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昆柳龙特高压混合多端直流阀控触发异常分析及优化措施

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南方电网技术 2024年第3期18卷 104-110,128页

作者：谢惠藩彭光强姚传涛宋阳徐光虎黄伟煌林雪华陈秋鹏王杨正中国南方电网电力调度控制中心广州510663 南方电网超高压输电公司电力科研院广州510623 南方电网超高压输电公司天生桥局贵州兴义550081 南方电网超高压输电公司柳州局广西柳州545006 南方电网科学研究院广州510663 南方电网超高压输电公司贵阳局贵阳550000 南瑞继保公司南京211102

昆柳龙特高压混合多端直流工程是世界首个特高压混合多端直流工程,较传统两端直流运行方式更加灵活,但也增加了控制保护策略的复杂性。自投运以来多次发生运行异常,其“首台套”控制保护系统和设备的可靠性有待进一步提升。详细分析了... 详细信息

昆柳龙特高压混合多端直流工程是世界首个特高压混合多端直流工程,较传统两端直流运行方式更加灵活,但也增加了控制保护策略的复杂性。自投运以来多次发生运行异常,其“首台套”控制保护系统和设备的可靠性有待进一步提升。详细分析了昆柳龙直流“6·9”阀控触发异常事件,全面梳理控制保护功能配置和直流响应情况,提出了增加阀组触发异常检测保护功能并实施应用,该策略能准确迅速检测出阀控脉冲丢失或脉冲延时故障,完善了直流控制保护系统对阀组触发异常工况的风险识别和抵御能力,有效提升昆柳龙特高压多端混合直流工程运行的可靠性和稳定性,研究成果可为后续特高压混合多端直流工程控制保护系统的功能设计提供借鉴和指导。

关键词：昆柳龙特高压直流混合多端直流阀控系统触发异常

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换流变压器阀侧套管表带触指型电连接结构振动响应研究

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工程科学与技术 2024年

作者：王仲颜锐奇张晋寅韦晓星贾申利任俊文四川大学电气工程学院南方电网超高压输电公司电力科研院

换流变压器振动载荷会经其内部结构传递给阀侧套管并激励其振动，长期作用下可能会造成阀侧套管表带触指磨损失效。实际工程中已发生多起套管表带触指磨损劣化事故，但如今针对换流变压器振动作用下阀侧套管表带触指的失效研究还非常匮... 详细信息

换流变压器振动载荷会经其内部结构传递给阀侧套管并激励其振动，长期作用下可能会造成阀侧套管表带触指磨损失效。实际工程中已发生多起套管表带触指磨损劣化事故，但如今针对换流变压器振动作用下阀侧套管表带触指的失效研究还非常匮乏。为探究阀侧套管表带触指在振动作用下的失效行为和规律，基于有限元法首先建立了换流变阀侧套管模型并对其进行模态分析，在有限元模型基础上建立了阀侧套管表带触指振动微分方程，然后改变振动特征和套管结构对表带触指开展磨损研究，建立了表带触指相对位移累积行程和磨损深度与振动幅值之间的曲面模型。通过改变振动特征和套管结构对表带触指相对位移磨损特性进行仿真研究，结果表明：阀侧套管表带触指受到轴向振动时会产生明显的相对位移，受到径向振动时会产生较大的接触压力；阀侧套管固有频率较低，振动频率越高对应的表带触指相对位移累积行程就越短；径向振动产生的接触压力会限制轴向振动引起的触指相对位移，导致触指磨损深度并不随振动加速度幅值的增大而单调增加；改变表带触指尺寸几乎不影响其相对位移；设置法兰加强筋能提高整个套管结构的刚度从而减小表带触指的相对位移。研究成果可以用于分析和预测长期振动作用下阀侧套管表带触指的使用寿命和磨损特性，为增强阀侧套管表带触指型电连接结构在振动作用下的可靠性提供参考和指导。

关键词：换流变压器阀侧套管长期振动表带触指相对位移磨损

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集成结温在线监测功能的IGBT智能驱动器

半导体技术 2024年第2期49卷 183-188页

作者：肖凯许琳浩王振严喜林王奇彭茂兰邹延生中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院广州510000

结温是表征功率器件寿命的重要参数,对功率器件结温进行监测具有重要意义。基于热敏电参数法,选取对温度敏感的电参量饱和导通压降V_(CE(sat))作为研究对象,在IGBT驱动器中集成高精度结温参数测量电路,使系统可在线监测功率器件结温。... 详细信息

