摘要：集成门极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristor, IGCT)具有阻断电压高、通流能力强等特点,在柔性直流输电等领域具有广阔的应用潜力,但其在高电压、大通流应力下的可靠性问题,成为限制应用的潜在因素,如何针对不同工况开展加速老化等效测试成为开展可靠性研究的关键瓶颈。文中以模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)工况为代表,针对IGCT器件可靠性等效测试难题开展研究。首先分析MMC工况下IGCT器件的暂态电气应力和长期电热应力,分别采用TCAD仿真软件与平均值等效计算模型定量获得IGCT器件在实际工况下的应力大小;其次,基于应力分析结果,提出一种三半桥式两级电流应力加速老化试验拓扑,设计并搭建2 500 V/4 000 A/150 Hz参数的IGCT加速老化试验平台;最后,开展约100 h高压、大电流老化运行试验,验证平台具备长时运行的能力,且等效测试应力达到设计要求。所提出的等效拓扑及其构建方法,不仅解决了MMC工况下IGCT器件的加速老化测试问题,对其他交直流变换工况、其他类型功率半导体亦有很好的参考价值。

摘要：高压输电杆塔接地极作为雷电流、工频故障电流和感应电流等异常电流的关键传导通道,对于保障电力线路的安全稳定运行具有重要作用。然而,接地极腐蚀缺陷的存在将严重影响其正常的散流功能,威胁电力系统安全稳定运行,甚至人身安全。针对高压输电杆塔接地极腐蚀缺陷的远距离、小缺陷高灵敏度检测难题,该文提出一种高压输电杆塔接地极腐蚀缺陷混频SH导波检测方法。设计了一种基于变间距永磁阵列的新型混频SH导波换能器结构,并通过仿真和实验验证了混频SH导波检测的可行性。进一步将所提方法与传统的单频SH导波检测方法进行比对,结果表明所提出的SH导波检测方法相比于传统方法对远距离、小缺陷具有更高的灵敏度检测和更好的检测效果。

摘要：随着可再生能源接入比例持续升高,传统火电逐渐被取代,以有限灵活性确保常规条件下日内调峰和不利气象条件下负荷保供是新型电力系统安全运行的基础。基于此,提出了一种考虑新能源消纳和电力保供的电力系统多时间尺度平衡方法。首先,计算若干年度净负荷场景中长时储能最优调度曲线,并将其作为运行经验。然后,在周前阶段,根据新能源电量预测判断是否为不利气象条件,并针对不利气象条件设计了电力保供策略,针对常规运行条件设计了基于灵活性区间的日前-日内-实时协调运行策略。所提方法无需新能源精确出力曲线预测,可以实现从年度到实时调度等多时间尺度调度的有机配合以及长、短时储能和常规机组的多源协调。最后,参考某区域电网数据进行算例分析并与传统滚动优化方法进行对比,验证了所提方法的优势和保供策略的有效性。

摘要：集成门极换流晶闸管(IGCT)在实际使用场景中需要在电压直流母线与器件之间串联阳极电抗器以限制器件开关过程中的电流变化率。本文首先对IGCT开关暂态换流过程进行分析,研究阳极电抗器在此过程中的充放电机理。在此基础上,通过建立IGCT开通和关断损耗、二极管关断损耗以及箝位电路损耗的数学模型,对阳极电抗器的参数与各部分损耗之间的关系进行分析,提出一种兼顾电流变化率抑制与电路损耗优化的阳极电抗器设计方法。实验验证了理论分析的正确性和所提方法的可行性。

摘要：为提高高压GIS隔离开关内盆式绝缘子的绝缘性能,对盆式绝缘子的结构设计进行了优化。首先基于有限元仿真分析了原结构下盆式绝缘子周围的电场分布情况和盆体的机械性能,基于贝塞尔曲线下的伯恩斯坦多项式对盆式绝缘子的凹面和凸面形状进行了参数化重构,进而构建了考虑机械强度和电场分布的双目标优化模型,并基于非支配排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)实现了盆式绝缘子的结构优化,得到了盆式绝缘子在不同机械强度指标下的最优电场分布及对应结构。最终实现优化后的盆式绝缘子凹面和凸面的沿面场强最大值和盆体的最大应力值均在许用值内,凹面和凸面的最大场强相比于原结构分别下降11.63%和12.87%,此时机械性能裕度为1.11,相比于原结构仅下降了2.93%。该优化方法可在满足绝缘子机械强度的基础上有效改善绝缘子表面电场分布,对隔离开关内盆式绝缘子的结构优化设计具有重要意义。

