特高压直流输电线路离子流作用下人体电场效应分析

利用Comsol有限元仿真软件建立特高压直流输电线路和人体的三维模型,主要分析了输电线路产生的静电场和离子流作用下产生的合成电场两种情况下人体电场效应;以及在不同的风速下合成电场对人体电场效应。结果表明:在合成电场下:人体周围、人体内部以及头部的电场最大值均是静电场情况下的2.7倍左右,说明离子流作用下增加的电场是不可忽略的;并且对人体产生更大的作用。不同的风速情况下人体周围、人体内部以及头部的电场是不同的;风速逐渐增大,其电场值逐渐减小,说明在风速作用下,人体周围的离子流发生了变化并减小;且也减小了合成电场的大小,进而对人体的作用也变小。根据国际非电离辐射防护委员会(international commission on non-ionizing radiation protection,ICNIRP)导则限值对比分析,静电场和合成电场下人体内部电场最大值均超过普通民众限值和专业人员限值;而两种情况下的人体头部电场最大值在普通民众限值内,但是对于长期居住在特高压直流输电线路周边的居民会有一定的健康风险;因此在实际建设中需采取一定的降低电磁暴露防护措施或者避免穿越居民区。     

考虑土壤电阻率的特高压直流输电线路过电压抑制措施

特高压直流输电(ultra high voltage direct current transmission, UHVDC)以输电容量大、线损少、输送距离远等显著优势成为解决中国能源与需求呈逆向分布问题的重要方案。然而,由于其输送距离远,跨越区域的地形和气候复杂,使线路沿线土壤电阻率分布不均匀。基于准东—皖南±1 100 kV特高压直流输电工程,分析了直流线路过电压机理,并采用电磁暂态计算软件PSCAD,针对直流线路不同平均土壤电阻率和四季实际土壤电阻率进行过电压仿真分析。结果表明,土壤电阻率会对换流站的反射产生影响,以及实际土壤电阻率会使最大过电压位置向送电侧偏移。通过优化线路避雷器的安装位置使过电压的抑制效果更优,为特高压直流输电工程的发展提供重要参考。     

特高压直流输电塔多尺度模拟与节点分析

为了较准确地分析特高压直流输电塔节点的受力性能,将实体单元模型和梁单元模型连接,建立输电塔多尺度有限元模型。通过与TTA模型、刚架模型及真型塔试验结果的比较分析,验证了多尺度模型的合理性。然后关注一种试验工况,利用多尺度模型对铁塔的一个关键节点进行非线性分析。结果表明,该塔破坏前,铁塔斜材已产生了局部屈曲,多尺度模型能够较真实地模拟节点板及连接杆件的受力状态,计算结果与试验数据吻合良好,可以对铁塔结构设计及试验研究提供参考。     

特高压直流线路对调幅广播台无源干扰防护间距的求解

采用输电线路无源干扰线-面混合模型计算无源干扰水平,即将线路铁塔仿真为面模型,地线仿真为线模型,整个仿真模型采用垂直极化平面波进行激励.计算无线电台的整个工作频段以确定防护间距所在的区间,然后采用二分法逐步缩小区间,直到区间长度小于允许的误差,从而得到较准确的防护间距.以调幅广播收音台一级台为例,求解了特高压直流输电线路对其的防护间距.     

多维地震激励下特高压直流输电塔的响应分析

强震作用会对输电塔造成巨大的破坏,其中特高压直流输电塔因其高度高、柔度大,对地震载荷作用更敏感。建立了三基±800 k V特高压直流输电塔模型,采用有限元软件进行多维地震动模拟,对比分析了不同呼称高度的特高压直流直线塔、耐张塔的多维地震动特征。研究结果表明:呼高较高的输电塔在多维地震激励下的响应明显大于呼高低的输电塔;同时,耐张塔的响应比直线塔的响应小。因此为提高输电线路的抗震能力,应适当降低输电塔的呼称高度,并且增加耐张塔的数目。     

特高压直流输电线路雷电屏蔽模型试验设计

采用模型试验方法修正特高压直流输电线路雷电屏蔽性能的计算方法,并对其影响因素进行了分析.针对当前国内外已开展的模型试验、现场观测与计算方法中存在的问题和不足,结合昆明特高压国家工程实验室的试验条件和国内外已有试验与观测结果,设计了±800 kV特高压直流输电线路典型间隙试验、击距模型试验和上行先导模型试验的关键参数、结构布置与试验方案.     

