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附錄1
魁北克水電公司高壓電網(wǎng)Levis變電站的融冰裝置
Serge Jourden
(阿?，m榆配電(中國)公司電力電子一高壓直流和柔性輸電，北京100020)
文摘:魁北克水電公司Levis變電站的融冰裝置是一項獨特的研發(fā)成果。設(shè)計成可對輸電網(wǎng)提供兩種截然不同的功能。在一種運行模式下，它是一臺高壓直流輸電整流器，給從這個變電站引出的735 kv和315 kV線路提供高達(dá)7200A的直流電以融掉這些線路上的覆冰。該融冰裝置產(chǎn)生的±17．4 kV直流電壓可在輸電線路不同相之間通過線路開關(guān)依次切換。畢竟冰暴是偶發(fā)事件，這套裝置在其余大部分時間內(nèi)將以另一種模式，即配置成為一臺靜止無功補償器運行．給735 kv輸電線路提供+250 Mvar／-125 Mvar的動態(tài)無功支持。實現(xiàn)這兩種模式轉(zhuǎn)換所需的時間不到1小時。
關(guān)鍵詞：高壓直流輸電；柔性交流輸電系統(tǒng)；靜止無功補償器；晶閘管控制電抗器；晶閘管投切電容器：冰暴
1998年1月，魁北克電網(wǎng)遭受異常大和持久的暴風(fēng)雪襲擊，相對于這種極端天氣事件造成如此程度的破壞，證明了輸電線路的脆弱性，為了持續(xù)性供電，魁北克公司決定提高位于結(jié)冰區(qū)域的變電站的輸送線路的安全，以確保至少有一輸送路線。
電力裝置要求能在735KV的線路上提供高電流，從而達(dá)到融冰的溫度。不同的數(shù)據(jù)顯示，Levis變電站所處的輸電線路是展開首次融冰試驗的最佳地點。因為連接Levis和Riviere-du-loup兩個變電站的564km的線路上有4條735kv的中心網(wǎng)絡(luò)和1條315kv雙回路可以用這種裝置除冰。
這是一個非常靈活的電力裝置，可作為高壓直流電融冰的靜止無功補償器成為了可能。除了大部分時間提供額外動態(tài)補償?shù)纳⒀b系統(tǒng)外，這中操作模式還有助于保持設(shè)備的有效性，從而確保其在有效的電動補償?shù)囊材芮械度诒哪Ｊ健Ｔ诜秶鸀?50 Mvar到-125 Mvar的功率補償裝置將允許轉(zhuǎn)換能力提高到通路的300Mv.但是，魁北克水電公司所要求的這種裝置現(xiàn)在在市面上還買不到而且有待研究。
1 技術(shù)解決方案
在融冰裝置趨近于主要設(shè)計參數(shù)的確定融冰裝置是除冰能力。換句話說,交流電壓的轉(zhuǎn)換器是由直流電壓時的最大的無功功率需求是由相同的方式運作。融冰裝置轉(zhuǎn)換器需交付7200直流電壓的最大±1740千伏直流給予的支持率為250兆瓦的環(huán)境溫度低于- 5℃,10%的連續(xù)負(fù)載電流(一)和7920除某些線,一個臨時過壓±20.8千伏直流是必需的。
設(shè)備由兩個轉(zhuǎn)換器和直流邊并聯(lián)在一起。這樣的額定電流變換器3600直流變流器及兩者連接在43千伏有效值的交流,后者學(xué)報連接轉(zhuǎn)換器,以前有一個繞組的系統(tǒng),在43千伏轉(zhuǎn)換器是連接在6脈沖配置。在短暫的融冰線,在低電壓轉(zhuǎn)換器運營,他們一起工作,所以不尋常的發(fā)射角度共計330 Mvar反應(yīng)的支持已經(jīng)被提供滿足系統(tǒng)的無功功率范圍
指定的動態(tài)范圍為靜止無功補償器是+225Mvar /-115Mvar結(jié)果在標(biāo)稱對象310千伏特的電壓融冰裝置。利用作為一個靜止無功補償器可以在一個號碼的方式解釋,在常規(guī)操作,轉(zhuǎn)換器是一個背靠背的配置或短暫吸收一些無功功率產(chǎn)生的諧波過濾器,這導(dǎo)致高虧損,因為轉(zhuǎn)換器是運行于發(fā)射角度給予高損耗和電路可以包括直流電抗器,增加了損失。
