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西北五省（区）水电学会联系网第20次会议

作者：刘晓亭刘昱湖北电力试验研究院清华大学

水电设备远程诊断是实施水电厂设备状态监测与诊断技术发展的必然趋势,是实现设备状态检修的客观要求,它是随着网络控制技术发展而兴起的一项新技术。本文基于我国现行水电机组设备状态监测与诊断技术的应用特性及要求,充分考虑水电厂... 详细信息

水电设备远程诊断是实施水电厂设备状态监测与诊断技术发展的必然趋势,是实现设备状态检修的客观要求,它是随着网络控制技术发展而兴起的一项新技术。本文基于我国现行水电机组设备状态监测与诊断技术的应用特性及要求,充分考虑水电厂和电网运行特点,介绍了水电设备状态监测集成系统的远程诊断布置及实现方式,重点阐述了水电设备远程诊断的实施技术。

关键词：水电设备基于集成化系统远程诊断实施技术

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电力有源滤波器(APF)成套装置

电力有源滤波器(APF)成套装置

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主要研究内容：随着近年来电力电子设备的广泛应用(如家用电器、调速电机、电气化铁道、开关型电力负载等)，就会在电力系统中产生大量的谐波分量，这些谐波分量会造成系统电流波形发生严重的畸变，从而使得供电质量下降、用电设备运行... 详细信息

标准号: 0800120004

主要研究内容：随着近年来电力电子设备的广泛应用(如家用电器、调速电机、电气化铁道、开关型电力负载等)，就会在电力系统中产生大量的谐波分量，这些谐波分量会造成系统电流波形发生严重的畸变，从而使得供电质量下降、用电设备运行的可靠性降低。因此，改善电力系统的供电质量是今后电力供电部门发展的一个重要方向。电力滤波可分为有源方式与无源方式。无源方式通常采用调谐方式，但无源方式常常需要考虑过载问题，此外无源滤波方式的设计需要考虑负载的特性。有源滤波的原理是采用电力电子器件产生一个与系统中的谐波成分相位相反的同样的谐波分量注入系统，从而抵消系统中的谐波成分，达到补偿非线性负载的目的。电力有源滤波(ActivePowerFilter－APF)装置能够对变化的谐波及无功进行快速的动态跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响，因而是替代传统无源滤波装置的现代新型电力设备。与无源滤波补偿装置相比，其具有以下突出优点：(1)不仅能抑制各次谐波，还可以抑制闪变，补偿无功，有一机多能的特点，在性价比上较合理；(2)滤波特性不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；(3)实现调节与控制自动化，替代传统的机械调控与操作手段。可见，有源滤波装置具有巨大的技术与性能优势，随着电力电子工业的发展，器件的性价比将不断提高，有源滤波补偿装置必然会得到越来越广泛的使用。近几年随着中国城网改造的逐步深入，电力系统的改造产品逐步从降低线损、安全供电、在线监测以及线路、输变电站、发电自动化方面等预计将转向改善供电质量方面。改善电力系统的供电质量不仅可以提高系统的安全运行、降低损耗，也可以改善用电设备的工作条件、增加用电设备的使用寿命等。因而改善电力系统的供电质量将成为今后中国电力工业发展的一个重要内容。与传统的无功补偿及L-C串联支路滤波方式相比较，电力有源滤波成套装置具有自动化程度高、投入或退出运行时对系统的影响小、补偿与滤波效果好、反应时间短、占地少、使用安装方便等优点，是今后电力滤波的发展方向。由于电力有源滤波成套装置具有提供纯净电源、消除谐波发生源以及滤除系统中谐波成份等作用，因此它的应用领域十分广阔，如各大工厂、公司、输变电所、研究所、学校、机关部门、居民小区、电气化铁路变电站、地铁等。此外，电力有源滤波成套装置属高新技术产品。因此，具有自动化程度高的电力有源滤波装置将是今后滤波设备发展的方向，开发电力有源滤波成套装置将有可观的经济效益与社会效益。市场前景分析：二十一世纪中国电网面临着全面的改造和升级，国家每年将对其投入近千亿资金。而柔性交流输电控制系统(FACTS)作为其中最关键的技术，其投资比例将至少不低于10%，该产品已被列为“九五”国家级重点产品之一、国家经贸委三大节能重点产品之一、国家电力公司确认的二十一世纪电力革命性前沿技术。作为柔性交流输电系统重要组成部分的电力有源滤波成套装置，其核心技术的先进性，在性价比上具有国外同类产品无可比拟的优势，该产品市场空间巨大，行业门槛极高，可以预见，投资者既可从该产品本身获得稳定的超额利润，同时由于该产品的市场概念极佳，也可通过资本运作，从资本市场上获得高额资本利得收入。中国现有许多企业的电网需增设滤波补偿装置，广阔的地域，较长的电气化铁道变电站也有不少需增设滤波装置，但由于经济能力及落后的意识等原因，尚未实施，不少企业宁可月月罚款，也不采取措施，仅很少数量有电网治理设备，大多还需进行治理，情况是积债甚多。随着改革的深入，企业追求经济效益愿望的提高，法制和环保意识的加强，电力有源滤波装置在今后十年左右的时间内会有较广阔的市场。在企业电网和公共电网上配置有源滤波装置能净化电网，提高供电质量，对保证企业和社会的正常用电十分重要，中国早已公布了有关标准，并对严重的电网污染用户处以罚款。电力有源滤波补偿装置的推广使用，将使中国广大电网品质得以改善，实现“绿色供电”造福整个社会，具有广泛的社会效益。近几年随着电力系统实施“厂网分开”，电厂“竞价上网”这就要求厂家(电厂)、供应商(电网，即供电公司)采用电力有源滤波及无功补偿装置，实现节能降耗，提高供电质量。中国城网改造的逐步深入，电力系统的改造产品逐步从降低线损、安全供电、在线监测以及线路、输变电站、发电自动化方面等预计将转向改善供电质量方面。改善电力系统的供电质量不仅可以提高系统的安全运行、降低损耗，也可以改善用电设备的工作条件、增加用电设备的使用寿命等。因而改善电力系统的供电质量将成为今后中国电力工业发展的一个重要内容。作为电力系统，随着补偿容量的需求增高，采用以电力电子高功率器件为基础的电力有源滤波与无功补偿装置要比传统的采用电容的无功补偿装置的材料成本要低。与传统的L-C串联支路滤波方式相比较，电力自动化有源滤波装置具有自动化程度高、投入或退出运行时对系统的影响小

