李繼勝,趙學(xué)風(fēng),楊景剛,等
電氣工程
李繼勝,趙學(xué)風(fēng),楊景剛,等
目的:為了研究GIS中典型缺陷的放電特征,在試驗(yàn)室中以一段220 kV電壓等級的GIS母線腔體為試驗(yàn)對象,設(shè)計(jì)了高壓導(dǎo)桿表面金屬尖刺缺陷、懸浮電位缺陷、絕緣子表面導(dǎo)電膠尖刺缺陷、絕緣子表面硫化銀污染物缺陷這4種放電物理模型,采用脈沖電流法對其局部放電信號進(jìn)行測量。方法:以一段 220 kV電壓等級的GIS母線腔體為試驗(yàn)對象,設(shè)計(jì)了高壓導(dǎo)桿表面金屬尖刺缺陷、懸浮電位缺陷、絕緣子表面導(dǎo)電膠尖刺缺陷、絕緣子表面硫化銀污染物缺陷這種放電物理模型,采用脈沖電流法對其局部放電信號進(jìn)行測量,使用寬帶檢測阻抗采集放電信號,應(yīng)用后端處理軟件提取信號中的有效參數(shù),通過對比不同絕緣缺陷的放電特征,實(shí)現(xiàn)了GIS有效的故障監(jiān)測及分類。結(jié)果:通過4種GIS典型缺陷模型局部放電研究比較得出:1)導(dǎo)桿金屬尖刺電暈放電幅值較小。整個(gè)放電過程中由于電暈放電穩(wěn)定化作用,使得放電不易發(fā)展。其PRPD譜圖輪廓為兔耳形狀。2)懸浮電位一旦發(fā)生放電,則放電信號幅值很大,其PRPD譜圖呈現(xiàn)出條形狀,且放電比較穩(wěn)定,正、負(fù)半周基本對稱。3)絕緣子表面導(dǎo)電膠尖刺放電集中在放電源正負(fù)峰值附近,且均為負(fù)脈沖,放電脈沖幅值介于導(dǎo)桿尖刺和懸浮放電之間。4)絕緣子表面硫化銀粉末放電信號幅值總體較小,其PRPD譜圖呈現(xiàn)出山丘狀。結(jié)論:研究其放電脈沖中心相位分布、平均幅值隨外施電壓變化的趨勢,比較分析單個(gè)放電脈沖波形及其主要能量分布。試驗(yàn)結(jié)果表明GIS中典型缺陷的放電特征為:相同條件下同一缺陷模型放電穩(wěn)定、重復(fù)性好;不同缺陷類型的PRPD譜圖呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn),單個(gè)脈沖波形及其能量分布不同;放電平均幅值、中心相位隨外加電壓變化的趨勢也有較大區(qū)別。這些特征為進(jìn)一步進(jìn)行放電類型的模式識別及局部放電機(jī)理研究提供了提供重要的試驗(yàn)和理論依據(jù)。
GIS;缺陷模型;局部放電特征;脈沖電流;PRPD譜圖;脈沖波形;特征分析
來源出版物:高電壓技術(shù), 2009, 35(10): 2440-2445
入選年份:2014
高海峰,高海峰,王永福,等
摘要:目的:室溫硫化硅橡膠防污閃涂料(RTV涂料)因具有良好的防污閃作用,在我國電力系統(tǒng)得到了大量應(yīng)用。然而,受長期積污、材料老化、短時(shí)快速積污、外力破壞等因素的影響,絕緣子表面涂層的憎水性狀態(tài)會發(fā)生顯著變化。為研究上述變化的影響,本文利用現(xiàn)場運(yùn)行多年的RTV涂層絕緣子,進(jìn)行了不同表面憎水性狀態(tài)下的絕緣子耐污閃能力試驗(yàn),并根據(jù)現(xiàn)場RTV涂層的極端憎水性分布狀態(tài),人工模擬了具有不同表面憎水性狀態(tài)的組合界面絕緣子,通過長時(shí)間污耐受試驗(yàn)中的泄漏電流變化特性,分析了絕緣子表面不同部位憎水性的作用。方法:自然污穢RTV涂層絕緣子從線路取下后,送至高壓試驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)測試。前期研究結(jié)果表明:盡管自然污穢RTV涂層絕緣子表面積污嚴(yán)重,但在相同鹽密條件下,RTV涂料絕緣子的自然污穢污閃試驗(yàn)結(jié)果仍遠(yuǎn)高于無涂料絕緣子的人工污穢污閃試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果,與系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)相比,試驗(yàn)獲得的污閃電壓值遠(yuǎn)高于線路運(yùn)行電壓。為進(jìn)一步分析自然污穢RTV涂層絕緣子的耐污閃能力,對 RTV涂層污穢絕緣子試品施加 2倍于運(yùn)行條件的耐受電壓,并進(jìn)行長時(shí)間過飽和受潮狀態(tài)下的污耐受試驗(yàn)。為研究表面憎水性、染污條件對絕緣子外絕緣耐污性能的影響,試驗(yàn)以70 kN型絕緣子為試品,并以上、下表面有、無RTV涂層的4種極端條件進(jìn)行考慮,形成組和界面RTV涂層絕緣子試品,分別命名為 Normal(常規(guī) RTV涂料絕緣子,上、下表面涂污)、ZHX2(僅下表面存在 RTV涂層,上、下表面涂污)、ZHS1(僅上表面存在RTV涂層并涂污)、ZHS2(僅上表面存在RTV涂層,上、下表面涂污)型絕緣子。試品絕緣子涂污部位的染污條件按 IV級重污區(qū)環(huán)境下的等值條件進(jìn)行選取。試驗(yàn)時(shí),每組試品有7片同類型絕緣子組成。