自從資金的損失為代表的范圍±75 Mvar相當(dāng)比例的總成本,一種全新的方式配置融冰電路作為一個靜止無功補償器孕育。部分的轉(zhuǎn)換器閥放置作為一個單元,通過連接兩個模塊的每一階段的四個在轉(zhuǎn)爐的逆平行結(jié)構(gòu),剩下的一半給雙向條件的轉(zhuǎn)換器是外部阻塞和接地端和第二轉(zhuǎn)換器的閥門。晶閘管控制電抗器斷開連接在一起,兩臺交流——反應(yīng)堆來形成一個單元,這是連接到一個20千伏特的母線。這是母線從三繞組變壓器下來。
減少設(shè)備總輸出無功功率. 靜止無功補償器的過濾器是由43kV公共除冰裝置.到20千伏特的汽車在靜止無功補償器模式。一些無功功率的支持對于模式的20kV總線連接的占有率。因此,在經(jīng)營范圍內(nèi)的損失是評價(靜止無功補償器)來減少晶閘管投切電容器被識別。
在融冰裝置中，轉(zhuǎn)換器和諧波過濾器是連接到43千伏總線和晶閘管投切電容器是連接到20個主要設(shè)備。在靜止無功補償器模式。一個諧波過濾器被連接到20千伏特的總線與變頻器在配置從一個模式則痛到另一個是由操作一系列切斷與自動控制,兩者在交流和直流后者允許這個過程要說明一小時,然而,只有幾分鐘的路程。
圖1 單線除冰簡圖
圖1顯示單一線圖表,減少無功功率電路產(chǎn)生的濾波器在靜止無功補償器模式之一,諧波濾波器高通連接轉(zhuǎn)換器總線.這些總線連接到43千伏公共融冰模式。所以濾波器,并在55Mvar 產(chǎn)生靜止無功補償器趨近于連接轉(zhuǎn)換器20千伏特的總線時,產(chǎn)生l2Mvar.在過濾的其他高通濾波連接到43千伏總線通過斷開,以致于靜止無功補償器模式是斷開連接。它是在融冰模式中.兩個切斷電路產(chǎn)生的變形和識別閥門的閥之間聯(lián)系的兩個不同的交流耦合反應(yīng)器中趨近于第二階段(靜止無功補償器轉(zhuǎn)換器是斷開的模式中。(靜止無功補償器)
2設(shè)計研究
在此過程中,大量的研究進(jìn)行了探討,主要類別下面。它應(yīng)該注意的是,不尋常的是,研究必須重復(fù)涵蓋了兩種模式,即靜止無功補償器模式和融冰裝置模式,并指定的性能要求,已經(jīng)成為了兩模式。
2.1主計劃參數(shù)
兩組進(jìn)行的研究,確定了項目的主要參數(shù)的形成融冰裝置.在一些案例中,兩種不同的級別被分配到相同的設(shè)備,使兩種環(huán)境溫度較高的最大值(+ 40℃)靜止無功補償器的方式比融冰裝置模式(+ 10℃)或在融冰裝置測試模式(+ 30℃)、AC耦合反應(yīng)堆被用作識別核反應(yīng)堆,所以他們的額定電壓靜止無功補償器模式必須既適用于模式。
2.3諧波濾波性能和評級
所產(chǎn)生的諧波電流變換器在融冰裝置模式是大于靜止無功補償器模式,這樣AC諧波過濾器必須滿足性能為最壞的情況下,結(jié)合當(dāng)代存在諧波的系統(tǒng)必須滿足直流諧波濾波器的性能,在不同的配置l3迥異的線路長度和阻抗。在一些病例中,融冰路線是在相同的走廊線在正常刷卡所以60赫茲感應(yīng)管委會接痕入直流電纜不得不考慮設(shè)計的直流濾波器
2.4絕緣配合
一個絕緣研究來確定絕緣的間隙和（材料、金屬等的）蠕變整個融冰裝置.為了迎合結(jié)冰條件、戶外設(shè)備應(yīng)用以增強BIL.指定和電氣間隙和爬電相配。
2.5的動態(tài)性能
大量的研究進(jìn)行了檢查有配偶的變化對步目標(biāo)(靜止無功補償器)電壓為一系列系統(tǒng)短路水平,保證指定的反應(yīng)速度是其特征算法進(jìn)行檢查,確保正確的斜坡是達(dá)到了5千1路總線,與電壓測量的行為的私立千伏總線控制進(jìn)行了欠電壓和過電壓。在融冰模式控制回路穩(wěn)定性檢查以及開關(guān),在正確的直流等級。晶閘管投切電容器