关键词：电力有源滤波器电力系统供电质量滤波补偿电流检测算法

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基于水电设备状态监测集成化运程诊断系统的研究

基于水电设备状态监测集成化运程诊断系统的研究

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全国大中型水电厂技术协作网第二届年会

作者：刘晓亭刘昱湖北省电力试验研究院清华大学计算机科学系

水电设备远程诊断是实施水电厂设备状态监测与诊断技术发展的必然趋势,是实现设备状态检修的客观要求,它是随着网络控制技术发展而兴起的一项新技术。本文基于我国现行水电机组设备状态监测与诊断技术的应用特性及要求,充分考虑水电厂和电网运行特点,介绍了水电设备状态监测集成化远程诊断系统布置及实现方式,重点阐述了水电设备远程诊断的实施技术。

关键词：水电设备基于集成化远程诊断系统实施技术

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大型发电厂电气系统及其控制方案探讨

大型发电厂电气系统及其控制方案探讨

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作者：黄肇和华南理工大学

学位级别：硕士

电力工业是国民经济的重要基础工业，是国家经济发展战略中的重点和先行产业。我国早在建国初期就确立了电力工业先行的地位。而从各时期电力生产与经济增长的比较来看，电力生产与GDP的增长息息相关。一旦出现电力供应不足，将对国民... 详细信息

电力工业是国民经济的重要基础工业，是国家经济发展战略中的重点和先行产业。我国早在建国初期就确立了电力工业先行的地位。而从各时期电力生产与经济增长的比较来看，电力生产与GDP的增长息息相关。一旦出现电力供应不足，将对国民经济产生重大影响。2004年年初至今在全国24个省区市相继出现的拉闸限电现象，就已大大制约了我国的经济发展。\n 但我国的国情而言，人均一次能源短缺，分布不均，经济发达地区相对缺乏能源储藏，造成了电煤需求量剧增，煤价大幅上升。因此大力发展大容量高效率、节能环保的百万千瓦级大型火力发电机组正是解决以上问题、实现我国经济可持续发展的最有效的方法。而在我国已投产的百万千瓦等级的大型发电厂业绩并不多，在我省更是首次尝试建设百万千瓦火力发电机组，因此可以讲目前在国内百万千瓦等级大型发电厂的设计仍处于初期发展阶段。\n 同时电气系统作为百万千瓦级大型发电厂的一个分系统，对于电厂的生产运行尤为重要，直接关系到电厂的运行稳定和经济效益。\n 因此基于以上的种种原因，研究百万千瓦级大型发电厂的电气系统的设计方案有其现实性和迫切性。\n 本文开篇首先简单介绍了本次研究工作的选题背景、工程概况和系统规划要求，随后又介绍了本次设计的基本原则和理论基础，最后按照“工程设计一定要坚持安全可靠、经济适用、符合国情和满足可持续发展要求”的原则，结合粤东A发电厂一期工程实际，从电气系统主要设备选型、电气主接线形式的选择、厂用电系统设计和电气系统保护及控制方法等多个方面开展研究和探讨，力图通过单相接地电容电流等一系列电气参数计算、主要设备的科学选型以及设计的多方案技术经济比选等大量研究工作，从方案的技术性、经济性、可靠性等几个角度进行综合分析，同时查证大量的科技文献进行方案可行性的论证，最终试图为百万千瓦级大型发电厂的电气系统寻找出一套投资经济、生产安全、性能可靠的设计方案。

