抢鲜看｜《电气技术》2021年第3期目次及摘要

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《电气技术》

中国电工技术学会主办的电气工程行业品牌技术期刊，关注实用工程技术、聚焦前沿发展。中国科学研究院电工研究所王秋良院士任《电气技术》主编，武汉大学电气工程学院唐炬院长任《电气技术》执行主编。

综述

油气田水下供电技术综述

作者：郭江艳；王双成；王永；王善芬

摘要：深海油气资源开发是当今油气开发的一大趋势,我国深海油气资源丰富,且近几年随着海洋战略的实施,海洋油气开采进入了快车道,未来水下供电系统将会有越来越多的应用,其发展已成为必然趋势。本文介绍了用于水下生产的水下供电系统的组成和分类,分析了直接供电方式、水下变压器供电方式、水下交流供电方式、水下直流供电方式的特点和应用案例,并详细介绍了水下供电系统的关键设备和技术难点,最后提出了加快推进我国水下供电系统研究的建议。

研究与开发

基于储能型准Z源光伏并网逆变器的改进型自适应粒子群最大功率点跟踪算法研究

作者：朱泓晖；屈艾文；周扬忠

摘要：在解决光伏电池阵列在局部阴影条件下的多峰寻优问题中,传统的粒子群(PSO)最大功率点跟踪(MPPT)算法存在稳定性差、振荡严重、跟踪速度慢等缺点。针对上述缺点,结合准Z源逆变器的优点并在准Z源阻抗网络电容上并联储能单元,提出了一种基于储能型准Z源光伏并网逆变器的改进型自适应粒子群最大功率点跟踪算法。该算法不再依赖迭代次数,而是直接采用个体最优功率和全局最优功率更新惯性权重和学习因子并引入电压窗口限制,有效地提高了跟踪速度和减小了功率振荡。仿真结果验证了该优化算法在储能型准Z源光伏并网逆变器应用中具有较好的多峰值光伏曲线全局最大功率点跟踪能力,提高了光伏阵列的发电效率,具有较好的可行性。

基于改进蝴蝶算法的冷热电联供微网日前优化调度研究

作者：和树森；刘天羽

摘要：冷热电联供型微网对实现能源可再生发展和构建低碳社会有着重要意义,针对内部设备种类众多和复杂的能量耦合关系带来的系统经济性变差的问题,本文提出了一种基于经济性最优的调度策略。首先建立了包含可再生能源、储能设备、微型燃气轮机和吸收式制冷机的冷热电联供微网模型,充分考虑了分时电价对系统运行的影响,以系统运行成本为目标函数,构建了经济最优模型。通过反向学习策略和柯西变异对传统蝴蝶算法进行改进,提高了算法的寻优精度。以传统调度策略作为对照,通过对算例的求解,结果表明:所提调度策略不仅能有效降低运行成本,还能对系统内新能源进行有效消纳,减少了弃风弃光现象。

计及需求侧响应的用户侧储能最优运行决策分析

作者：肖静；吴宁；冯玉斌；林锐；韩帅

摘要：夏季用电尖峰时段,用户侧储能参与需求侧响应可以提高用电经济性。本文首先对基于激励的需求响应机制进行分析;然后建立用户侧储能参与峰谷套利、需求响应和最大需量管理的数学优化模型,获得储能最优充放电策略,并优化用户参与需求响应时上报的响应功率;然后建立用户侧储能全周期成本收益模型,比较参与需求响应前后的储能成本回收年限;最后经过算例分析可知,用户侧储能参与需求响应会使用户上交电费减少,储能成本回收年限缩短,提升了用电经济性。

