中國電工技術學會主辦的電氣工程行業品牌技術期刊，關注實用工程技術、聚焦前沿發展。中國科學研究院電工研究所王秋良院士任《電氣技術》主編，武漢大學電氣工程學院唐炬院長任《電氣技術》執行主編。
研究與開發
計及多能流不确定性的綜合能源系統優化配置
作者：高統彤；邵振國；陳飛雄
摘要：綜合能源系統存在較大的運作不确定性,規劃過程中忽略這種不确定性會導緻裝置配置容量過于理想化、裝置使用率低的問題。針對此問題,本文采用仿射變量建立綜合能源系統協同規劃模型,将仿射優化模型分解為目标仿射函數的中心值最小及在不确定性因素影響下仿射函數變化量最小兩個子問題,前者為僅考慮源荷預測功率的确定性優化模型,後者考慮源荷預測誤差,通過max模型和min模型交替疊代,使配置結果受不确定性因素影響最小。采用某園區綜合能源系統規劃算例驗證所提方法的有效性和經濟性。
無極性直流微型斷路器電壽命評估研究
作者：牟明川；張博；趙虎；郭曉雪；張立昌
摘要：低壓斷路器是低壓交直流配電系統控制和保護的主要器件,電氣壽命是衡量其性能的名額之一。相較于低壓交流斷路器,直流斷路器沒有電流過零滅弧特征,其滅弧及壽命評估不易。本文研究無極性直流微型斷路器電壽命評估,闡述了無極性直流微型斷路器結構,搭建試驗平台進行電弧特性分析和電壽命試驗,并建立電壽命預測模型。試驗結果表明,電弧對觸頭的穩定燃燒是斷路器電壽命減少的主要原因,本文所提出的靜觸頭燒蝕量與燃弧能量積累量的線性模型可有效預測斷路器電壽命。
基于低通濾波原理的電湧保護器超低殘壓研究
作者：羅佳俊；馮海洋；冷丁丁；蔡劍碧
摘要：雷電是一種低頻脈沖波,頻譜主要分布在低頻段。通過分析雷電波頻譜、Multisim電路仿真和模拟雷擊測試,從頻域角度研究濾波器參數與殘壓的關系。試驗證明：比對的LC低通濾波電路并聯在電湧保護器後面,能過濾剩餘電流的低頻能量,降低殘壓波的陡度,進而獲得極低的殘壓,達到比多台能量配合的電湧保護器更好的保護效果;各類磁心電感在瞬态雷電流沖擊時會産生不同程度的磁飽和現象,導緻電路失去比對性,不适合用于電湧保護器濾波電路。
基于Matlab的變壓器繞組變形頻率響應的仿真研究
作者：陳傑；蘭生；林野；許明龍；朱志豪
摘要：頻率響應法（FRA）是檢測電力變壓器繞組變形的一種可靠方式,本文以三繞組變壓器為研究對象,提出考慮各個單元之間互感和繞組相鄰線餅間電容的模型。首先,采用有限元軟體Maxwell模組化求取正常及變形繞組的等效電路參數;其次,根據仿真得到的等效電路參數,在Matlab中建立狀态空間模型,通過參數矩陣進行頻率響應計算,得出高壓繞組軸心偏移和餅間間距變化兩種典型繞組變形對頻率響應曲線的影響規律。研究結果對後續提取反映頻率響應特性的特征向量,實作變壓器繞組變形類别的識别具有一定參考價值。
交直流多端口戶用型能量路由器協調控制政策
作者：楊新華；張景帆
摘要：能量路由器是家庭區域能源網與電網之間能量接口的重要組成部分,本文針對一種交直流戶用型能量路由器結構,研究設計實作分布式發電、儲能系統、電網與負荷之間能量平衡的協調控制政策。為延長由蓄電池和超級電容組成的混合儲能系統中蓄電池的使用壽命,設計模糊控制算法電源管理政策;采用改進的下垂控制政策,實作戶用型能量路由器并網時的平滑切換,提高系統的魯棒性。
在Matlab/Simulink平台上搭建戶用型能量路由器仿真模型進行分析,仿真結果表明,本文所研究控制政策在保持系統穩定性的同時,能夠有效抑制可再生能源輸出波動及負載變化帶來的影響。
計及柔性直流的短路比名額分析研究
作者：黃楚茵；夏成軍；鐘明明
摘要：電力系統的運作特性與其所連接配接的受端交流電網強度關系密切,而基于傳統正常直流系統提出的短路比是衡量受端電網強度的重要名額之一。考慮混合多饋入系統中柔性直流系統（VSC-HVDC）對短路比名額計算的影響,基于短路比的定義,本文分别從短路容量和等效直流功率兩方面出發,分析VSC-HVDC對系統短路電流及多饋入互相作用因子的影響,進而提出一種計及柔性直流的混合多饋入系統短路比名額計算方法。最後通過對混合多饋入直流系統模型和實際大系統的仿真,驗證了這一方法在計算含柔性直流系統的短路比時具有準确性。