在缺乏偏差的操作要點超越極限,穩(wěn)定狀態(tài)的準(zhǔn)確性,所有I/ O.沒有冗余控制(轉(zhuǎn)換斷層活動),并沒有被控制系統(tǒng)設(shè)備被報道在電子干擾的環(huán)境測試。除了按照IEC的調(diào)查結(jié)果證實了對控制操作并不發(fā)生。沒有控制失敗是允許由于熱應(yīng)力或潮濕的環(huán)境中靜態(tài)和動態(tài)性能進(jìn)行了驗證第一個發(fā)展隔間連接到一個實時模擬位于廠商進(jìn)行控制系統(tǒng)執(zhí)行同樣的程序代碼作為真正控制系統(tǒng)/融冰裝置(靜止無功補償器)安裝包括識別和暗影/ 融冰裝置發(fā)射脈沖單位、2額外的硬件和軟件來模擬輸入所需的植物和模擬分站系統(tǒng)總線開關(guān)監(jiān)測。靜態(tài)和動態(tài)測試計劃包含下列事項:
1)靜態(tài)試驗
?順序控制與UCD
?融冰裝置?控制
控制回路
融冰特性(電壓、權(quán)力和電阻)。
萊恩轉(zhuǎn)換
?控制平穩(wěn),
VI曲線和無功電壓控制
功率控制
開環(huán)控制
萊恩轉(zhuǎn)換
特殊的控制功能(得到主管,電流限制器等)。
?諧波性能
?閥門的數(shù)據(jù)
?控制系統(tǒng)正常運作的缺點
?AC保護(hù)
?直流保護(hù)
2)動態(tài)試驗
?靜止無功補償器模式:小型和大型干擾
階躍響應(yīng)
融冰模式:在高階躍響應(yīng)和低電流
在融冰裝置?故障模式
?1階段。雙相及三個階段故障在靜止無功補償器模式
?響應(yīng)頻率變化在靜止無功補償器模式
?穩(wěn)定裕
加拿大魁北克水電局研究院決定購買額外的測試,便于控制復(fù)制品進(jìn)行模擬整個針對并行接收信號碼功率控制柜(如圖所示),選用含有的融冰裝置控制系統(tǒng)的一個弄的處理平臺,執(zhí)行相同的程序代碼作為真正靜止無功補償器 / 融冰裝置控制系統(tǒng)。
圖2 控制柜
提供額外的硬件和軟件來模擬輸入所需的植物,特別是系統(tǒng)總線現(xiàn)場維修用開關(guān)監(jiān)測。簡化為基礎(chǔ)電子(VBE的值處于閥門提供接口)系統(tǒng)的模擬TSC.和接口來模擬細(xì)胞/ 融冰裝置閥門。因為沒有數(shù)據(jù)流驗證是可能的,TCR.恒定的“閥門可以準(zhǔn)備信號提供應(yīng)用軟件。然而數(shù)據(jù)的“安全”和“閥門開始復(fù)蘇”進(jìn)行了實證分析。
最后確認(rèn)的愛爾蘭國立大學(xué)開發(fā)的魁北克電力于是在工廠試驗和愛爾蘭國立大學(xué)是復(fù)制品通過DNP3相連。
這些單位,座落在魁北克電力的研究所(IREQ),驗證的驗收測試程序和最后的保險,程序是安全的,而且可以適當(dāng)?shù)膹?fù)制品。和愛爾蘭國立大學(xué)將作為培訓(xùn)工具為外地技術(shù)員和操作員或確認(rèn)任何控制的變化,需要經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試。
任何增強,控制或改變控制策略的改進(jìn)和發(fā)展做出必要的工廠測試后都要后調(diào)試驗證之前的復(fù)制品,最終實現(xiàn)在真正的控制系統(tǒng),比如額外的保護(hù)的融冰裝置一直被認(rèn)為是為工廠測試后的影響線故障傳輸線。目前,依賴于這個位置的改變線斷層直流電阻線將detected.然后報警將會為新的保護(hù)酯,這些缺點以及其他錯誤。它是一種工具,可在調(diào)試期間來驗證額外的案例和其他意外發(fā)生時可能出現(xiàn)的
控制連接加拿大魁北克水電局研究院復(fù)制品的實時模擬(HYPERSIM),有的標(biāo)準(zhǔn)故障情況進(jìn)行了比較在工廠,以保證正常的實施。HYPERSIM模型的網(wǎng)絡(luò)元素是用Matlab實現(xiàn)模型,驗證了模型也證明了Matlab對比較有用的動力學(xué)行為。最終成為一個整體,這個安裝提供了機會去確認(rèn)重要的測試用例在兩個不同的模擬平臺
2.7控制和驗證的復(fù)制品,在融冰特定的測試方式尤其抽出調(diào)試測試計劃和準(zhǔn)備進(jìn)行調(diào)試。
1).打開電路測試模式,該模式為第一次加壓,往往再次修訂的保護(hù)作用的控制策略。
2).在當(dāng)前的控制;轉(zhuǎn)爐塊