為了使RTV涂層絕緣子表面污層的憎水性一致,污穢試驗(yàn)統(tǒng)一在表面涂污7 d后進(jìn)行。試驗(yàn)方法仍采用長時(shí)間飽和受潮狀態(tài)下的污耐受試驗(yàn);試驗(yàn)過程中,如試品發(fā)生閃絡(luò),降低10%的耐受電壓后,繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果:對于自然污穢 RTV涂層絕緣子,以每30 min內(nèi)的泄漏電流最大值表示絕緣子受潮過程及耐污閃性能狀態(tài)時(shí),試品表面的泄漏電流變化過程存在較大差異。盡管各組試品的表面狀態(tài)(如憎水性、積污程度、污穢種類等)存在較大不同,但是根據(jù)試驗(yàn)后試品表面受潮狀態(tài)觀察發(fā)現(xiàn),試品絕緣子上表面的受潮速度遠(yuǎn)快于其下表面。試驗(yàn)后,試品上表面的憎水性下降嚴(yán)重,甚至?xí)诰植课恢眯纬蛇B片的水膜,而試品絕緣子的下表面在試驗(yàn)后往往也僅出現(xiàn)分散的細(xì)密水珠,難以形成局部水膜。這說明在受潮過程中,上、下表面所體現(xiàn)出的受潮程度的差異和憎水性狀態(tài)的差異,是影響絕緣子在長時(shí)間過飽和受潮狀態(tài)下耐污閃特性的關(guān)鍵因素。對于人工污穢RTV涂層絕緣子,ZHS2型染污絕緣子受潮速度依然很快,在30 min之內(nèi)即可達(dá)到飽和受潮,并引發(fā)閃絡(luò);隨著耐受試驗(yàn)時(shí)間的逐漸增加,泄漏電流迅速降低,并在試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到 3 h左右時(shí)趨于穩(wěn)定;隨著耐受試驗(yàn)時(shí)間繼續(xù)增加,泄漏電流還會繼續(xù)減小,但其減小的幅度已很小。ZHX2型染污絕緣子的表面污穢度盡管更高,但在試驗(yàn)過程中,其并未發(fā)生閃絡(luò),且其沿面泄漏電流最大值也遠(yuǎn)小于 ZHS2型絕緣子。ZHX1型絕緣子(僅下表面存在RTV涂層并涂污)表面泄漏電流變化趨勢表明,在耐受試驗(yàn)初期的一個(gè)較長時(shí)間段內(nèi)(8 h),流過ZHX1型絕緣子表面的泄漏電流,一直保持緩慢增加的趨勢,直到耐受試驗(yàn)進(jìn)行到8.5~9 h后,其泄漏電流達(dá)到最大值并開始下降。綜合分析表明,組合界面絕緣子上、下表面的受潮過程存在明顯差異。按照僅上表面有涂層的試品,其受潮速度較常規(guī)瓷和玻璃絕緣子的受潮速度差別不大,而僅下表面有涂層的試品,其受潮速度則明顯下降。對受潮過程的觀測發(fā)現(xiàn),在長時(shí)間受潮過程中,污層表面的受潮速度主要取決于凝聚水珠的存留程度、水珠與污層間的作用力。水珠存留數(shù)量較多、與污層接觸面積較大、接觸時(shí)間較長時(shí),表面受潮速度和憎水性喪失速度較快;水珠對污層表面壓力的大小決定其對污層表面滲透壓力的大小,若滲透壓力大,則水分易于滲入污層內(nèi),表面受潮速度加快、受潮范圍擴(kuò)大,表面憎水性減弱速度加快。當(dāng)水珠在垂直懸掛RTV涂層絕緣子傘裙下表面凝結(jié)后,水珠所受的重力方向與污層對水珠的吸附力方向相反,水珠與污層接觸面積小,接觸時(shí)間短,易于從污層表面滴落,因而設(shè)備下表面受潮緩慢。結(jié)論:線路RTV涂層絕緣子傘裙下表面憎水性對絕緣子耐污閃能力起主要作用。上、下表面受潮程度的差異,是影響RTV涂層絕緣子在長時(shí)間過飽和受潮狀態(tài)下耐污閃性能的關(guān)鍵因素。絕緣子下表面憎水性的良好保持,是 RTV涂層絕緣子運(yùn)行多年后仍具有良好耐污性能的重要保證,因此,對于運(yùn)行絕緣子的憎水性狀態(tài)評估,應(yīng)考慮以傘裙下表面為主,上表面為輔的上、下表面測量值。
來源出版物:高電壓技術(shù), 2011, 37(2): 284-289
入選年份:2014
李強(qiáng),袁越,李振杰,等
摘要:目的:大規(guī)模風(fēng)電接入會對電力系統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)頻產(chǎn)生影響,在系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足的時(shí)段會產(chǎn)生棄風(fēng)現(xiàn)象,造成可再生能源的浪費(fèi)。抽水蓄能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用為大規(guī)模風(fēng)電的存儲提供了可能,通過抽水蓄能的移峰填谷作用,能夠?yàn)轱L(fēng)電引起的系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足問題提供解決方案,同時(shí)將低谷時(shí)段的廉價(jià)風(fēng)能轉(zhuǎn)化為高峰負(fù)荷時(shí)段的珍貴電能,提升風(fēng)電自身的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí),可以利用抽水蓄能靈活的調(diào)節(jié)特性,解決風(fēng)電的隨機(jī)性問題,改善大規(guī)模風(fēng)電接入對電網(wǎng)的影響,提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。