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高电压技术
中国电力科学研究院　中国电机工程学会
高电压技术

中国电力科学研究院　中国电机工程学会

杨迎建

月刊

1003-6520

hve@sgepri.sgcc.com.cn

027-59835528

430074

湖北省武汉市珞瑜路143号武汉高压研究所

高电压技术/Journal High Voltage EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为国内外唯一集中、全面地反映当前高电压技术领域科技信息的专业技术刊物，国内外公开发行，是国务院学位办审定的中文重要期刊、中文核心期刊，EI page one和《科技文献通报》收录期刊。本刊根据电力生产、建设、科研、教学需要提供导向性、实用性信息及技术措施，推广实用技术的成果，为我国科技发展、领导决策、促进生产发挥接口、载体和桥梁作用。本刊报道内容包括高压设备、输电线路、系统暂态、测试工程、电磁、城网供电、电力电子等及生态环保生物医疗等边缘、交叉学科。既有基础理论研究也有工程实践应用。本刊读者对象为电力系统生产、建设、运行、管理部门及相关产业科研、设计、制造单位的领导、科技人员、大专院校师生及其他相关工程技术人员。
正式出版
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    多物理场作用下的金属化膜自愈特性试验

    刘尚书吴致远仝殿杰齐红斌...
    5424-5435页
    查看更多>>摘要：金属化膜电容器是柔性直流输电系统换流阀的核心元件,掌握电容器用金属化膜在复杂工作环境下的自愈参数,对高性能电容器的研制、提高能源输送效率具有关键性作用.该文基于金属化膜电容器实际运行工况,利用搭建的多物理场自愈测试平台,开展了金属化膜在电-热-力复合作用下的自愈特性测试,得出电压、温度、压强对金属化膜自愈的交互影响,随着温度的上升,电压对自愈特性的影响愈发明显,而随着压强的上升,电压对自愈特性的影响逐渐减弱,当压强达到4 MPa以上时,电压对自愈特性影响非常小.通过对自愈特征量的统计,建立自愈参数间的关联关系,分析得到自愈面积和自愈数量呈负相关性,当有效区内自愈数量从1个/cm2增加到30个/cm2时,平均单个自愈点面积从16mm2缩小为1 mm2;自愈电流峰值、自愈时间与自愈电压呈正相关性,当电压达到3.5 kV时,自愈时间可达4 μs,自愈电流峰值可达5 A;而自愈能量与自愈电压呈出幂指数为2.316的幂值函数关系;同时,根据自愈参数间的关联关系,提出了一种对自愈能量的快速估算方法.该研究涉及金属化膜材料性能的关键特征参数和判据集合,对金属化膜电容器的优化设计提供数据支撑.

    金属化膜聚丙烯薄膜多物理场自愈特性自愈参数

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    基于IGCT串并联的大容量直流变压器设计

    陆翌马已青陈骞张雪垠...
    5449-5456,中插5页
    查看更多>>摘要：直流变压器(DC transformer,DCT)是可再生能源直流汇集的关键设备.双主动桥(dual active bridge,DAB)具有双向功率流通特性,可满足海上风电直流汇集等应用需求.面向兆瓦级DCT,基于DAB,该文提出了一种基于集成门极换流晶闸管(integrated gate-commutated thyristor,IGCT)的直流变压器(DC transformer based on IGCT,IGCT-DCT).首先分析了兆瓦级DCT的频率选择;然后综合考虑关断延时、损耗限制以及驱动误差时间,详细分析了均压条件与均流条件,设计了均压RC电路与均流磁环,并且给出了均压电阻、均压电容以及差模电感的计算方法;最后,搭建了一台10 kV/1.5 kV/3 MW的IGCT-DCT样机,验证了所提方案的可行性和理论分析的正确性.所提IGCT-DCT高压侧采用IGCT器件串联技术,低压侧采用IGCT桥臂并联技术,显著提升了 DCT单机容量及功率密度;通过单移相控制,可实现IGCT在大功率下的零电压开通,降低了系统损耗.