关键词：电气系统发电厂火力发电机组电气主接线系统规划

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基于软分区的三级无功电压优化控制系统

基于软分区的三级无功电压优化控制系统

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多年来,中国电网的运行和控制一直是“重有功频率”而“轻无功电压”。随着“西电东送、全国联网”重大工程的实施,中国电网进入了高速发展期,其无功电压问题日益突出。如何研究开发出适合中国电网的全局无功电压优化控制系统,保障中国... 详细信息

标准号: 0501260025

多年来,中国电网的运行和控制一直是“重有功频率”而“轻无功电压”。随着“西电东送、全国联网”重大工程的实施,中国电网进入了高速发展期,其无功电压问题日益突出。如何研究开发出适合中国电网的全局无功电压优化控制系统,保障中国电网的安全经济运行,已经成为当务之急。从全局来看,目前中国电网的无功电压运行并不是最优的,降低网损存在着较大的技术空间。要改变当前的该种现状,光是靠增加无功补偿设备,增加变电站VQC和发电厂AVC调压比例,并不能从根本上改变目前这种无序的调压状态。必须在中国电网建立一个调压“大脑”及传输命令的“神经”通道。即在调度中心建设一个调压的控制中心并沟通控制中心到各调压设备的命令传输,以使电网在调度中心集中分析电网运行状态、确定调压策略,通过命令传输通道实现远程操作目标调压设备。只有这样才能真正实现电网无功电压优化运行。全局无功电压优化控制系统集安全和经济于一体,通过对发电机无功出力等控制量的实时闭环优化控制,在保障大电网电压合格和无功充裕的前提下,使大电网的网损降到最低,这对提高大电网运行的安全性和经济性具有重大意义。与大电网现有的有功频率控制系统相比,全局无功电压优化控制的难度更大,主要的特殊困难有：需要监控的电压点多,监控复杂性高;无功电压的非线性强,机理复杂;电压控制设备的作用和特点不同,在协调上存在困难,如发电机无功出力属于连续变量,而电容投退属于0-1变量且有操作次数限制等等。无功不能远距离输送,存在局域性的电压安全质量问题。该项成果充分借鉴了本领域国内外最先进的研究成果。目前国际上应用比较多也比较成功的电压分级控制方案包括三个层次。每一层控制都有其各自的目标,低层控制接受上层的控制信号作为自己的控制目标,并向下一层发出控制设定值。三级电压控制分别为：一级电压控制为本地控制(localcontrol),只用到本地的信息。控制器由本区域内控制发电机的自动电压调节器(AVC)、变电站内的VQC(控制有载调压分接头(OLTC)及可投切的电容器)等组成。对发电厂AVC而言,控制时间常数一般为几秒钟。在这级控制中,发电厂内控制设备AVC通过保持输出变量尽可能的接近设定值来补偿电压的快速、随机的变化;变电站内VQC控制,保证下一电压等级在合理范围内,同时保证无功的就地补偿和局部平衡。二级电压控制的时间常数约为几十钟到分钟级,控制的主要目的是保证中枢母线(PilotNode)电压等于设定值,如果中枢母线的电压幅值产生偏差,二级电压控制器则按照预定的控制规律改变一级电压控制器的设定参考值,二级电压控制是一种区域控制(RegionControl),只用到本区域内的信息。三级电压控制是其中的最高层,它以全系统的经济运行为优化目标,并考虑电压稳定性指标,最后给出中枢母线电压幅值的设定参考值,供二级电压控制使用。在三级电压控制中要充分考虑到协调的因素,利用整个系统(System-wide)的信息来进行优化计算,一般来说它的时间常数在十几分钟到小时级。但是,中国电网的发展迅猛,运行工况也大幅变化,以硬件形式固定下来的区域控制器难以适应,同时研制地理上分布的区域控制器,投资也很大。因此,在中国网省调,欧洲这种三级组织模式在实现上是有困难的。考虑到这种困难,同时也考虑到中国实际的电力调度管理体制和自动化的软硬件基础,该项目提出了基于“在线软分区”的全局电压优化控制的体系结构。在该结构中,毋需建设“硬”区域电压控制器,而是在调度中心的能量管理系统(EMS)基础上,建设“软”二级控制和“软”三级控制,以软件方式来实现全局电压控制的时空解耦,该种新的控制模式适合发展中的中国电网。一个更好的理解三级电压控制的方法是把它和已经比较成熟的频率控制做一个类比,频率控制和电压控制在分级上比较类似,所不同的是频率控制的控制对象是整个系统唯一的频率值,而电压控制则不止一个对象,需要对所有中枢点的电压进行监测和控制。一级电压控制利用AVR等调节手段,类似于一次调频中发电机的调速器等装置的自动动作;二次调频中使用的AGC利用一定的控制手段来使区域控制误差不断减小为零,可以类比于二级电压控制对中枢点电压偏差的校正;而三次调频中通过经济调度EDC来设定AGC机组的运行点可以类比于通过三级电压控制(OPF)去设定二级电压控制的中枢点电压设定值。这样,已经比较成熟的频率控制中的一些做法可以给无功电压控制带来一些启发。关键性的技术路线介绍如下：(1)提出基于“在线软分区”的三级电压优化控制的实用体系结构。与法国等欧洲发达国家的三级电压优化控制系统不同,考虑到中国电力系统的发展迅猛,运行工况也大幅变化。为此,课题组提出“在线软分区”的新思想,毋需建设“硬”二级电压控制器,而是在控制中心安装软件,来实施“软”二级和“软”三级控制,投资小且非常适合发展变化频繁的中国电网。(2