3).旅行支票序列。
4).直流電壓測量的失敗。
5).交流電壓誤差(保險絲失敗)。
先前的研究已經(jīng)顯示,嚴(yán)重的過電壓條件可以出現(xiàn)上述2部件的變頻器在偏遠(yuǎn)的經(jīng)營模式。這些過電壓都被證實在模擬圖所示
圖3.過電壓仿真實例
第一個方法是減少這些過電壓能夠帶來的全部進(jìn)行識別提供了315千伏斷路器因此通往放電能量被困在過濾器或直流電纜。另外一個即將來臨的信號被要求從保護(hù)來開啟關(guān)閉序列即將開幕前融冰斷路器的問題變得更加復(fù)雜趨近于從主開關(guān)是由電纜連接喂食其他三個斷路。他打開這些交流斷路器的同樣也會導(dǎo)致過電壓的情況。因為這些斷路器的安排、復(fù)雜性和內(nèi)在延遲參與派遣即將來臨的信號從一個遙遠(yuǎn)的地方旅行,這種做法是不推薦使用。一個信號控制系統(tǒng)是當(dāng)?shù)販y試不同解決優(yōu)先。之后, 魁北克電力建議最好的融冰裝置被斷開系統(tǒng)是為了尋找一個特定的圖案315千伏汽車檢測出早期通知電流下依然保持高性能開關(guān)打開,在兩側(cè)的電纜和允許控制系統(tǒng)主要過電壓分?jǐn)偪刂菩袆又?OCCUL新的控制策略提出了切爾諾貝利序列和開發(fā)相應(yīng)的制造商和修改。過電壓序列或突然關(guān)閉期間的5千并不嚴(yán)重。然而,進(jìn)一步靜止無功補償器模式有助于確定適當(dāng)?shù)臅r機調(diào)查行動需要啟動即將在這個模式來防止流通的直流偏置電流在主開關(guān)。
進(jìn)一步的案件進(jìn)行漸進(jìn)式的加壓在準(zhǔn)備調(diào)試根據(jù)試驗計劃。這些測試顯示的可能性極小的狀態(tài),三過電壓5千1后立即開關(guān)控制行動之前加壓變得活躍。這種情況出現(xiàn)在調(diào)試。進(jìn)一步的研究成為必要的應(yīng)力集中在與評價。
上演的故障不能履行現(xiàn)場。一個測試已經(jīng)用來模擬故障饋線線路(設(shè)備)的條件下)和過壓輸入電壓的反應(yīng)和同步、變風(fēng)量測量裝置的目的是為了觀察的動態(tài)性能控制系統(tǒng)的動態(tài)性能,并回顧一下在各支路上的低電壓/過電壓控制策略。這次試驗是沒有任何風(fēng)險,因此建議來驗證程序和行為的模擬器以相同的設(shè)備在現(xiàn)場進(jìn)行測試。
3結(jié)論
獨特的和復(fù)雜的融冰裝置要求安裝要求的規(guī)劃、設(shè)計和模擬試驗,通過發(fā)展進(jìn)行了詳盡的測試和模擬水利工廠已經(jīng)顯示了融冰裝置應(yīng)當(dāng)履行的規(guī)格要求。
代表一個發(fā)展計劃只能是取得的出色的技術(shù)合作魁北克水力發(fā)電的工程師和項目實施期間,阿?，m重大技術(shù)挑戰(zhàn)克服。認(rèn)定作者欣然承認(rèn)的貢獻(xiàn)和支持魁北克電力與阿?，m輸配電部在出版的文章。
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2009年第3卷第1期 2009。V01．3，No．1 南方電網(wǎng)技術(shù) SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY 特約專稿 Featured Articles 文章編號：1674-0629(2009)01．0001．06 中圖分類號：TM755；TM714．3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 魁北克水電公司高壓電網(wǎng)L6vis變電站的融冰裝置★ Serge Jourden (阿?，m榆配電(中國)公司電力電子一高壓直流和柔性輸電，北京100020) 摘要：魁北克水電公司L6vis變電站的融冰裝置是一項獨特的研發(fā)成果。設(shè)計成可對輸電網(wǎng)提供兩種截然不同的功能。 