    大容量直流变压器IGCT-DCTDAB单移相控制零电压开通

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    基于有限时间事件驱动协同的微电网频率恢复和荷电状态平衡控制

    马溪原王鹏宇杨铎烔张子昊...
    5457-5467,中插6页
    查看更多>>摘要：为解决由于功率失配引起的分布式发电系统频率偏差问题,该文针对带电池储能系统(battery energy storage system,BESS)的多智能体交流微电网,提出了一种基于低带宽通信网络的分布式有限时间控制算法.该控制算法以Lyapunov方法和齐次逼近理论为基础,可确保系统节点不依赖初始条件,在一定时间内加速收敛.另外,为减轻通信负担,设计了一种能够避免芝诺(Zeno)行为的事件驱动通信机制,并导出了该行为触发边界的充分条件.通过模拟多个孤岛交流微电网案例进行仿真分析.研究结果表明,与传统控制器相比,所提出的控制算法在保证收敛时间不随初始条件变化的前提下,可以协调BESS以消除其与标准频率的偏差,同时解决荷电状态(state of charge,SoC)平衡问题,提高了同步速度,降低通信负担,确保了整个系统的稳定性和可靠性.

    电池储能系统多智能体交流微电网分布式有限时间控制算法事件驱动通信机制荷电状态

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    基于扩展边界的柔性直流输电网区域纵联保护

    薛士敏张君婷李博通李翔宇...
    5468-5481,中插7-中插9页
    查看更多>>摘要：直流保护是保证多端柔性直流输电网安全的关键.行波保护动作速度快,可满足现有柔直电网对保护速动性的要求,但存在采样频率较高、可靠性不足、在线路边界受限时灵敏性较低的问题.针对上述问题,充分利用换流站及其各出线上的平波电抗器组成扩展边界,提出新型区域纵联方向保护原理.首先,分析扩展边界两侧电压的故障特征,利用扩展边界对电压时域波形的显著衰减形成的正反方向不同的故障特征来构造方向元件,构成纵联方向保护.该保护原理同时具备母线故障判别能力,并与相邻保护协调配合形成区域保护方案.其次,分析行波多次折反射过程对方向元件的影响,并给出保护动作时间.最后,进行仿真分析和对比验证.所提保护原理对采样频率要求低,在高阻故障、强噪声以及边界特性削弱时仍具有较高的灵敏性和可靠性.

    多端柔性直流输电网扩展边界故障行波分析故障方向识别区域保护方向纵联保护

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    电网电压不平衡下基于超级电容储能的柔性多状态开关多目标控制策略

    何东张文邹玉新蔡需同...
    5482-5494页
    查看更多>>摘要：当电网电压不平衡时,传统电压电流控制策略下含柔性多状态开关(flexiblemulti-state switch,FMSS)的交直流混合配电网交流侧易发生有功和无功功率波动、并网电流畸变以及直流侧直流母线电压波动等电能质量问题.基于此,首先分析了含FMSS的交直流混合配电网拓扑及电压不平衡特性,并提出一种基于超级电容储能的FMSS多目标控制策略.该方法通过调整调节系数D,实现FMSS在输出电流平衡、有功功率和无功功率恒定不同控制目标间的灵活切换.同时利用直流侧超级电容储能系统吸收不平衡功率以稳定直流母线电压,实现电网电压不平衡条件下FMSS的多目标控制.最后利用MATLAB/Simulink仿真软件和硬件在环实验平台搭建含FMSS的交直流混合配电网模型,验证了所提策略的有效性和可行性,确保了交直流互联系统的安全可靠运行.

    电网电压不平衡柔性多状态开关正、负序分量超级电容储能多目标控制

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    基于SVPWM的三电平变频器窄脉冲抑制策略

    胡亮灯郭城韩婧楼徐杰...
    5495-5504,中插10页
    查看更多>>摘要：空间矢量调制策略具有直流电压利用率高、控制灵活性好等优点,在电力电子领域应用广泛,但该策略需要避免窄脉冲对器件安全运行的影响.为此首先给出三电平变频器无中性线控制下空间矢量调制原理及窄脉冲产生机理;其次,解析推导了窄脉冲在输出电压的精确占比,并梳理了窄脉冲对输出电压谐波性能的影响;在上述基础上,提出了一种基于矢量时间长度调整的窄脉冲抑制策略,实现了在兼顾窄脉冲抑制及电容电压平衡下的七段式对称调制,降低了窄脉冲限制后对输出电压谐波的影响;最后,基于搭建的离线仿真模型和硬件在环实时仿真平台,验证了该文所提窄脉冲抑制策略的正确性、有效性.