變電站三遙信号單端核對系統研究與開發
作者：歐陽智斌；吳笑天
摘要：針對目前變電站三遙信号核對工作效率低的問題,本文研究開發一種能夠實作信号單端核對的資訊傳輸和接收系統,創新使用電力無線傳輸鍊路,突破電力内網資訊傳輸的壁壘。利用專用伺服器從主站安全擷取各廠站三遙資料,通過電力接入點（APN）專網進行傳輸,并開發用于接收資料的移動應用,進而實作變電站三遙信号的遠端擷取。
在信号驗收過程中,無需背景人員配合,現場從業人員利用移動終端即可實作信号的單端核對。現場測試和應用表明,利用信号單端核對系統進行信号驗收,現場作業人員可從五人減少到兩人,單個信号的平均核對時間縮短三分之一,工作效率得到了明顯提升。
自主可控特高壓直流控制保護系統設計與研發
作者：沈天驕；仲浩；王永平；周強；鄒強
摘要：針對特高壓直流輸電工程,本文設計并開發基于自主可控平台的特高壓直流控制保護系統。首先,分别設計自主可控控制保護系統的軟、硬體平台,并将平台自身特點與特高壓直流輸電系統要求相結合,設計可靠的備援通信方式和完備的主機狀态監視功能。然後,在自主可控平台上設計特高壓直流控制保護系統,并開發功能樣機。最後,在基于實際工程參數的實時仿真系統中,進行系統性能測試。試驗結果表明,該自主可控的特高壓直流控制保護系統功能完善、性能優良,具備工程化應用條件。
考慮随機擾動的高速鐵路弓網系統滑模控制研究
作者：劉濤；魯小兵；張佳怡
摘要：受電弓與接觸網的滑動接觸是目前高速鐵路電力機車的主要取流方式。為保證受電弓-接觸網（弓網）系統的接觸穩定性,對高速受電弓實施有效的主動控制是提高弓網受流品質的一種潛在措施。
本文建立具有剛度、品質參數時變特征的非線性接觸網模型,以準确模拟高速列車運作過程中的随機擾動。在模型基礎上,采用滑模控制算法進行高速受電弓的主動控制,并引入擾動補償政策以降低弓網接觸力在随機擾動影響下的波動程度。仿真結果顯示,所提基于滑模控制的高速受電弓主動控制方法可有效降低接觸力波動,減少弓網離線率。
儲能系統用母線排電場及靜力學仿真分析
作者：楊钊；董瑞；王莉；張玉榮；李亮亮
摘要：儲能集裝箱内的母線排主要用于電池子產品的充放電作業,充放電過程中的電壓和電流往往較大,若母線排的空間布置不合理,很有可能由于絕緣距離不夠而造成對地擊穿;或者因為結構強度設計不合理,在運輸、充放電過程中産生結構變形或破壞,影響儲能集裝箱的運作可靠性。
本文以儲能集裝箱内母線排為例,介紹母線排的主要結構與工作情況,并使用有限元分析軟體Ansys Mechanical APDL對母線排在充放電時的電場分布進行分析。為了驗證母線排結構強度是否滿足使用要求,使用Ansys Workbench對母線排在運輸、作業、共振等工況下的受力情況進行分析,結果驗證了此種儲能集裝箱母線排結構的合理性,可為同類電氣零部件設計提供參考。
技術與應用
變電站油洩漏三級監控系統的研制與應用
作者：顔誠；程川；雷寶輝；王亮；陸凱捷
摘要：目前,由于主變事故油池容量不足、雨水管路直接外排、漏油人工監測和控制缺乏等原因,變電站裝置漏油後不能被及時發現并得到有效控制,導緻漏油事件極易轉為惡劣的環境污染事件。針對該隐患,本文廣泛應用物聯網、通信技術、智慧傳感技術,首創建構一套技術簡單可靠、業務高度融合、可推廣應用的變電站油洩漏三級監控系統。
通過研制仿生鳍減搖結構的智能漏油監測裝置,對變壓器進行事故排油系統、雨水系統、運作環境的多元度實時監測,采用自動蝶閥與監測裝置實時關聯,實作變電站漏油智能控制,杜絕發生因變電站裝置漏油外排導緻的環境污染事件。
基于模闆複用的智能變電站系統配置描述檔案自動配置方案