一种在线识别光纤通道异常区间的方案

作者：李进；张涛；张灏；李玉平；薛明军

摘要：光纤复用通道出现链路异常后,运维人员使用传统检测方式费时费力,同时光纤通道报文无记录,对瞬时异常无法追踪。针对此种场景进行通道异常检测研究,分析通道异常传统检测方法,在此基础上提出一种在线识别光纤通道异常区间的方案,并进一步阐述关键技术,开展装置开发研制和测试,以满足光纤通道异常分析可定位、可追溯的需求。结果表明,此方案可实现在线识别通道异常区间,可通过报文记录进一步追溯异常原因。本文提出的方案有效提高了通道异常检修效率,为分析通道异常原因提供了有利依据,具有较好的经济性。

一种基于权重系数反馈校正的机场配电网运行安全评价方法

作者：郭树林；王稹筠；李都红；历莉

摘要：智能电网技术的应用使得机场电网结构和运行方式日趋复杂,不确定性因素随之增加,加大了机场电网的运行风险。本文提出一种基于权重系数反馈校正的机场智能电网运行安全评价方法,基于所构建的机场配电网运行评价指标体系,在进行系统开环评价后,引入基于模糊神经网络算法的权重系数反馈校正过程,实现对评估系统的反馈调整,从而提高评估算法的准确性和灵活性。本文首次提出一种基于权重系数反馈校正的机场配电网运行安全评价方法,为机场配电网运行安全指标的确定、评价方法的应用提供参考,具有良好的工程应用前景。

电气设备检修与故障诊断

基于山脊地形台风风场的铁塔风振系数研究

作者：赵云龙；翁兰溪；黄文超；黄宴委

摘要：针对漳泉超高压线路受“莫兰蒂”台风袭击在某山脊处连续倒塔5基的事故,分析倒塔事故与台风经过山脊后风场畸变关联性。提取倒塔位置的实际山脊地形,以近地气象监测点台风风速为输入值,由Fluent软件计算铁塔处的风速,并利用石沅谱模拟风速时程,将其加载到有限元铁塔模型上,计算风振系数和铁塔各杆件应力比值。计算结果表明,山脊顶部10m高度风速加速比约为1.56,顶端铁塔的风振系数加权平均值相比常规地形良态风场增加16.1%;塔头各杆件应力比最大在瓶口处,塔身各杆件应力比最大在塔腿上方,与实际倒塔状况相吻合。

基于热电类比理论的光纤复合低压电缆温度分布特性研究

作者：杨明月；李兴宝；王源

摘要：光纤复合低压电缆(OPLC)作为坚强智能电网的重要产品,将光单元与电缆复合在一起,能够实现信息及电力的双重传输。OPLC温度特性研究对决定光网络传输稳定性和可靠性具有重要意义。本文基于热电类比理论提出了OPLC热路模型的建模方法,以双缆芯OPLC为例建立暂态热路模型,并对光单元位置单独建模,实现各位置温度的精确计算。在此基础上,利用遗传算法对模型热阻、热容参数辨识,提高了温度特性研究的准确性;通过COMSOL仿真分析及搭建温度测量实验平台分别获得不同电流大小时OPLC各位置温度值,通过对比热路模型计算得到各位置温度值与仿真及实验所得温度值误差小于1.3℃,验证了基于热电类比理论研究OPLC温度特性的有效性。

正弦采样信号中单一脉冲干扰信号的快速剔除实践方法

作者：赵杰；周智鹏；高玄飞；宋莉

摘要：智能微型断路器作为电压电流测量与控制保护器件在低压客户端获得了广泛的应用,但在实际电气正弦量测量的过程中,由于不同信号的干扰会影响最终的测量计算结果,其中单一脉冲干扰信号出现频率高,使最终的测量计算结果在小范围内快速波动,不能满足智能微型断路器电量计算结果的精度要求。本文基于单一脉冲干扰信号的快速剔除方法,可快速推算出当前采样点的理论值,若与实际值的偏差过大,不在线性自适应阈值内,可判定当前数据点为单一脉冲干扰信号,剔除实际值,由理论值替代。

