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低温下C4F7N/CO_(2)混合气体的绝缘特性与参数配置

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高电压技术 2024年第2期50卷 832-841页

作者：陶子林郑宇高克利朱太云刘伟周文俊武汉大学电气与自动化学院武汉430072 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院合肥230000 中国电力科学研究院有限公司北京100192

为提出低温下满足液化温度和绝缘要求的C4F7N/CO_(2)混合气体的参数配置,研究了C4F7N/CO_(2)混合气体在低温下的绝缘特性。首先采用实验和计算得到了不同气压和混合体积比例下C4F7N/CO_(2)混合气体的液化温度,结果表明计算得到的液化温... 详细信息

为提出低温下满足液化温度和绝缘要求的C4F7N/CO_(2)混合气体的参数配置,研究了C4F7N/CO_(2)混合气体在低温下的绝缘特性。首先采用实验和计算得到了不同气压和混合体积比例下C4F7N/CO_(2)混合气体的液化温度,结果表明计算得到的液化温度与实验数据较为相符。其次开展不同温度下C4F7N/CO_(2)混合气体的工频击穿试验,获得了C4F7N/CO_(2)混合气体的击穿电压随温度的变化。结果表明:气体在液化阶段的击穿电压标准差为液化后的2~7倍,且液化后混合气体的绝缘性能出现显著下降。此时击穿电压只与温度有关,基本不受混合体积比例的影响。考虑混合气体设备的应用需求,分别以–25℃和–30℃为最低使用温度,提出了满足要求的C4F7N/CO_(2)混合气体参数配置方案,可为低温下C4F7N/CO_(2)混合气体的应用提供参考。

关键词： C4F7N/CO_(2)混合气体绝缘特性约化电场液化温度参数配置

电弧离子镀制备ZnO压电涂层用于高压套管连接螺栓应力检测的研究

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稀有金属 2024年第1期48卷 60-67页

作者：安义岩王延伟刁凤新刘天奇张小明李敬雨杨兵邓建钢徐卓林兰贞波国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院内蒙古呼和浩特010010 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司湖北武汉430074

高压及超高压套管连接结构中螺栓预紧力分布不均松脱等故障已经成为影响高压套管安全可靠运行的主要影响因素。如何实现持续精准的连接结构中螺栓载荷监测并预警套管压力故障成为了前沿技术问题。贴片超声波及压电探头超声波是应力检测... 详细信息

高压及超高压套管连接结构中螺栓预紧力分布不均松脱等故障已经成为影响高压套管安全可靠运行的主要影响因素。如何实现持续精准的连接结构中螺栓载荷监测并预警套管压力故障成为了前沿技术问题。贴片超声波及压电探头超声波是应力检测应用最为广泛的技术之一,但其检测精度不能满足要求;溅射型压电薄膜超声方法检测精度高,但压电薄膜沉积效率低,结晶取向控制困难。针对现有研究不足,采用脉冲电弧离子镀技术在合金钢基体上实现ZnO压电薄膜的快速制备,研究靶电流及偏压对ZnO压电涂层的晶体结构、表面形貌及声学性能的影响。结果表明,ZnO涂层的形貌与结构主要与沉积粒子能量有关,偏压越高则涂层结晶越差,而且其绝缘性能下降;靶电流的增加可以提升涂层的结晶质量,但会引入Zn金属大颗粒污染,进而影响压电涂层的绝缘性能。超声轴力检测结果表明,在偏压为0 V以及电流为40 A的最优化工艺参数下制备的高电阻、高c轴择优取向的ZnO压电传感涂层材料,可以应用于高压套管中螺杆轴向载荷的高精度检测,为高压套管安全可靠运行提供了新的监测手段。

关键词：高压套管脉冲电弧离子镀氧化锌压电涂层靶电流偏压

低惯量交流系统并网变流器次/超同步振荡分析

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2250-2264页

作者：胡光庄可好高晖胜辛焕海汪海蛟张雅君浙江大学电气工程学院杭州310027 中国电力科学研究院有限公司北京100192 国网上海市电力公司电力科学研究院上海200437

低惯量电力系统中跟网型变流器可能会与同步机转子动态产生交互,给系统稳定性分析引入新的问题,仅靠跟网型设备动态和短路比衡量交流系统强度不再准确。为此,该文综合分析系统惯量和短路比对跟网型变流器小干扰同步稳定的影响,提出适用... 详细信息