在一種運行模式下，它是一臺HVDC整流器，給從這個變電站引出的735 kv和315 kV線路提供高達(dá)7 200A的直流電 以融掉這些線路上的覆冰。該融冰裝置產(chǎn)生的±17．4 kV直流電壓可在輸電線路不同相之間通過線路開關(guān)依次切換。畢 竟冰暴是偶發(fā)事件，這套裝置在其余大部分時間內(nèi)將以另一種模式，即配置成為一臺靜止無功補償器運行．給735 kv 輸電線路提供+250 Mvar／-125 Mvar的動態(tài)無功支持。實現(xiàn)這兩種模式轉(zhuǎn)換所需的時間不到1 h。 關(guān)鍵詞：高壓直流輸電；柔性交流輸電系統(tǒng)；靜止無功補償器；晶閘管控制電抗器；晶閘管投切電容器：冰暴 De—leer Installation at Lrvis Substation on Hydro Qurbec’s High Voltage System Serge Jourden (Power Electronics-HVDC調(diào)用外部TSP程序采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型對剩余網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行機電暫態(tài)仿真,從而實現(xiàn)對全網(wǎng)的混合數(shù)字仿真.在全圖形化界面下構(gòu)造仿真 系統(tǒng)而不用編制大量程序代碼,從而使仿真過程大大簡化.這種方法具有通用性,可以推廣到高壓直流輸電(HVDC)及其他FACTS的仿真.以含靜止無功補償器 (SVC)的IEEE三機九節(jié)點系統(tǒng)為算例,通過與EMTP的仿真結(jié)果比較,驗證了本文提出的混合仿真算法精確地反映了SVC經(jīng)受系統(tǒng)擾動后的動態(tài)電壓電流特性. 4.學(xué)位論文 吳起 用SVC和TCSC提高交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制方法研究 2007 隨著直流輸電的競爭力日益提升并發(fā)展到今天，高壓直流輸電已愈來愈多地應(yīng)用在世界各大電力系統(tǒng)中，僅我國就建成多條交直流并聯(lián)輸電線路。 直流輸電具有諸多優(yōu)勢，但是由于交直流系統(tǒng)運行特性及交直相互影響比較復(fù)雜，因此給系統(tǒng)穩(wěn)定帶來新的問題。 直流系統(tǒng)換流站在運行中需要 消耗大量的無功，使得兩端交流系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定問題日益重要；當(dāng)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的干擾或故障時，系統(tǒng)的穩(wěn)定問題也面臨嚴(yán)峻考驗。因此研究提高交直 流并聯(lián)輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法和措施是當(dāng)前電力系統(tǒng)的重要課題之一。 柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)技術(shù)在電力系統(tǒng)中有著廣闊的應(yīng)用前景，是近年 來電力系統(tǒng)研究的前沿課題之一。靜止無功補償器(SVC)和可控串聯(lián)補償器(TCSC)是FACTS家族的重要成員，是提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的有力工具。因此 ，研究把SVC和TCSC應(yīng)用于交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)具有重要的理論意義和實用價值。 本文根據(jù)系統(tǒng)運行特點分析了交直流并聯(lián)系統(tǒng)的相互影響特性 ，指出系統(tǒng)面臨的問題及解決問題的方向?