    窄脉冲抑制三电平空间矢量调制电压谐波电容电压平衡

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    随机环境下计及绿证与碳配额约束的电力市场均衡分析

    陈荃张丹宏胡宇凡李阳...
    5505-5515,中插11页
    查看更多>>摘要：为促进电力行业的低碳化和清洁化发展,中国相继建立碳市场和绿证市场,对电力市场产生显著影响.在此背景下,提出了一种随机环境下计及绿证与碳配额约束的电力市场均衡分析方法.首先,综合考虑发电机组报价约束、碳配额约束、绿证量价关系和风电的随机性,建立了一个新的双层电力市场均衡分析模型.其次,利用最优性条件替代下层问题,将单个发电商的双层模型转化为均衡约束规划问题(mathematical program with equi-libriumconstraints,MPEC).为求解多主体的市场均衡,将所有发电商对应的MPEC等效为库恩-塔克条件,从而构建均衡约束-均衡规划问题(equilibrium problem with equilibrium constraints,EPEC),并采用大M法和二进制展开法等线性化手段加以求解.最后,通过算例模拟了不同绿证与碳配额约束下的电力市场均衡状态,验证了所提方法的有效性.

    碳配额绿证随机性电力市场均衡双层模型

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    考虑韧性提升的配电网故障恢复与抢修协调优化

    徐岩郭佳睿马天祥
    5516-5528,中插12页
    查看更多>>摘要：近年来,配电网在应对自然灾害、突发情况等扰动事件时所表现出的韧性受到越来越多的关注和重视.为优化配电网应对极端事件的灾后恢复能力,提出一种考虑韧性提升的配电网故障恢复与抢修协调优化策略.首先,综合考虑故障抢修时系统韧性的提升和抢修完成后重要负荷的恢复,构建了协同故障恢复与抢修策略的双层优化模型.其次,提出了一种改进哈里斯鹰优化算法对抢修模型进行求解,获取最优抢修顺序,并据此滚动求解极端事件后配电网的孤岛划分与开关重构方案,从而在两者有机结合的框架下得到最优的灾后配电网修复策略.最后,利用IEEE 33节点进行仿真验证.结果表明,所提策略充分考虑故障恢复与抢修的协同关系,在配电网灾后韧性提升方面具有一定优越性.

    配电网韧性提升故障抢修故障恢复分布式电源哈里斯鹰优化算法

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    提升源荷多元调峰主动性的优化调度及费用补偿分摊机制

    侯婷婷方仍存王治华侯慧...
    5529-5538,中插13-中插14页
    查看更多>>摘要：随着中国电力辅助服务市场发展,为激励市场各主体参与调峰积极性,提出一种面向风光水火储及混合型需求响应的主动调峰优化调度及费用补偿分摊机制,从源、荷2方面全面挖掘系统调峰能力.首先,针对源侧调峰主动性,提出一种调峰费用补偿及容量分摊机制,利用火电深度调峰消纳更多可再生能源,其调峰补偿费用按各电源发电容量比例进行分摊.其次,针对荷侧需求响应资源,构建结合激励型与价格型的混合型需求响应模型.然后,以火电出力波动最小、系统运行成本最低、可再生能源弃用最小等为目标构建调峰调度模型,并通过线性化近似的方式处理非线性函数,有效解决非凸函数优化问题.最后,采用改进的IEEE 30节点系统进行算例仿真分析,结果表明所提模型中混合型需求响应、深度调峰的加入分别使得可再生能源消纳水平提高1.5％、2.1％,同时促进了源、荷侧调峰资源参与积极性.

    调峰费用补偿容量分摊机制调峰主动性混合型需求响应优化调度

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    考虑效率优化的电制氢(P2H)多机集群系统调度运行框架

    董雁楠李相俊韩子娇白金彤...
    5539-5551页
    查看更多>>摘要：电制氢(power to hydrogen,P2H)技术是"双碳"目标背景下实现电力脱碳的关键技术.受碱性电解池(alkaline electrolysis cell,AEC)单机容量的限制,P2H厂(站)利用AEC的可拓展性形成大容量多机集群系统.然而,现有调度运行框架研究难以保证P2H多机集群系统的性能最优.为此,提出了一种考虑效率优化的P2H多机集群系统调度运行框架,旨在提升系统效率并优化AEC间的功率分配.首先,分析了温度与负载率对产氢效率的影响,建立了包含辅机系统的P2H效率模型.然后,在此基础上构建了 P2H多机集群系统效率优化模型,将其线性化为混合整数规划问题求解最优效率下各机组运行功率,并进一步提出P2H多机集群系统的优化调度模型.最后,基于IEEE 33节点配电网系统进行算例分析.结果表明,所提调度运行框架能降低系统运行成本,提升系统产氢效率和产氢量.研究成果可为P2H多机集群系统高效经济运行提供参考.

    电制氢碱性电解池多机集群系统调度运行框架效率优化

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