基于風(fēng)電和抽水蓄能大規(guī)模開發(fā)的現(xiàn)狀,本文提出了風(fēng)電和抽水蓄能聯(lián)合運(yùn)行思路,建立風(fēng)蓄聯(lián)合運(yùn)行的能量轉(zhuǎn)換效益模型,分析了風(fēng)蓄聯(lián)合運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)可行性,為未來大規(guī)模風(fēng)電的消納和優(yōu)化運(yùn)行提供了解決方案,具有良好的實(shí)用意義。方法:首先梳理了國內(nèi)外風(fēng)電與抽水蓄能聯(lián)合運(yùn)行的研究進(jìn)展,指出了風(fēng)電抽水蓄能聯(lián)合運(yùn)行能量轉(zhuǎn)換效益研究的重要意義。在此基礎(chǔ)上,給出了風(fēng)電與抽水蓄能聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)和風(fēng)電場及抽水蓄能電站的輸出功率特性模型,考慮到電網(wǎng)的峰谷電價(jià)政策,風(fēng)力發(fā)電本身由于受到風(fēng)能資源的不可控性限制,難以實(shí)現(xiàn)峰電多發(fā)、谷電少發(fā)的目標(biāo),充分利用抽水蓄能靈活的調(diào)節(jié)特性,建立了考慮峰谷電價(jià)的風(fēng)電-抽水蓄能聯(lián)合系統(tǒng)和能量轉(zhuǎn)化效益的定量評估模型,研究了風(fēng)蓄聯(lián)合系統(tǒng)中抽水蓄能電站對風(fēng)電移峰填谷的影響。結(jié)果:風(fēng)電功率主要取決于風(fēng)速、風(fēng)電機(jī)組功率特性及裝機(jī)容量,在既定的風(fēng)速資源條件下,針對風(fēng)電機(jī)組功率特性曲線可以通過插值求得風(fēng)電輸出功率;抽水蓄能電站主要有發(fā)電機(jī)、水泵兩種運(yùn)行狀態(tài),且在抽水—發(fā)電的一個(gè)完整循環(huán)中有一定的能量損失(約30%)。在研究風(fēng)電-抽水蓄能聯(lián)合系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化效益的過程中,需要考慮抽水蓄能本體的投資,能量轉(zhuǎn)化過程中的電能損耗。風(fēng)電-抽水蓄能聯(lián)合運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益主要利用抽水蓄能電站的儲能作用將低谷時(shí)段的電能調(diào)整至高峰時(shí)段,提升風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)效益。風(fēng)電-抽水蓄能聯(lián)合系統(tǒng)的運(yùn)行策略主要取決于風(fēng)電功率波動、電價(jià)波動,需要通過優(yōu)化算法確定抽水蓄能的運(yùn)行策略。在固定的峰谷電價(jià)模式下,確定未來一段時(shí)間內(nèi)抽水蓄能的最優(yōu)運(yùn)行策略可以建立風(fēng)電抽水蓄能聯(lián)合運(yùn)行能量轉(zhuǎn)化效益的優(yōu)化模型,在風(fēng)電功率已知的情況下就可以確定抽水蓄能的運(yùn)行策略。由于抽水蓄能是用于提升風(fēng)電能量轉(zhuǎn)化效益的,在建模過程中,需要計(jì)入抽水蓄能的建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用,確保能量轉(zhuǎn)化效益的計(jì)算結(jié)果更具實(shí)用意義。風(fēng)電-抽水蓄能聯(lián)合運(yùn)行在實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換效益的同時(shí),還能有效降低風(fēng)電-抽水蓄能聯(lián)合系統(tǒng)的輸出功率的波動性和調(diào)峰調(diào)頻壓力,改善大規(guī)模風(fēng)電接入對系統(tǒng)的影響,在提升系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)改善大規(guī)模風(fēng)電接入的系統(tǒng)安全性。結(jié)論:抽水蓄能具有啟動迅速、爬坡速度快、運(yùn)行可靠靈活的優(yōu)點(diǎn),為大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)后的移峰填谷提供了可行的解決方案。