关键词：软分区三级无功电压优化控制系统电力网闭环控制

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电网广域动态安全监测系统及其动态模拟试验

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电网技术 2004年第6期28卷 5-9页

作者：肖晋宇谢小荣李建张涛罗建裕王小英吴玉林清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 北京四方同创保护与控制设备有限公司北京100085 江苏省电力调度通信中心江苏省南京市210024

介绍了一种新型电网广域动态安全监测系统及其动态模拟试验。该系统由 3 部分组成:以相量测量单元(PMU)为核心的子站系统、以同步相量数据平台为核心的主站系统和分析中心站高级应用系统。PMU 在子站实现相量的同步实时测量和打包发送;... 详细信息

介绍了一种新型电网广域动态安全监测系统及其动态模拟试验。该系统由 3 部分组成:以相量测量单元(PMU)为核心的子站系统、以同步相量数据平台为核心的主站系统和分析中心站高级应用系统。PMU 在子站实现相量的同步实时测量和打包发送;主站系统对来自子站的相量数据进行再同步处理、存储管理以及转发,为高级分析功能提供实时的或历史的相量数据;分析中心站集成了用于实时在线监视与事后分析的软件。在清华大学电力系统大型发电设备安全控制与仿真国家重点实验室用 3 机 9 节点的试验系统,对该系统的性能进行了全面测试,进行了精度测试以及短路故障、线路无故障跳开和断线等多种扰动下的模拟试验。试验结果表明,该系统具备了对实际电网动态过程进行广域实时监测与分析的能力。

关键词：电网广域动态安全监测系统动态模拟试验电力系统

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用于静态安全在线评估的超导储能装置安装地点选择

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电力系统自动化 2004年第13期18卷 35-38页

作者：屠强闵勇林姿峰黑龙江省电力有限公司黑龙江省哈尔滨市150001 清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京市100084

利用超导储能(SMES)技术进行电力系统静态安全在线监测和评估是该技术在电力系统中的一种新应用,SMES装置安装地点的选择至关重要。文中首先推导了特征值对于负荷变化的灵敏度计算公式,以此为基础,提出了基于灵敏度的子系统划分方法,获... 详细信息

