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期刊信息/Journal information
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。
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    大容量抽水蓄能发电机断路器发热特性仿真与散热优化方法

    朱琦琦王海燕张洋朱彦卿...
    2623-2634页
    查看更多>>摘要：过高的温升会加速真空断路器结构老化、降低机械强度,基于温升仿真分析的断路器散热优化设计对断路器性能提升具有重要意义.为此通过建立大容量抽水蓄能发电机断路器电磁仿真模型,计算不同通流情况下的电磁损耗,并基于各端面接触电阻损耗,获得总发热损耗参数.在此基础上,建立包含对流、传导、辐射热传递模式的断路器自然对流仿真模型,从增强自然对流、辐射两方面对断路器散热结构进行优化设计.研究结果表明,在通流12.5 kA情况下,断路器监测点最高温升为133.7 K,辐射功率占比约23%.通过增加散热片及热管,最高温升能够降低至109.5 K.增大断路器部件表面发射率能够低成本实现辐射功率提升,从而将最高温升进一步降低至96.9 K.通过断路器稳态通流温升实验,验证了仿真可靠性,监测点温升的仿真与实验平均误差小于2.1 K.

    抽水蓄能断路器稳态温升特性自然对流热辐射多物理场有限元仿真

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    动作时序优化振动信号混沌吸引子特征的断路器操动状态辨识方法

    刘会兰常庚垚赵书涛裘实...
    2635-2644页
    查看更多>>摘要：高压断路器分合闸操作过程包括掣子脱扣、弹簧释能、动静触头碰撞等动作,机械振动信号作为能量传递的表现,蕴含着丰富的运行状态信息.该文基于断路器关键动作节点的时序,提出一种动作时序优化振动信号混沌吸引子特征的断路器操动状态辨识方法.首先,由高速相机捕捉断路器操动过程主轴拐臂运动图像,利用目标跟踪算法获取动触头关键运动节点时序指标;然后,依据时序指标划分操动过程,通过对不同阶段的振动信号相空间重构,提取相空间吸引子几何和属性特征;最后,利用智能分类算法进行故障辨识,实验结果验证该方法在大幅节省时间开销的同时,有效提高了分类辨识的准确率达 96.9%.该文方法在断路器状态监测和带电测试中具有广阔应用前景.

    高压断路器动作时序吸引子特征混沌分析振动信号

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    大电流空气电弧栅片烧蚀数值模拟与分析

    王钰洁许诺王立军
    2645-2652页
    查看更多>>摘要：电网输配电容量不断增加对低压断路器的开断性能提出了更高的要求.低压断路器开断大电流时,电弧烧蚀灭弧栅片产生的金属蒸汽会极大的影响断路器开断性能,阻碍断路器发展并且不利于电网安全运行.因此,建立了开断电流为10 kA的栅片烧蚀模型,研究了栅片烧蚀特性.模型考虑了栅片阴极端和阳极端不同的电弧能量注入,栅片材料的熔化、蒸发以及栅片表面形貌变化,并将弧根运动引入模型中.利用此模型计算了铁栅片烧蚀质量以及温度和熔化材料分布.仿真结果表明:栅片阴极端温升大小和范围均小于栅片阳极端的值.栅片表面熔化区域尺寸和位置随着弧根的移动而改变.栅片阳极端熔沸点来临时刻分别是2.19 ms和2.89 ms,烧蚀质量为1.84 mg.而栅片阴极端熔点来临时刻为4.12 ms,温度始终低于栅片材料沸点,烧蚀质量近乎为0.该文得到了单次开断下栅片两端烧蚀形貌,为研究多次开断下栅片烧蚀引起的栅片间短弧长度和移动路径变化对断路器开断性能的影响献力.