；赟VC和TCSC的工作原理及數(shù)學(xué)模型，研究了把SVC和TCSC應(yīng)用到交直流系統(tǒng)的控制方法。 SVC是電力 系統(tǒng)無功補償?shù)闹匾b置，當(dāng)其采用純電壓型非線性控制時，具有很快的響應(yīng)速度和很強的調(diào)節(jié)能力，可在并聯(lián)系統(tǒng)運行過程中根據(jù)無功的變化情況快 速發(fā)出或吸收無功，從而提高電壓穩(wěn)定性。 TCSC是電力系統(tǒng)中重要的串聯(lián)補償裝置，根據(jù)控制方式的不同，起到多種穩(wěn)定控制作用。在交直流并 聯(lián)輸電系統(tǒng)中，采用合適的控制策略，靈活地改變TCSC的有效電抗值，可增加交流線路的輸送能力，提高系統(tǒng)的功角和電壓穩(wěn)定性。 論文建立了 典型的交直流并聯(lián)輸電系統(tǒng)仿真模型，設(shè)置兩種不同強度的系統(tǒng)，對系統(tǒng)在典型大干擾(負(fù)荷劇增、直流閉鎖、交流斷線等)下的動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行仿真。針 對每種大干擾，分別對只投入SVC或TCSC(TCSC采用補償度不同的固定補償或其它補償方式)，以及同時投入SVC和TCSC后，系統(tǒng)電壓或頻率等的變化情況 進(jìn)行仿真并分析，結(jié)果證明了SVC和TCSC對系統(tǒng)穩(wěn)定控制的有效性和可行性。 5.期刊論文 王康.金宇清.甘德強.鞠平.石立寶.倪以信.WANG Kang.JIN Yuqing.GAN Deqiang.JU Ping.SHI Libao. NI Yixin 電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定分析與控制綜述 -電力自動化設(shè)備2009,29(5) 針對互聯(lián)電網(wǎng)形成后越來越突出的低頻振蕩問題,綜述了電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的分析和控制方法.首先推導(dǎo)了用于小信號穩(wěn)定性分析的數(shù)學(xué)模型及 基于該模型的特征值分析方法,求取主特征值是優(yōu)化此類方法的趨勢;然后介紹了幾種近年來出現(xiàn)的新方法和仿真軟件,PSS/E由于其強大的功能將成為應(yīng) 用的主流;探討了影響小信號穩(wěn)定性的各種因素和穩(wěn)定域的估計等問題,對穩(wěn)定域的解析性刻畫是今后研究的熱點;指出了提高小信號穩(wěn)定性的措施和控制 策略,簡單介紹了PSS、FACTS和HVDC用于該領(lǐng)域的可行性及其控制器的設(shè)計方法,廣域測量系統(tǒng)的出現(xiàn)將為上述工具的應(yīng)用提供新的思路和實現(xiàn)手段;最后 對該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和前沿的研究課題進(jìn)行了展望. 6.期刊論文 常勇.徐政.王超.CHANG Yong.XU Zheng.WANG Chao 基于Matlab的電力系統(tǒng)分析工具包PSAT及其有效性 檢驗 -電力自動化設(shè)備2007,27(7) 介紹了一種新穎的基于Matlab數(shù)學(xué)語言編寫的電力系統(tǒng)分析軟件包PSAT,詳述了該軟件包源代碼開放的特點,介紹了PSAT比較全面的模型庫,主要包括 :電機、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)、調(diào)速器、柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)、高壓直流輸電系統(tǒng)(HVDC)、分布式發(fā)電系統(tǒng)等.PSAT功能豐富,目前可完成潮流計算 、連續(xù)潮流、小信號穩(wěn)定分析、動態(tài)時域仿真及相量測量單元(PMU)配置等方面的分析和研究.