利用超导储能(SMES)技术进行电力系统静态安全在线监测和评估是该技术在电力系统中的一种新应用,SMES装置安装地点的选择至关重要。文中首先推导了特征值对于负荷变化的灵敏度计算公式,以此为基础,提出了基于灵敏度的子系统划分方法,获得了系统静态安全薄弱区域,并说明了静态安全薄弱区域内SMES装置位置选择的过程。最后以EPRI 36节点系统为例,通过在不同节点安装SMES装置,对比负荷变化时监测节点的频域响应曲线的变化过程,说明了该安装地点选择的正确性。

关键词：超导储能模态分析灵敏度分析静态稳定

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基于SSC和AW控制的高频双Boost数字PFC电源

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清华大学学报（自然科学版） 2004年第10期44卷 1337-1340页

作者：蒋志宏孙晓东邢岩黄立培清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及大型发电设备安全控制国家重点实验室北京100084 光宝电子股份有限公司北京电力电子实验室北京100085 南京航空航天大学自动化学院南京210016

为了实现高频开关电源的数字化和产品化,对数字信号处理器(DSP)控制的功率因数校正器(PFC)模块进行了研究。提出了一种稳态二次谐波补偿(SSC)算法,解决了PFC控制中存在稳态性能与动态性能之间的矛盾,可以在很大程度上增加单相PFC电压环... 详细信息

为了实现高频开关电源的数字化和产品化,对数字信号处理器(DSP)控制的功率因数校正器(PFC)模块进行了研究。提出了一种稳态二次谐波补偿(SSC)算法,解决了PFC控制中存在稳态性能与动态性能之间的矛盾,可以在很大程度上增加单相PFC电压环的带宽,提高输出电压的稳定度和输入功率因数;同时,采用anti-windupPI(AW-PI)调节器较容易地实现了高频控制和输入电流的波形控制,提高了输出电压的动态性能,开关频率可达200kHz;另外,采用双Boost电路拓扑和双模式控制取得了较高的转换效率,而且,在轻载时可以取得稳定的直流输出电压。仿真和实验结果验证了控制器的有效性。

关键词：二次谐波补偿 AW-PI调节器双模式控制双Boost 数字信号处理器

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基于逆轨迹方法的简单电力系统稳定域的可视化

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电力系统自动化 2004年第11期28卷 22-27页

作者：侯凯元闵勇陈磊清华大学电机系北京市100084

基于逆轨迹方法实现了对简单(2阶和3阶)电力系统稳定域的准确估计和可视化研究。依据非线性系统理论,稳定边界由该稳定边界上的所有不稳定平衡点的稳定流形的并集构成。首先,采用偏微分方程的Taylor级数解近似不稳定平衡点的稳定流形,... 详细信息

基于逆轨迹方法实现了对简单(2阶和3阶)电力系统稳定域的准确估计和可视化研究。依据非线性系统理论,稳定边界由该稳定边界上的所有不稳定平衡点的稳定流形的并集构成。首先,采用偏微分方程的Taylor级数解近似不稳定平衡点的稳定流形,从而得到了不稳定平衡点邻域内的近似稳定边界。进而,以该邻域内近似稳定边界上的点作为初值沿时间逆向积分,即采用逆轨迹来近似不稳定平衡点的稳定流形,从而实现了对稳定域的估计。实际仿真结果表明,采用该方法可以实现对简单电力系统(电力系统的两机经典模型、考虑发电机励磁控制的单机模型等)稳定域的可视化研究。

关键词：非线性自治动力系统电力系统平衡点稳定流形稳定域稳定边界逆轨迹方法

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一个实用电声脉冲法的空间电荷测量系统

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电测与仪表 2004年第11期41卷 12-15,46页

作者：王宁华高斌周远翔刘洪斌梁曦东关志成高田达雄清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084 武藏工业大学

空间电荷的测量对于电介质材料的研究有重要的意义。本文介绍了与日本学者联合制作的用于平板型试品的电声脉冲法即PEA法空间电荷测量系统。在介绍了系统的原理和硬件结构以及相应的重要参数之后,对于使用该套系统对高密度聚乙烯试品进... 详细信息

空间电荷的测量对于电介质材料的研究有重要的意义。本文介绍了与日本学者联合制作的用于平板型试品的电声脉冲法即PEA法空间电荷测量系统。在介绍了系统的原理和硬件结构以及相应的重要参数之后,对于使用该套系统对高密度聚乙烯试品进行的一些试验结果进行了介绍和分析。结果表明,高密度聚乙烯的微观形态影响其空间电荷积聚特性,总的来说,结晶度越小,越有利于空间电荷的积累。试验证明,该套系统可以较好地完成空间电荷分布的测量。

关键词：空间电荷测量系统电声脉冲法电介质材料微观形态 PEA法

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