结温是表征功率器件寿命的重要参数,对功率器件结温进行监测具有重要意义。基于热敏电参数法,选取对温度敏感的电参量饱和导通压降V_(CE(sat))作为研究对象,在IGBT驱动器中集成高精度结温参数测量电路,使系统可在线监测功率器件结温。同时为了得到更加精准的热-电参量对应关系,通过分段拟合的方式对IGBT模块在工作状态下结温与V_(CE(sat))的关系进行数学建模。在此基础上,还设计了相应的退饱和检测电路和分级驱动电路。经过实验验证,最终解决了传统结温测量方式工程应用性差的问题,提高了参数采集精度,将热敏电参数的结温预测误差控制在±5℃以内。

关键词： IGBT 热敏电参数驱动器结温在线监测电压测量电路

基于差动电流与分布电容电流比值的直流线路纵联保护方案

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电力系统自动化 2024年第9期48卷 162-170页

作者：褚倍钰李海锋彭光强梁远升王钢华南理工大学电力学院广东省广州市510641 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院广东省广州市510663

分布电容电流会对直流线路纵联保护性能造成影响。文中以三端混合高压直流输电线路为对象,讨论分析了差动电流与分布电容电流比值的故障特征。由于差动电流和分布电容电流都会随着过渡电阻的增大而减小,采用差动电流与分布电容电流的比... 详细信息

分布电容电流会对直流线路纵联保护性能造成影响。文中以三端混合高压直流输电线路为对象,讨论分析了差动电流与分布电容电流比值的故障特征。由于差动电流和分布电容电流都会随着过渡电阻的增大而减小,采用差动电流与分布电容电流的比值作为判据,可以削弱过渡电阻对判据的影响,提高保护的灵敏性。基于此,提出了一种基于差动电流与分布电容电流比值的纵联保护方法。基于PSCAD/EMTDC的仿真验证表明,所提保护判据整定简单且天然具有故障选极功能,能可靠识别区内外故障,耐过渡电阻能力强且具有较高的灵敏性和可靠性。

关键词：直流输电纵联保护电流差动保护分布电容电流

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一起500kVGIL管母支柱绝缘子故障分析

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高压电器 2024年第1期60卷 190-196页

作者：陈静曹鸿李国艮王典浪中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局云南曲靖655000

为了分析某换流站的一起500 kV GIL管母支柱绝缘子故障,对故障GIL开展解体检查、结构原理分析、重力影响分析、导体膨胀仿真计算、绝缘子浇注工艺分析、绝缘子装配工艺分析等。通过研究分析,确定了GIL故障原因为三支柱绝缘子铝质金属表... 详细信息

为了分析某换流站的一起500 kV GIL管母支柱绝缘子故障,对故障GIL开展解体检查、结构原理分析、重力影响分析、导体膨胀仿真计算、绝缘子浇注工艺分析、绝缘子装配工艺分析等。通过研究分析,确定了GIL故障原因为三支柱绝缘子铝质金属表面与绝缘体之间存在微小间隙缺陷,在生产、运输、安装、运行等过程中小间隙逐渐扩展、劣化,最终导致击穿放电。最后从强化生产工艺控制、提升出厂检测标准、提高运输过程管控要求、加强现场超声波带电局放测试几方面提出改进建议,为后续GIL生产、运输、运维等方面提供借鉴。

关键词： GIL 管母支柱绝缘子故障原因仿真计算防范措施

模拟树冠火条件下导线-板空气间隙直流击穿特性

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南方电网技术 2024年

作者：李文荣杨跃光毕吉禹黄道春王华清罗瑞杰中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院武汉大学电气与自动化学院

为研究树冠火条件下的导线-板电极空气间隙直流击穿特性，搭建松树木垛火与树冠火条件下5m导线-板电极空气间隙击穿放电试验平台，研究两种火焰形态不同燃烧阶段的燃烧特性与间隙直流击穿特性，分析火焰高度与间隙击穿电压的关系，并通... 详细信息

为研究树冠火条件下的导线-板电极空气间隙直流击穿特性，搭建松树木垛火与树冠火条件下5m导线-板电极空气间隙击穿放电试验平台，研究两种火焰形态不同燃烧阶段的燃烧特性与间隙直流击穿特性，分析火焰高度与间隙击穿电压的关系，并通过回归分析给出拟合表达式。研究结果表明：不同燃烧阶段，树冠火对导线-板电极空气间隙绝缘强度影响程度不同；最大火势阶段，松木木垛火平均击穿电压梯度为104.5 kV/m，松木树冠火平均击穿电压梯度为84.7 kV/m，分别为同海拔下空气间隙平均击穿电压梯度的38.9%与31.6%；松木木垛火与树冠火的间隙平均击穿电压梯度与火焰高度有良好的线性关系，对比松木木垛火与树冠火间隙直流击穿电压值，火焰区的温度与高度导致的火焰特性差异对间隙绝缘强度的影响弱于烟雾区中烟雾颗粒特性差异对间隙绝缘强度的影响。研究结果可为输电线路山火短路击穿风险评估提供指导。