12kV固体绝缘环网柜开关模块局部放电问题分析

作者：李啸；惠杰；刘德宇；赵高超；郭黎黎

摘要：固体绝缘环网柜的结构直接影响其开关模块施加电压后的电场分布,进而放电量在局部放电试验中得以体现。本文以12kV固体绝缘环网柜开关模块为研究对象,仿真分析了开关模块底部支撑钣金件结构在优化前后的电场强度变化,并通过其局部放电波谱图进行验证。试验结果表明,固体绝缘环网柜开关模块底部支撑钣金件结构对其局部放电影响显著,通过裁除开关模块出线侧支撑钣金件的部分实体,加大了开关模块出线位置与支撑钣金件边缘间的距离,可以改善开关模块及整柜的电场分布,进而降低固体绝缘环网柜的局部放电量。本文所提出的降低局部放电量方法,为提升固体绝缘环网柜的绝缘水平和使用寿命提供了思路和解决方案。

一起110kV户外气体绝缘全封闭组合电器母线气室支撑绝缘子故障分析

作者：彭家琦；蒲寅；刘军；赵明学；张金旭

摘要：本文分析了一起110kV户外气体绝缘全封闭组合电器母线气室导体支撑绝缘子击穿故障,找到了引起故障的原因,提出了解决及处理措施,为户外气体绝缘全封闭组合电器设备类似故障的处理提供了参考。

一起500kV复合绝缘子操作冲击干耐受电压试验对地闪络事件分析

作者：吕禹；余荣兴；雷鸣东；陈超泉

摘要：以±800kV新东直流输电工程新松换流站某500kV交流复合绝缘子操作冲击干耐受电压试验过程中发生的对地闪络事件为背景,以试验现象和试验结果为基础,通过简化试验模型的方式,最终查明试验过程中产生对地闪络现象的根本原因,在未安装试验工装时复合绝缘子均压环对地的操作干耐受电压小于试验电压。探究操作冲击干耐受电压试验时,是否加装试验工装对试验结果影响的机理,为后续试验的开展提供了借鉴。

换流阀冷却系统模块超差等异常报警信号故障处理及原因分析

作者：赵伟杰；罗薇；陈文；甘涛；王小岭

摘要：为了解一起换流阀冷却系统模块超差异常报警信号问题,对换流阀冷却系统关于此问题的相关报警进行现场处理、分析、告警信号模拟研究,对本站采用的换流阀冷却系统程序、原理进行检测分析,研究结果表明,此次换流阀冷却系统的模块超差等异常告警信号是由于直流控制保护系统只检测到换流阀冷却系统上传的跳变信号造成的。当通信故障时恢复告警信号,在恢复通信以后,直流控制保护系统依然检测不到换流阀冷却系统的当前状态,保持原有告警信号的输出。最后结合本次事故处理过程及模块超差等异常报警信号产生的原因给出预防性的措施,为以后特高压换流站在换流阀冷却方面的的安全稳定运维提供借鉴。

技术与应用

基于实物惟一编码的电力设备退役处置全流程优化系统设计与实现

作者：田海波；何萍

摘要：设备退役处置是电力企业实物资产管理的重要组成部分,对电网资产全寿命周期管理具有重要意义。本文深入分析了电力企业设备退役处置管理过程中存在的问题,介绍了一种基于实物惟一编码和工程生产管理系统、企业资源计划(ERP)系统的设备退役处置全流程优化系统,利用实物惟一编码贯穿于设备全寿命周期的特性,实现了设备退役处置全过程业务的线上跟踪、管控和展现以及档案资料的电子化存储,确保了信息流、业务流、价值流的“三流合一”,大幅提升了系统数据的准确性及实物资产新增与退役的精准化管理水平。系统的设计与开发立足于管理实践,系统在电力企业的成功应用验证了设计思路的可行性和有效性。