低惯量电力系统中跟网型变流器可能会与同步机转子动态产生交互,给系统稳定性分析引入新的问题,仅靠跟网型设备动态和短路比衡量交流系统强度不再准确。为此,该文综合分析系统惯量和短路比对跟网型变流器小干扰同步稳定的影响,提出适用于分析低惯量系统中并网变流器稳定性的方法,所提方法计算量低、物理意义明确。首先,推导变流器和同步机混联系统的闭环模型,并提取出能表征低惯量动态的相互作用系数矩阵,定性分析两类设备间的交互关系。其次,基于模态摄动理论,将原多机系统解耦为稳定性等效的子系统。然后,选取适用于分析小干扰同步稳定问题的相位主导回路,根据该回路提出综合考虑惯量和短路比的稳定性分析方法。最后,基于仿真算例验证了所提低惯量系统中并网变流器小干扰同步稳定性分析方法的有效性。

关键词：低惯量系统小干扰同步稳定广义短路比最小子系统系统强度

考虑需求响应的交直流混合配电网分布式光伏承载能力鲁棒评估方法

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高电压技术 2024年第1期50卷 83-92,I0003-I0005页

作者：杨志淳杨帆闵怀东胡伟雷杨刘瑜国网湖北省电力有限公司电力科学研究院武汉430077 湖北方源东力电力科学研究有限公司武汉430077

鲁棒优化通常采用多面体模型来描述分布式光伏出力的不确定性,却忽略了分布式光伏出力的时空相关性,为此,该文建立了分布式光伏的时空相关性多面体模型,提出了考虑需求侧响应的交直流混合配电网分布式光伏承载能力鲁棒评估方法。首先,... 详细信息

鲁棒优化通常采用多面体模型来描述分布式光伏出力的不确定性,却忽略了分布式光伏出力的时空相关性,为此,该文建立了分布式光伏的时空相关性多面体模型,提出了考虑需求侧响应的交直流混合配电网分布式光伏承载能力鲁棒评估方法。首先,建立分布式光伏出力不确定性的时空相关性多面体模型和电价激励型需求侧响应模型,以最大化分布式光伏并网容量为目标,考虑交直流混合配电网中多种运行约束和调节策略,建立交直流混合配电网分布式光伏承载能力两阶段鲁棒评估模型,并采用列与约束生成算法进行迭代求解。在70节点系统上验证了算法的有效性,仿真结果表明:不同的管理策略有助于提升交直流混合配电网的分布式光伏承载能力。

关键词：承载能力交直流混合配电网需求侧响应混合整数二阶锥规划两阶段鲁棒优化

基于小电阻投入后扰动量标定的灵活接地系统定位新方法

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电网技术 2024年第3期48卷 1301-1310页

作者：王晓卫张帆王毅钊张志华郭亮梁振锋西安理工大学电气工程学院陕西省西安市710054 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院陕西省西安市710100 国网江西省电力有限公司电力科学研究院江西省南昌市330000

针对传统行波定位方法应用于灵活接地配电系统时,存在定位误差大的问题,该文提出了一种基于小电阻投入后扰动量标定的灵活接地系统定位新方法。首先,通过投入并联小电阻产生扰动信号,该信号到达故障点后发生突变,产生线模行波信号;其次... 详细信息

针对传统行波定位方法应用于灵活接地配电系统时,存在定位误差大的问题,该文提出了一种基于小电阻投入后扰动量标定的灵活接地系统定位新方法。首先,通过投入并联小电阻产生扰动信号,该信号到达故障点后发生突变,产生线模行波信号;其次,利用多元变分模态分解(multivariate variational mode decomposition,MVMD)算法分解线模电流,提取故障特征,并计算最高频本征模态分量(intrinsic mode function,IMF)的离散峭度值,峭度值最大时刻即为线模电流到达时刻;最后,利用首端检测装置计算故障距离。针对灵活接地系统的复杂拓扑结构,研究了架空线、电缆线和混合线的定位公式,通过在末端增加辅助装置,排除伪故障点。仿真结果表明,所提方法能够准确实现故障定位,且不受故障初相角、过渡电阻及故障位置的影响。

关键词：多元变分模态分解峭度灵活接地故障定位

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考虑净负荷不确定性的配电网协同调度

中国电力 2024年

作者：贾东梨杨晓雨刘科研叶学顺李昭中国电力科学研究院

如何实现可再生能源的最大化消纳同时保证配电网的安全经济运行成为亟须解决的问题。首先，将节点上的可再生能源出力和负荷聚合为净负荷并以区间描述其不确定性，同时将系统中调节能力在节点上的映射以端点可优化的区间描述，以调节能... 详细信息

如何实现可再生能源的最大化消纳同时保证配电网的安全经济运行成为亟须解决的问题。首先，将节点上的可再生能源出力和负荷聚合为净负荷并以区间描述其不确定性，同时将系统中调节能力在节点上的映射以端点可优化的区间描述，以调节能力区间和净负荷扰动区间的公共部分反映该节点净负荷扰动的可接纳域。然后，基于优先目标规划，构建了以最大化净负荷扰动可接纳域、最小化配电网运行总成本、最小化电压偏差为目标的考虑净负荷不确定性的三层优化模型，进而得到协同考虑新能源最大化消纳、运行成本合理、节点电压波动最小化的优化方案，保证了配电网运行的安全性、可靠性与经济性。最后，基于改进的IEEE 33节点配网算例，验证了该模型和方法的有效性。