关键词：输电线路树冠火燃烧特性击穿特性击穿电压平均击穿电压梯度

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数字孪生技术在特高压直流系统中的应用实践

南方电网技术 2024年

作者：吕金壮廖毅石延辉李昭扬章芳情中国南方电网有限责任公司超高压输电公司中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局武汉大学动力与机械学院

针对现有数字孪生在特高压直流系统中的应用，分析了数字孪生技术在解决特高压直流系统规模、数据、应用等方面存在的挑战与问题。并在基础管理、设备管理、安全管理和业务运营等方面，系统地展示数字孪生技术的应用场景与功能特点，根... 详细信息

针对现有数字孪生在特高压直流系统中的应用，分析了数字孪生技术在解决特高压直流系统规模、数据、应用等方面存在的挑战与问题。并在基础管理、设备管理、安全管理和业务运营等方面，系统地展示数字孪生技术的应用场景与功能特点，根据业务需求，构建了数字孪生场景，以及数字孪生技术为关键节点的数字电网创新应用技术体系。以电网数字孪生转型为基础，从数据感知、模型构建、模型应用角度探索其应用场景，提高系统在虚拟世界中的感知预测能力，同时支撑变电站智能化应用，支撑新型电力系统的数字化服务需求，为电力行业的数字化转型提供具体有效的路径与参考，提升了电网互动性、安全性，逐步实现电网业务的自动化、智能化、无人化。

关键词：数字孪生技术特高压直流系统智能化管理与运维

基于雷电屏蔽性能和空气间隙放电的交叉跨越区段参数安全阈值研究

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电网技术 2024年

作者：蓝磊张昊琛邓冶强景茂恒王羽文习山陈小月武汉大学电气与自动化学院南方电网超高压输电公司检修试验中心

随着电网建设的完善，其覆盖区域变得更大，高压线路运行区段交叉跨越的情况无法避免，这对于杆塔的机械性能和输电线路的电气性能提出了更高的要求。为降低交叉跨越区段输电线路整体高度，同时保证其具有足够的绝缘性能，需要获取该区... 详细信息

随着电网建设的完善，其覆盖区域变得更大，高压线路运行区段交叉跨越的情况无法避免，这对于杆塔的机械性能和输电线路的电气性能提出了更高的要求。为降低交叉跨越区段输电线路整体高度，同时保证其具有足够的绝缘性能，需要获取该区段的结构关键参数阈值。因此，该文基于解析几何理论提出了一种适用于三维空间中输电线路交叉跨越区段雷害风险评估的方法，并基于该方法分析了线路长度L、跨越角度θ、相间距离H等因素对交叉跨越区段雷害风险的影响。并在此基础上开展了交叉跨越区段相间放电试验，获得了对应的放电特性曲线，确定了满足安全运行条件下的垂直空气间隙推荐值。所得结论为特/超高压输电线路交叉跨越区段的雷害风险评估和设计具有参考价值。

关键词：交叉跨越区段超/特高压线路雷电屏蔽电气几何模型雷击跳闸率

计及氢储能与需求响应的路域综合能源系统规划方法

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电网技术 2024年

作者：梁俊鹏张高航李凤婷解超韩璐张怿宁新疆大学电气工程学院中国南方电网超高压输电公司

随着高速服务区汽车电-氢充能需求及自身多能源消耗需求增加，构建路域综合能源系统能够满足多能需求并提升风光的接纳能力。为此，提出一种计及氢储能与需求响应的高速公路路域综合能源系统规划方法。首先，分析电解槽、氢燃料电池、... 详细信息

随着高速服务区汽车电-氢充能需求及自身多能源消耗需求增加，构建路域综合能源系统能够满足多能需求并提升风光的接纳能力。为此，提出一种计及氢储能与需求响应的高速公路路域综合能源系统规划方法。首先，分析电解槽、氢燃料电池、空调等多能源转换及储氢设备能量流动的基础上，构建路域综合能源系统框架；其次，利用蒙特卡洛方法模拟路域内汽车无序充能行为，同时引入需求响应与氢储能挖掘电-热(冷)-氢负荷的调节潜力；然后，以经济性、稳定性和用户舒适性最优为目标构建路域综合能源系统多目标规划模型，利用非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm II，NSGA-II)和商业求解器Gurobi进行求解，并通过仿真验证了其有效性；最后结果表明，引入氢燃料电池和需求响应后，风光消纳率得以提升，风电、光伏投建容量上升4.45%、12.24%，系统总成本降低17.27%。引入多目标规划方法后，兼顾系统的稳定性、经济性与用户舒适性，系统稳定性提高了0.26%，系统总成本提高4.26%，负荷用户舒适性降低0.09%，为含氢储能的路域综合能源系统资源规划提供参考。

关键词：路域综合能源系统经济性稳定性舒适性氢储能需求响应