本文基于實(shí)測風(fēng)速數(shù)據(jù),對風(fēng)電抽水蓄能聯(lián)合系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化效益開展了定量評估,計(jì)及抽水蓄能電站的投資及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用的情況下,風(fēng)電-抽水蓄能聯(lián)合系統(tǒng)能利用抽水蓄能電站的儲能特性將低谷時(shí)段的剩余電能轉(zhuǎn)化為高峰時(shí)段的緊缺電能,取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。裝機(jī)容量為50 MW的風(fēng)電場與裝機(jī)容量為20 MW的抽水蓄能電站聯(lián)合運(yùn)行時(shí),每日的能量轉(zhuǎn)化效益達(dá)1.9613~6.6252萬元,同時(shí)還能有效平抑風(fēng)電功率波動,降低了風(fēng)電對系統(tǒng)備用容量的需求,提升了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。
來源出版物:電網(wǎng)技術(shù), 2009, 33(6): 13-18
入選年份:2014
李娜娜,何正友
摘要:目的:不同類型的電力用戶對電能質(zhì)量的要求不同,在電力市場環(huán)境下對電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評估時(shí),電力用戶必將參與進(jìn)來。主觀賦權(quán)法通過征詢電力用戶的需求和咨詢專家意見,然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)綜合而定權(quán)。這種方法可以滿足不同性質(zhì)電力用戶對電能質(zhì)量的不同要求,體現(xiàn)了電力用戶對電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)的重視程度,確定的權(quán)重符合現(xiàn)實(shí)。但是,在對電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評估時(shí),還應(yīng)該考慮到指標(biāo)權(quán)重的大小與指標(biāo)數(shù)據(jù)的變動有關(guān),權(quán)重值不應(yīng)該是一成不變的。例如,對于電能質(zhì)量某一單項(xiàng)指標(biāo),如果其變動較大,甚至超出了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍,則說明該項(xiàng)指標(biāo)嚴(yán)重不合格。此時(shí),若其主觀性權(quán)重比較小,僅利用主觀賦權(quán)法進(jìn)行綜合評估時(shí),該項(xiàng)指標(biāo)可能得不到充分反應(yīng),甚至被完全忽略,造成評估結(jié)果不合理。事實(shí)上,當(dāng)某項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)變動較大時(shí),該項(xiàng)指標(biāo)在綜合評估中所起的作用也較大,權(quán)重也應(yīng)該增大。反之,如果某單項(xiàng)指標(biāo)的離散程度很小,數(shù)據(jù)變化很小,那么該項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值也相應(yīng)的變小。因此,在確定電能質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重時(shí),應(yīng)同時(shí)考慮根據(jù)數(shù)據(jù)變動而確定的客觀性權(quán)重。本文提出了采用綜合主觀權(quán)重和客觀權(quán)重的組合賦權(quán)法,利用層次分析法的標(biāo)度擴(kuò)展法與熵權(quán)法相結(jié)合來求得各項(xiàng)指標(biāo)的綜合權(quán)重。這樣即考慮到了不同用戶對電能質(zhì)量的不同需求,同時(shí)又考慮到了權(quán)重的漸變性。方法:首先確定電能質(zhì)量的因素集為頻率、諧波畸變、電壓波動、閃變、電壓偏差、電壓暫降、三相不平衡、暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓,評判級為優(yōu)質(zhì),良好,合格,較差,很差。然后利用基于改進(jìn)層次分析法確定電能質(zhì)量綜合評估中各指標(biāo)主觀權(quán)重,再利用熵權(quán)法確定各指標(biāo)的客觀權(quán)重,再將兩種權(quán)重相結(jié)合確定電能質(zhì)量綜合評估中各指標(biāo)的綜合權(quán)重值。