关键词：协同优化净负荷扰动接纳域优先目标规划安全经济运行三层优化

质子交换膜电制氢负荷协同储能参与电力系统调峰能力评估

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电网技术 2024年

作者：李思颖易俊林伟芳中国电力科学研究院

随着可再生能源的大规模并网，电力系统调节手段不足的问题越来越突出，原有的辅助服务模式和力度已不能满足系统运行需求。而质子交换膜（PEM）电制氢具备适应高比例、大规模可再生能源并网的快速功率跟踪调节能力，为调峰合理分配电... 详细信息

随着可再生能源的大规模并网，电力系统调节手段不足的问题越来越突出，原有的辅助服务模式和力度已不能满足系统运行需求。而质子交换膜（PEM）电制氢具备适应高比例、大规模可再生能源并网的快速功率跟踪调节能力，为调峰合理分配电能提供了一种新策略。因此，该文以PEM电解槽为核心构造并网风光互补制氢系统。为全面评估PEM电制氢的调峰能力，在全时制氢、重点填谷的方式下提出调峰多功率模式控制策略。同时，兼顾调峰经济性、技术性和灵活性指标，构造多目标优化调峰能力评估模型。基于改进的NSGA-Ⅲ算法对算例进行优化求解，得到不同调度场景下的调峰能力指标，并验证了所提策略及模型的有效性。结果表明，PEM电制氢在最大化消纳可再生能源、提高系统下调灵活性的同时，有望通过降本增效来提升可再生能源制氢的市场竞争力，并实现其规模化应用。

关键词：质子交换膜电解槽可再生能源制氢多功率模式调峰能力储能

新型电力系统发展水平指标体系构建及综合评价方法研究

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电网技术 2024年

作者：易俊林伟芳任萱崔艳妍韩凝晖中国电力科学研究院

对新型电力系统发展水平进行科学、合理评价对于新型电力系统的规划建设具有重要意义。该文基于新型电力系统五大基本特征构建了包含核心指标和创新指标的新型电力系统发展水平评价指标体系，明确了各项指标的定义与计算方法，提出了基... 详细信息

对新型电力系统发展水平进行科学、合理评价对于新型电力系统的规划建设具有重要意义。该文基于新型电力系统五大基本特征构建了包含核心指标和创新指标的新型电力系统发展水平评价指标体系，明确了各项指标的定义与计算方法，提出了基于指标水平分级的新型电力系统发展水平综合评价方法。算例结果表明，该文所提指标体系及评价方法适用于不同能源禀赋与电网结构的新型电力系统发展水平评价，可以量化评估新型电力系统的建设成效，明确新型系统发展水平所处等级，为后期新型电力系统的重点规划和建设提供决策意见，有利于推进我国新型电力系统的建设进程。

关键词：新型电力系统发展水平评价指标体系核心指标创新指标

汽轮发电机带有交替径向风道的转子流体与传热耦合分析

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电机与控制学报 2024年第2期28卷 11-20页

作者：李伟力乔田怀李亚磊李程昊刘明洋李志强北京交通大学电气工程学院北京100044 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450015 中国电力科学研究院有限公司北京100192

针对汽轮发电机带有交替径向通风道的转子发热冷却问题,以一台350 MW水氢氢冷汽轮发电机为研究对象,依据流体力学和传热学的基本理论,首先建立计及旋转的电机全域通风网络模型,采用逐次迭代法计算得到各支路流量和节点压力。其次,建立... 详细信息

针对汽轮发电机带有交替径向通风道的转子发热冷却问题,以一台350 MW水氢氢冷汽轮发电机为研究对象,依据流体力学和传热学的基本理论,首先建立计及旋转的电机全域通风网络模型,采用逐次迭代法计算得到各支路流量和节点压力。其次,建立了带有交替径向风道的发电机转子流体-传热三维物理模型和数学模型,给出了基本假设和相应的边界条件,同时将通风网络计算得到的风速和压力作为转子求解域的耦合边界,采用有限体积法进行求解,计算结果与实测值吻合。然后分析了交替径向风道内流量分配和氢气流动情况,研究了转子内部氢气温度分布和槽楔出风口风温变化规律,探明了转子绕组和铁心轴向温度分布特性,讨论了副槽入口流量和槽楔出口直径对转子流体和温度的影响。得出副槽入口流量应控制在0.1~0.16 m^(3)/s范围内,且选择较小的槽楔出口直径,可以提高通风系统的效率与风量分配均匀性,降低转子轴向热不平衡。

关键词：水氢氢冷汽轮发电机交替径向风道通风网络流体流动与传热有限体积法