基于物联网平台的低压配电台区数据采集方案

作者：王海柱；赵瑞锋；郭文鑫；刘洋

摘要：配电台区是连接配电网和电力用户的关键环节,智能电网建设需要推进低压配电台区数据的采集。为了解决配电台区点多面广、终端数量多、通信困难等问题,本文提出了基于物联网平台进行低压配电数据采集的方案,分别介绍了方案中的几项关键技术,包括总体架构、边缘计算智能终端、消息队列遥测传输协议(MQTT)、典型通信过程、统一模型及主站与物联网平台间的接口。方案以边缘计算智能配变终端(TTU)为网关,通过电力线通信(PLC)、短距无线通信、红外通信、射频等通信方式接入台区智能电表、无功补偿装置及各种传感器,基于物联网平台实现配电台区终端设备的数据灵活实时接入。

智能变电站二次系统优化方案探讨

作者：张洪；刘庆国；鄂士平；黎恒烜

摘要：针对当前智能变电站存在的过程层交换机故障影响大、设备数量多且耦合度高以及变电站配置描述文件维护困难等问题,本文提出智能变电站二次系统优化方案,通过保护、测控等间隔层装置点对点方式共用采集执行单元,减少设备梳理并消除过程层交换机故障影响;通过设备及模型标准化减少设备间耦合度;通过变电站配置描述文件解耦、在线管控及网络装载手段解决变电站配置描述文件耦合度高、维护困难等问题。通过二次系统优化方案,提升当前智能变电站建设经济性、运行可靠性及维护便利性。通过实际变电站案例,证明了该方案的可行性和有效性。

膜技术在六氟化硫混合绝缘气体回收及提纯中的应用

作者：刘朋亮；张建飞；李琳凤；张鹏飞

摘要：利用中空纤维膜进行六氟化硫混合绝缘气体的回收及提纯,是一种新型回收分离提纯方法,与传统提纯技术相比具有诸多优势。本文介绍膜组件结构、六氟化硫气体混合绝缘气体提纯分离原理及相关产品性能。以中空纤维膜为例,阐述膜组件用于六氟化硫气体回收分离提纯的典型工艺,包括单级膜分离流程、多级膜分离流程,通过系统模拟得出产品气与渗透气的组成、六氟化硫气体回收率与纯度等参数。

特高压直流输电中性母线直流电流异常后逻辑判断优化的研究

作者：张青伟；吴金波；艾红杰；王祺元；杨成飞

摘要：基于目前国内雁淮特高压直流工程,对中性母线直流电流IDNC异常判断处理逻辑进行研究,分析目前系统运行时所出现的异常工况,改进特高压直流输电系统IDNC异常判断处理逻辑,并搭建基于雁淮特高压工程的RT-LAB实时仿真模型,仿真结果合理有效,最后推广到目前在运特高压工程,取得了良好的经济和社会效益。

一种专用充电平台方案的关键技术实现

作者：周山虎；郭葳；方韬；马占业；张军

摘要：公交、物流等专用车辆充电站点在建设运营过程中面临充电设施接入相对繁琐、充电操作流程复杂、结算类型单一、缺乏车辆考核手段等问题,为此本文提出了构建专用车辆使用的充电服务平台的设想。示范应用结果表明,专用充电服务平台技术方案有效地解决了专用车辆充电面临的问题,为专用车辆充电服务业务发展提供了重要的理论依据和探索,具有重要的研究和应用价值。

500kV某变电站雷电侵入波过电压计算

作者：周艳青；谌阳

摘要：本文以某500kV变电站的电气主接线、设备参数、线路及构架模型等为计算输入,利用电磁暂态程序,对某500kV变电站的雷电侵入波过电压进行了仿真计算,给出了该变电站在工程本期典型运行方式下,变电站设备上雷电过电压的最大值。根据雷电过电压计算结果,针对主变的最大雷电过电压值高于相应的雷电冲击耐受电压允许值,提出了改进措施,使得主变以及其他设备上的最大雷电过电压值均低于相应的雷电冲击耐受电压允许值,满足雷电防护要求。