在確定了電能質(zhì)量各單項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重后,采用了概率論與模糊數(shù)學(xué)相結(jié)合的方法對對這9項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評估。在進(jìn)行綜合評估時(shí),首先根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)或國際標(biāo)準(zhǔn)對因素集中各電能質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行分級,在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)將各指標(biāo)平均分為m個(gè)等級,然后利用概率統(tǒng)計(jì)的方法對各指標(biāo)分級進(jìn)行評估分析,最后進(jìn)行綜合評估。結(jié)果:利用改進(jìn)的層次分析法和熵權(quán)法對電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評估后,評估的結(jié)果將電能質(zhì)量歸為某一個(gè)級別,也即得出了描述電能質(zhì)量好壞的唯一量化指標(biāo)。為了分析主客觀權(quán)重相結(jié)的電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評估方法的合理性,在進(jìn)行實(shí)例分析時(shí),對頻率指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行改動,使頻率指標(biāo)為最差的等級,而其他幾項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)不變。顯然,由于頻率偏差的幅度比較大,接近國標(biāo)規(guī)定的限制且持續(xù)時(shí)間較長,該項(xiàng)指標(biāo)的單項(xiàng)評估結(jié)果應(yīng)為較差等級。若單獨(dú)利用改進(jìn)的層次分析法對電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評估,權(quán)重值計(jì)算結(jié)果沒有發(fā)生改變,與之前求得的主觀權(quán)重相同。利用概率論與模糊數(shù)學(xué)結(jié)合的方法進(jìn)行最后評估,評估結(jié)果介于“合格”與“較差”之間。然而,若利用本文提出的組合賦權(quán)法,即將改進(jìn)的AHP法與熵權(quán)法結(jié)合對電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評估,此時(shí)頻率偏差的權(quán)重值明顯增大,電能質(zhì)量評估等級介于“較差”與“很差”之間。利用主觀賦權(quán)法與客觀賦權(quán)法相結(jié)合的方法計(jì)算權(quán)重時(shí),能夠有效的反應(yīng)數(shù)據(jù)變化,賦權(quán)的結(jié)果更為合理。而單獨(dú)利用基于層次分析法的主觀賦權(quán)法計(jì)算權(quán)重時(shí),數(shù)據(jù)變化不會使權(quán)重值發(fā)生改變。由此可見,利用改進(jìn)的層次分析法與熵權(quán)法相結(jié)合確定權(quán)重的方法,使得評估結(jié)果更為合理,更符合實(shí)際。結(jié)論:考慮到綜合評估過程中權(quán)重的重要性,本文在對電能質(zhì)量的綜合評估方法和賦權(quán)法研究的基礎(chǔ)上,提出了將 AHP法和熵權(quán)法相結(jié)合的組合賦權(quán)法,并得到以下結(jié)論。第一,AHP賦權(quán)法完全依賴于參與者的主觀愿望,能夠反應(yīng)用戶的需求,是一種主觀賦權(quán)法。而熵權(quán)法以客觀數(shù)據(jù)為依據(jù),賦權(quán)結(jié)果隨著數(shù)據(jù)的變動時(shí)刻發(fā)生著變化,體現(xiàn)了賦權(quán)結(jié)果的客觀性。將兩種方法相結(jié)合,使得主觀與客觀得到了統(tǒng)一,賦權(quán)結(jié)果更為合理,更符合現(xiàn)實(shí)。第二,本文利用改進(jìn)的層次分析法確定權(quán)重的過程中,建立的判斷矩陣時(shí)無需一致性檢驗(yàn),與傳統(tǒng)的 AHP法相比,計(jì)算量大大減小。第三,概率論與模糊數(shù)學(xué)相結(jié)合的評估方法,直接對現(xiàn)場測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算,不受人為因素的影響。
來源出版物:電網(wǎng)技術(shù), 2009, 33(6): 55-61
入選年份:2014
編輯:張寧寧