险的技术展望。

关键词：高比例新能源送端系统交直流故障暂态电压运行风险

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换相失败引发送端混合级联直流系统换流母线暂态电压波动机理及抑制策略

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电力系统保护与控制 2023年第20期51卷 36-46页

作者：刘江山李凤婷尹纯亚苏常胜韩璐宋伟新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830047 国网新疆电力有限公司新疆乌鲁木齐830036 新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院新疆乌鲁木齐830000

与电网换相高压直流输电(line commutated converter HVDC,LCC-HVDC)相比,送端混合级联直流系统具有灵活性高、弱网适应性强等优势,但其换相失败后交流系统暂态电压波动机理尚不明晰。为此,首先建立了暂态电压与系统强度、功率不平衡量... 详细信息

与电网换相高压直流输电(line commutated converter HVDC,LCC-HVDC)相比,送端混合级联直流系统具有灵活性高、弱网适应性强等优势,但其换相失败后交流系统暂态电压波动机理尚不明晰。为此,首先建立了暂态电压与系统强度、功率不平衡量之间的定量关系。考虑有功、无功不平衡量对暂态电压的影响,推导了暂态电压变化率表达式。明确了换相失败及其恢复期间换流母线暂态电压特性。其次,为抑制换流母线暂态过电压,推导了LCC直流电流指令值与模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)无功指令值表达式,提出了基于多换流器的协同抑制策略。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建仿真模型,验证了机理分析的正确性及抑制策略的有效性。

关键词：混合级联型直流系统换相失败暂态电压无功功率有功功率

计及高比例风电暂态电压安全的主从协同动态无功优化方法

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电力系统自动化 2023年第17期47卷 57-66页

作者：薛霖牛涛方斯顿陈冠宏输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市400044

相比于传统电力系统,大规模高比例的风电馈入导致处于末端电网的风电基地网架结构更为薄弱,低电压穿越能力和动态无功支撑水平进一步降低。为保证整个风电系统的电压安全,必须精确计及大规模风电汇集区域内每台风电机组的暂态电压特性... 详细信息

相比于传统电力系统,大规模高比例的风电馈入导致处于末端电网的风电基地网架结构更为薄弱,低电压穿越能力和动态无功支撑水平进一步降低。为保证整个风电系统的电压安全,必须精确计及大规模风电汇集区域内每台风电机组的暂态电压特性。该优化问题具有规模大、暂态约束多、主从系统交互变量多等特点,传统无功优化方法还存在计算时间长、收敛性无法充分保证等问题。因此,针对含高比例风电馈入系统的动态无功备用优化问题,提出一种计及暂态电压安全约束的广义主从分裂优化算法,实现主从系统的协同优化,同时保证计算的精度和收敛性。首先,基于轨迹灵敏度分析法将暂态稳定性约束转化为代数方程约束。然后,根据Karush-Kuhn-Tucker条件将原问题分解为主网无功优化模型和各风电子系统无功优化模型,主、子系统通过交互边界信息实现主从协同优化,并基于边界信息一致性保障含暂态约束问题的求解精度。最后,通过实际系统验证了所提方法的计算速度和结果精度。

关键词：高比例风电主从协同优化暂态电压动态无功

直流近区系统故障下的暂态电压特性分析及支撑策略研究

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电力系统保护与控制 2023年第17期51卷 169-177页

作者：秦艳辉尹纯亚段青熙马星东南大学电气工程学院江苏南京210096 国网新疆电力有限公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐830011 新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830017

针对直流近区域交流系统故障与特高压直流交互作用下的暂态电压机理尚不明确的问题,在深入分析交直流系统无功功率交互作用的基础上,明确了影响暂态电压的主导因素。考虑故障持续时间及故障严重程度,建立了换流母线暂态电压计算表达式,... 详细信息

针对直流近区域交流系统故障与特高压直流交互作用下的暂态电压机理尚不明确的问题,在深入分析交直流系统无功功率交互作用的基础上,明确了影响暂态电压的主导因素。考虑故障持续时间及故障严重程度,建立了换流母线暂态电压计算表达式,揭示了不同故障严重程度及短路比下整流器无功功率消耗对暂态电压的影响机理。基于此,推导建立了直流电流指令值计算表达式,并提出了整流器控制优化策略,实现了直流系统对暂态电压的主动支撑。最后,基于PSCAD与CIGRE HVDC的仿真结果验证了理论分析的正确性与暂态电压支撑策略的有效性。

关键词：高压直流输电暂态电压直流控制交互作用机理

面向暂态电压稳定评估的卷积神经网络输入特征构建方法

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电力系统自动化 2022年第1期46卷 85-93页

作者：朱林张健陈达苗璐龙霏杨文佳华南理工大学电力学院广东省广州市510640 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024 广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东省广州市510660

以卷积神经网络(CNN)为代表的深度学习算法在电力系统暂态电压稳定评估中开始得到应用,但其输入特征的构建方法及合理性验证未得到充分的研究。面对交直流系统暂态电压稳定评估,提出了一种适用于CNN的输入特征构建方法。首先,基于双阶... 详细信息

以卷积神经网络(CNN)为代表的深度学习算法在电力系统暂态电压稳定评估中开始得到应用,但其输入特征的构建方法及合理性验证未得到充分的研究。面对交直流系统暂态电压稳定评估,提出了一种适用于CNN的输入特征构建方法。首先,基于双阶段分区来降低输入特征的维度和冗余度,即先依据系统拓扑关系和地理位置约束给出初始分区结果,再以节点的暂态电压特征相似性进行聚类,得到降低维度和冗余度后的最佳分区方案;然后,在分区结果的基础上,考察影响交直流系统暂态电压稳定的关键因素,构建兼顾稳态特征量和多维度故障信息的输入特征;最后,将所构建的输入特征应用于CNN暂态电压评估模型,并采用实际电网数据进行验证。仿真结果表明,所提方法较传统特征选择方法具有更高的准确性。

关键词：暂态电压稳定评估卷积神经网络电网分区输入特征

电压探头对宽禁带器件高频暂态电压精确测量的影响

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电工技术学报 2021年第2期36卷 362-372页

作者：何杰刘钰山毕大强李晓北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083 电力系统国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084 德州农工大学电气与计算机工程系大学城77843

随着宽禁带半导体器件的发展,电力电子器件的开关速度越来越快,工作电压逐渐升高,致使电压探头的性能对电力电子器件暂态电压测量结果的影响程度增大。该文分析几种实验室常用的示波器电压探头的测量原理,根据电压探头的电路分析模型,... 详细信息

随着宽禁带半导体器件的发展,电力电子器件的开关速度越来越快,工作电压逐渐升高,致使电压探头的性能对电力电子器件暂态电压测量结果的影响程度增大。该文分析几种实验室常用的示波器电压探头的测量原理,根据电压探头的电路分析模型,研究探头的带宽/上升时间、寄生电感和共模抑制比等几个关键因素对高频暂态电压测量结果的影响。最后搭建实验平台,实验结果验证了理论分析的有效性。

关键词：电压探头精确测量暂态电压宽禁带器件