    大电流空气电弧开断性能灭弧栅片烧蚀

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    混合电解槽制氢系统选型及评估方法

    李建林梁忠豪赵文鼎李光辉...
    2653-2662,中插15页
    查看更多>>摘要：电解槽是光伏电解水制氢技术的关键设备,其性能的优劣是影响制氢技术发展的关键因素.目前已被投入工程应用的电解槽有碱性电解槽(alkaline electrolyzer,AEL)和质子交换膜电解槽(proton exchange membrane electrolyzer,PEMEL),两类电解槽在经济性和技术性方面各有优劣.因此,提出混合电解槽应用技术.首先,提出层次分析-熵权法综合评估方法,按照所提方法求得混合电解槽系统最优选型;其次,将混合电解槽系统应用在光储耦合制氢系统中,并搭建其仿真模型;在此基础之上,进行 3 类电解槽多个性能指标对比分析.结果表明,混合电解槽成本为同容量PEMEL设备成本的56%,且混合电解槽电解效率可达91.5%,验证了所提方案的适用性.

    质子交换膜电解槽碱性电解槽制氢层次分析法熵权法评估选型

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    基于高频阻抗突变量的双馈风场送出线路保护方法

    马静张宇锋徐国杰
    2663-2672,中插16-中插17页
    查看更多>>摘要：针对双馈风机的暂态特性呈现多态性且区别于传统同步机,双馈风机的短路电流频率含有比例较大的衰减转速频率分量导致送出线路区内外故障难以区分,传统保护容易出现误动拒动的现象,提出了一种基于高频阻抗突变量的双馈风场送出线路纵联保护方法.首先,结合双馈风电场拓扑结构,考虑集电线上各风机机端电压幅值相角差异,求得双馈风场短路电流,提取高频分量并构造双馈风电场故障高频模型.在此基础上,构建双馈风场送出线路高频突变量网络,并推导送出线路两侧保护所测得的高频阻抗,利用高频突变量网络区内外测得阻抗差异性,构造保护判据.最后,利用RT-LAB平台进行仿真,验证了所提方法可实现区内外故障的准确判别,且无需线路两端信息实时同步.

    双馈风电送出线路纵联保护故障高频模型高频阻抗突变量

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    基于直流电压动态修正的柔性多状态开关自适应下垂控制

    马文忠刘晓丽王玉生孟繁丞...
    2673-2681页
    查看更多>>摘要：为了满足配电网的多种互联需求,柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMSS)已衍生出多种互联应用的技术形态,多端FMSS与双端FMSS相比更具经济性和可靠性,已成为研究热点.传统下垂控制通过改变直流侧电压实现不平衡功率的消纳,但直流侧电压的偏离会影响系统安全可靠运行.针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的多端FMSS系统,提出了一种改进型下垂控制策略,根据换流器消纳的有功功率实时动态改变直流电压的参考值和下垂增益,实现了直流电压的无偏差运行,既能避免换流站过载,又能解决不平衡功率消纳引起的电压偏离问题,提高了系统的稳定性.另外,由于MMC自身结构特性和PI参数整定困难,将传统的电流内环改为模型预测控制,并采用典型的二阶 Runge-Kutta 法对状态方程进行离散化,提高了控制精度.最后基于MATLAB/Simulink仿真软件搭建了四端FMSS系统模型,验证了所提控制策略的可行性与有效性.

    柔性多状态开关(FMSS)模块化多电平换流器(MMC)直流电压动态修正自适应下垂控制改进型下垂控制协同优化控制

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    基于可能性理论的低压配电网分布式光伏承载能力评估方法

    姚宏民秦文萍景祥王科...
    2682-2692页
    查看更多>>摘要：分布式可再生能源高比例渗透是未来新型配电系统的核心特征.大规模分布式光伏接入低压配电网,给配电网运行带来严重过电压问题的同时,系统的不确定性与日俱增,亟需开展不确定环境下低压配电网分布式光伏承载能力的研究.为此,提出一种基于可能性理论的低压配电网光伏承载能力评估方法.针对源-荷不确定性的差异,分别建立光伏出力区间模型和负荷模糊模型;定义可能性违规风险以量化配电网在运行中由不确定性带来的过电压风险;在此基础上,提出考虑可能性违规风险的分布式光伏承载能力评估方法.采用IEEE 34节点标准算例,通过对比所述方法与传统确定性光伏承载能力评估方法,验证所述方法的优越性与有效性.此外,分析仿真参数对评估结果的敏感度,并进一步探索配电网中有载调压变压器抽头位置与静止无功补偿器参数对网络光伏承载能力的影响.最后,在IEEE 123节点配电网中验证所述方法在更广泛系统上的应用.结果表明,该方法在评估中能够有效考虑源-荷的不确定性以及由此导致的电压违规风险,运营商可以根据配电网状况在可承受的风险内最大化网络光伏承载能力.