作者：朱長銀；呂航；丁傑
摘要：目前,在智能變電站工程實施中,未充分發揮二次裝置模型及回路數字化優勢,未重用已有智能變電站工程配置成果,導緻智能變電站內建标準化水準偏低,內建效率及品質較差。本文提出一種基于模闆複用的智能變電站系統配置描述（SCD）檔案自動配置方案,首先建立典型變電站SCD檔案模闆庫,然後根據實際工程情況選取SCD檔案模闆并導入實際工程的各二次裝置模型,再基于标準化虛端子名稱更新虛端子連線關系即完成SCD配置。
本文分析智能變電站內建的主要配置工作,針對性地提出一種基于模闆複用的SCD檔案自動配置方案,并結合工程示例說明具體實施過程,該自動配置方案的應用可顯著提升智能變電站內建效率及品質。
基于RTDS的光伏逆變器接入薄弱電網仿真測試及研究
作者：徐東坡；代永恒；姬成群；孫妙華
摘要：采用實體試驗平台對光伏逆變器進行功能驗證,存在測試工況少而無法反映各種極端工況的問題。采用數字實體混合的半實物仿真方法,能夠便捷提供準确的實驗條件且風險可控,試驗成本低。通過研究薄弱電網的電氣特性,基于實時數字仿真（RTDS）系統搭建薄弱電網下的光伏并網系統硬體在環仿真平台,并基于該平台開展低電壓穿越及高電壓穿越測試。通過對仿真結果分析,驗證了該仿真方法的可行性和有效性。
500kV變壓器縱差保護試驗方法
作者：楚皓翔；宋宇；李涵
摘要：500kV變壓器在低壓側配置總斷路器的情況下,多采用縱差保護作為電量主保護。縱差保護動作時,故障相的準确判别對保護裝置的正确動作和故障的分析及處理至關重要。本文以△→Y處理方式下的保護裝置為例,研究高低壓側電流相位校正和幅值校正原理,以及正常接線調試方法下,模拟單相故障時的縱差保護動作情況。
為準确模拟單相故障情況下,保護裝置對故障相的準确判定,本文對接線方式進行改進處理。理論分析和試驗結果表明,新接線方式下的保護調試可以正确模拟單相故障下的縱差保護動作情況,對研究單相故障時變壓器的縱差保護動作特性有積極的指導意義。
配電網聯絡開關異動感覺及自适應糾正的防誤方法
作者：蔡建逸；林裕新；吳澤鑫；陳楠
摘要：随着社會對供電可靠性要求的提升,配電網環網聯絡開關多處于熱備用狀态,線上路故障時能夠快速複電。但在非故障和非人為操作的情況下,已發生多起聯絡開關異動合閘導緻線路長期合環運作的事件,增加了裝置運作和排程操作風險,嚴重影響了電網安全穩定運作。
為了能夠監測自動化及非自動化配電聯絡開關異動情況,快速糾正線路誤合環問題,本文改進配電自動化主站環網聯絡識别方式,提出一種開關異動感覺和自适應糾正算法,實作聯絡開關異動合環感覺,定位最優解環點并程式化解環,通過測試驗證該算法的可行性,有效避免線路長期合環帶來的電網運作隐患及誤操作風險,提升配電網動态防誤技術及電網安全管控水準。
繼電保護二次回路絕緣現狀分析及對策
作者：陳明泉
摘要：繼電保護二次回路絕緣破壞可能造成繼電保護誤動或拒動,影響電網穩定運作。本文對二次回路常見的絕緣薄弱點進行分析,并通過列舉部分執行個體進行講解,總結檢修過程中二次回路絕緣測試項目内容和測試方法及注意事項,為檢修人員提供參考。
海南強雷區典型配電線路差異化防雷措施研究
作者：王錄亮；韓來君；黃松
摘要：海南地處大陸最南端,雷電活動極為強烈,絕緣水準較低的10kV配電線路極易因雷擊跳閘,直接影響海南工農業生産生活用電。是以,有效提高10kV配電線路防雷性能評估水準與治理能力,對保證海南地區供電的穩定可靠十分重要。
本文采用配電網差異化防雷技術開展海南強雷區10kV配電線路防雷綜合治理研究,首先建立綜合考慮雷電資訊、線路結構及絕緣配置資訊的雷擊風險評估流程;然後選擇雷害最為嚴重的典型配電線路開展逐基杆塔的精細化雷擊風險評估;根據風險評估結果,結合配電網各種防雷措施特點,選擇安裝帶間隙避雷器作為改造措施;最後依據改造杆塔範圍和次序,制定兩套線路防雷改造方案,并量化評估各套方案的預期效果。