基于EEAC和遗传禁忌算法的直流紧急功率支援最优策略研究

本文分析了直流紧急功率支援(EDCPS)提高系统暂态稳定性的机理,特别针对多机系统,根据扩展等面积法(EEAC) 将等值单机无穷大系统(OMIB)功角前三次正摆的暂态稳定裕度和暂态电压稳定裕度作为度量指标对紧急直流功率支援策略进行研究。通过在合适时刻投入直流功率支援,在OMIB功角的前二次正摆过程中提升直流功率﹑回摆过程中回降直流功率来提高暂态稳定裕度,同时采用遗传禁忌优化算法对各调制参数进行优化。最终,在给定的具体运行方式下,根据事先设定的电网关键线路潮流或来自EMS的实时潮流数据、预想故障集,利用FASTEST暂态分析计算软件和MATLAB的链接编程,实现离线或在线全面、快速、自动计算出针对某些严重的预想事故集的暂稳控制量,从而制作紧急直流功率支援最佳控制策略表,形成全网的控制策略表供电力系统技术人员实时匹配进行参考、分析、决策。用该算法得到的2010年南方电网±800kV云广特高压紧急直流系统功率控制策略,仿真结果表明基于该优化算法的紧急直流功率支援策略能最优地改善系统暂态稳定性。     

特高压直流输电系统新型谐波抑制方法研究

传统的特高压直流输电系统一般在换流站交流网侧布置滤波兼无功补偿装置.为了避免谐波对换流变压器的不良影响,本文提出了一种滤波绕组并联的感应滤波换流变压器的谐波抑制方法,文中描述了其接线方案,解释了其滤波机理,并与传统的滤波方案进行了对比分析.以酒泉-湖南的±800kV特高压直流输电的工程参数为依据,搭建了所提滤波方案和传统方案的仿真模型.两个模型的阀侧和网侧电流的对比分析证明,新型谐波抑制方法效果良好.     

基于径向基函数法的特高压直流输电线路地面标称电场计算

输电线路地面标称电场强度的大小是输电线路设计需要考虑的重要参数.针对有限元法在计算中面临的网格剖分和计算时间较长问题,将基于径向基函数(RBF)的无网格法引入到直流输电线地面标称电场的计算中,阐述了RBF的定义和此法的原理、实施步骤,通过编制程序,进行仿真计算,并讨论了不同输电线参数对地面标称电场强度的影响.算例分析表明:运用此法计算的地面标称电场结果和已有文献值较为接近,并与具有解析解的电缆模型电场强度值吻合得很好,说明该方法具有较高的准确性和有效性;导线对地高度和极间距离对地面标称电场强度的影响较大,次导线半径和分裂根数对地面标称电场强度的影响较小.     

脱冰工况下特高压直流输电线路耐张联板动态响应分析

耐张联板作为连接输电线路和绝缘子的重要构件,研究其在脱冰工况下的动态响应特性对保证输电线路安全稳定运行具有重要意义。通过搭建两种典型的特高压直流输电线路耐张段模型,以输电线路的脱冰振动作为荷载来源,对耐张联板的动态响应及屈曲特性进行分析。最后通过试验验证,测量耐张联板的受力以及屈曲状态,评估耐张联板屈曲的临界值。结果表明,耐张联板在脱冰工况下的动态响应特性及屈曲特性主要受输电线路沿线载荷影响,最剧烈的振荡发生在脱冰现象的前20 s内,并且在耐张档脱冰工况下会发生最严重的屈曲变形,应力载荷主要集中在螺栓孔包围的梯形区域内。研究结果为耐张联板的结构优化设计提供了参考依据。