    低压配电网分布式光伏承载能力过电压不确定性

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    基于限流电抗器电压的直流配电网单端量保护

    李波廖凯朱禹澜何正友...
    2693-2705,中插18,后插19-后插26页
    查看更多>>摘要：直流配电网故障特性复杂,故障电流上升速度快且峰值大,快速、灵敏的故障识别与线路保护是保障直流配电网安全运行的关键技术之一.为此,针对增设限流电抗器的直流配电网,提出一种利用限流电抗器电压实现高灵敏故障识别的直流配电网单端量保护方案.首先,通过分析含限流电抗器的直流配电网故障特性,明确区内、区外故障时限流电抗器电压的特征差异.其次,研究限流电抗器对故障特性及直流保护的影响机制,提出虚拟补偿策略以增强故障识别的灵敏性.在此基础上,根据线路电压变化率设计保护启动判据,提出基于虚拟补偿的故障识别判据和故障选极判据,并给出完整的保护方案流程.最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台进行大量的仿真测试,结果表明所提保护方案能够实现对直流故障的快速准确判断,无需通信支持,且对过渡电阻、噪声及负荷波动具有较强的耐受能力.

    直流配电网单端量保护限流电抗器电压故障识别虚拟补偿

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    基于特征能量和BFAGA算法的含分布式电源配电网单相接地故障区段定位

    邹长青刘对林兵卢宇...
    2706-2715,中插27-中插29页
    查看更多>>摘要：含分布式电源的线-缆混合新型配电网发生单相接地故障时,故障位置采用传统区段定位方法难以准确定位.对此,提出了基于特征能量和二进制萤火虫遗传算法的方法,对新型配电网进行故障区段定位.首先,通过集合经验模态分解求取特征频段内配电网各馈线首端零序电流分量能量之和,判定故障线路进行故障选线;其次,在实现选线的基础上,根据故障区段两端零序电流幅值与健全区段零序电流幅值存在较大差别的特点,采用相关系数法对开关进行实际编码;最后,通过二进制萤火虫遗传算法求得适应度函数最优解,进而得到故障区段.仿真分析以及算法性能对比结果表明,所提方法求解速度更快,准确性更高,具有一定的容错性.

    新型配电网EEMD萤火虫算法遗传算法故障定位

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    基于U-net神经网络的35kV油浸式变压器绕组温度快速计算

    刘云鹏高艺倩刘刚寇家俊...
    2716-2725页
    查看更多>>摘要：针对采用传统数值方法进行油浸变压器绕组温升仿真时间较长的问题,提出了一种基于 U-net 神经网络训练的快速计算方法,以迅速地获得变压器绕组温升.针对1台35 kV油浸式变压器,利用Fluent软件生成了不同工况下深度学习所需的训练集,在确定超参数的最佳组合后,变压器温度场的计算效率得到显著提高,最后建立光纤试验测温平台对算法的有效性进行了验证.以Fluent软件得到的结果为参考,B相低压绕组内外侧和高压绕组内侧U-net神经网络的相对误差在0.24%、0.21%和0.39%左右,单次计算时间从10 854 s缩短到0.05 s,且预测结果与试验温度平均误差最大为4℃,最小为2℃.研究结果表明,该方法可用于快速获得油浸式变压器绕组的温度,可以满足油浸式变压器温度及热点数字孪生技术的实时性仿真要求.

    U-net神经网络变压器绕组温升深度学习快速计算数字孪生

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