摘要：综合运用控制领域的新成果：反馈线性化方法和线性Ｈ∞控制原理，本文提出了一种鲁棒非线性控制器设计的新方法，并把这种设计方法用于电力系统鲁棒非线性励磁控制器的设计中。由于既考虑了电力系统的非线性特性又顾及了干扰的影响，所构造的励磁控制器不仅具有较好的内部稳定性而且对扰动和不确定因素有很强的适应能力。计算机仿真研究结果表明，与以往的励磁控制器相比，这种鲁棒非线性励磁控制器可以更好地提高系统的稳定性，并改善系统的动态特性。

摘要：分析了测量脉冲电流时ＲｏｇｏｗｓｋｉＣｏｉｌ的工作原理，研究了其电气参数和几何参数的计算。在测量高频电流时线圈与屏蔽盒之间的杂散电容对上升时间有较大的影响。建立了线圈的分布参数模型，并用ＥＭＴＰ软件计算方波响应曲线和上升时间。通过计算和实验发现在绕组和屏蔽盒之间并联电阻能有效地减小或消除振荡。建立了并联消振电阻后的分布参数模型，并用状态方程法计算了方波响应曲线和上升时间。编制的ＲｏｇｏｗｓｋｉＣｏｉｌ的计算机辅助设计（ＣＡＤ）软件包，可以设计ｄＩ／ｄｔ线圈、Ｉ线圈，并且可绘出误差曲线、方波响应曲线和各零件的工程图以及ＲｏｇｏｗｓｋｉＣｏｉｌ的装配图、原理图。

摘要：阻抗分析法因能够在设备控制结构或参数未知的条件下分析系统稳定性而受到工程的青睐。以电力电子变流器为代表的交流并网设备阻抗特性易受交流稳态工作点的影响,因此基于黑箱辨识快速导出变流器任意工况的阻抗模型可以极大地提升稳定性分析效率。基于神经网络的辨识方法可以弥补基于最小二乘法的辨识方法的局限性,文中进一步改进神经网络的设计以显著提升其可解释性。在数据收集阶段,使用扫频方法获取闭环阻抗模型在足够多工况下的频率响应。在模型训练阶段,计及变流器阻抗模型的隐藏特征,设计与扰动频率数量相同的神经网络,并采用集成贝叶斯正则化的Levenberg-Marquardt算法提升由小型数据集得到的训练网络的泛化能力。在模型验证阶段,将设定工况输入网络,实现稳定工况极高精度辨识和不稳定工况离线预测。文中方法为新型电力系统稳定性分析的工程应用提供了实用选择。

摘要：基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的混合换相换流阀(HCC)具备主动关断的能力,可用于解决常规高压直流输电中的换相失败问题。对HCC开展电气应力分析是换流阀电气、绝缘和实验设计的基础。因此,本文先介绍了HCC的拓扑结构、工作原理和主动关断策略。根据HCC的拓扑结构和参数,建立了HCC换流阀高精度宽频模型,仿真分析雷电冲击电压、操作冲击电压、陡波冲击电压3种暂态工况下,施加在IGCT器件上的最大电压与最大电压变化率(du/dt),仿真结果表明最大电压与最大电压变化率在IGCT的过电压耐受能力之内。最后,进行恢复期暂态正向电压冲击试验,验证了换流阀的过电压耐受能力。电气应力的分析结果可支持HCC应用于直流输电系统。

摘要：提供和比较了静态频率响应法（ＳＳＦＲ）和在线频率响应法（ＯＬＦＲ）两种测定同步机参数的方法。两种方法都能提供ｄ轴和ｑ轴的参数，并都经过实验验证，ＳＳＦＲ方法简单易行，获得的数据与设计值接近。ＯＬＦＲ法先进、可靠；由于考虑了饱和与转子阻尼等影响，其参数更接近于实际运行工况时的结果。