通過對同一個典型算例進(jìn)行時域仿真和特征值分析,將 PSAT與商業(yè)軟件PSS/E進(jìn)行了分析對比,結(jié)果表明該軟件包的計算結(jié)果具有一定精度. 7.學(xué)位論文 鄂志君 基于PSCAD/EMTDC的電力系統(tǒng)機電暫態(tài)與電磁暫態(tài)混合仿真 2005 近幾年，隨著現(xiàn)代電力電子學(xué)的迅速發(fā)展，各種電力電子設(shè)備如高壓直流輸電系統(tǒng)HVDC(HighVoltageDirectCurrentSystems)和柔性交流輸電系統(tǒng) FACTS(FlexibleACTransmissionSystems)裝置不斷引入電力系統(tǒng)。這些設(shè)備使電網(wǎng)的運行控制變得更加復(fù)雜，為了提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析水平，有必要 對包含這些設(shè)備的電力系統(tǒng)進(jìn)行有效的數(shù)字仿真。 HVDC和FACTS設(shè)備對系統(tǒng)擾動具有快速響應(yīng)能力，機電暫態(tài)仿真程序 TSP(TransientStabilityProgram)對HVDC和FACTS裝置采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型，因而不能仿真器件接口或內(nèi)部的瞬變電壓電流響應(yīng)。而電磁暫態(tài)仿真程序 EMTP(ElectromagneticTransientProgram)能精確地模擬復(fù)雜電力系統(tǒng)中的HVDC和FACTS等電力電子設(shè)備的暫態(tài)特性。但是受計算機計算和存儲能力的限 制，即使采用并行算法也難以對大型電力系統(tǒng)進(jìn)行全網(wǎng)電磁暫態(tài)仿真。一般需要進(jìn)行系統(tǒng)等值化簡，因此不能反映系統(tǒng)機電暫態(tài)過程對電磁暫態(tài)過程的 影響。為彌補上述兩方面的不足，機電暫態(tài)與電磁暫態(tài)混合仿真算法對電力電子裝置使用電磁暫態(tài)模型進(jìn)行電磁暫態(tài)仿真，對剩余網(wǎng)絡(luò)采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型 進(jìn)行機電暫態(tài)仿真?；旌戏抡嫠惴瓤梢跃_地反映非線性電力電子器件的動態(tài)特性，又具有較高的仿真效率。但目前的混合仿真算法都需要在程序中 建立HVDC或FACTS器件及其控制器的電磁暫態(tài)模型，并編制大量的仿真程序模擬器件內(nèi)部復(fù)雜的電磁暫態(tài)過程，不同的器件、不同的控制策略需要編制不 同的程序，缺乏靈活性、通用性。 針對目前混合仿真方法存在的問題，本文介紹的混合仿真算法將TSP程序嵌入商業(yè)軟件PSCAD/EMTDC主程序中 ，利用EMTDC仿真軟件自帶的元件搭建FACTS元件及其控制器模型，并對其進(jìn)行精確的電磁暫態(tài)仿真，調(diào)用外部TSP程序采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型對剩余網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行機 電暫態(tài)仿真，從而實現(xiàn)對全網(wǎng)的混合數(shù)字仿真。該方法在全圖形化界面下構(gòu)造仿真系統(tǒng)而不用編制電磁暫態(tài)仿真代碼，從而使仿真過程簡化。并且具有 一定的通用性，可以推廣到HVDC及其它電力電子器件的仿真，能夠彌補現(xiàn)有混合仿真方法的不足。本文以裝有靜止無功補償器 SVC(StaticVarCompensator)的IEEE三機九節(jié)點系統(tǒng)為算例，通過與商業(yè)軟件EMTP的仿真結(jié)果比較，驗證了本文提出的混合仿真算法能精確地模擬SVC在 系統(tǒng)經(jīng)受擾動后的動態(tài)電壓、電流特性。 本文鏈接： 下載時間：2010年4月25日 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院
畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書
論文（設(shè)計）題目： 輸電線路除冰機器人除冰機構(gòu)設(shè)計
學(xué)號： 2006183834 姓名： 歐陽武 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
指導(dǎo)教師： 張高峰 系主任：
一、主要內(nèi)容及基本要求
2008年湖南冰災(zāi)的形成原因，除冰機器人的國內(nèi)外發(fā)展情況和程度，對輸電線路覆冰產(chǎn)生的負(fù)面效果的研究，對國內(nèi)外除冰方式的分析，對國內(nèi)相關(guān)專利的檢索并綜合分析，設(shè)計出新的除冰機構(gòu)。
二、重點研究的問題
通過除冰機構(gòu)的改進(jìn)，使除冰效率提升，是除冰機器人更加安全和實用。
三、進(jìn)度安排
序號
各階段完成的內(nèi)容
完成時間
1
2008年湖南冰災(zāi)形成的原因，除冰機器人國內(nèi)外發(fā)展情況和程度
2010-3-20
2
對輸電線路覆冰產(chǎn)生的負(fù)面效果的研究，對國內(nèi)外除冰方式的分析
2010-4-9
3
對國內(nèi)外除冰方式的分析，對國內(nèi)相關(guān)專利的檢索并綜合分析
2010-4-25
4
設(shè)計新的除冰機構(gòu)
2010-5-20
5
繪制除冰機構(gòu)圖紙
2010-5-31
6
編寫說明書
2010-6-3
7
答辯
2010-6-7
四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)
［1］張屹，邵威，高虹亮，羅成. 高壓輸電線路除冰機器人的機構(gòu)設(shè)計[J].三學(xué)大學(xué)學(xué)報，2008.12，Vol.30 No.6：P69-72
［2］濮良貴，紀(jì)名剛. 機械設(shè)計[M]. 北京:高等教育出版社，2002.
［3］蔣正龍，陸佳政，雷紅才，黃福勇. 湖南2008年冰災(zāi)引起的倒塔原因分析[J].高電壓技術(shù)，2008.11，Vol.34 No.11：P2468-2474
［4］Serge Jourden. De—leer Installation at Lrvis Substation on Hydro Qurbec’s High Voltage System[J].SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY，20099，Vol.3 No.1：P1-6 ［5］高虹亮，孟遂民，羅成，馬小強.架空輸電線路除冰機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].電力建設(shè)，2009.3，Vol.30 No.3：P93-96
［6］甘辰予，陳勁生.LEGO 智能除冰機器人的設(shè)計[J].大眾科技，2009.10，No.10.
［7］楊振宇，范建中. 輸電線路抗冰技術(shù)新進(jìn)展[J].2009輸配電及電力系統(tǒng)論文集，2009.No5.
湘潭大學(xué)興湘學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計說明書
題 目： 輸電線路除冰機器人除冰機構(gòu)設(shè)計
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué) 號： 2006183834
姓 名： 歐陽武
指導(dǎo)教師： 張高峰
完成日期： 2010-6-3
湘 潭 大 學(xué)
興湘學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
題 目
輸電線路除冰機器人除冰機構(gòu)設(shè)計
姓 名
歐陽武
學(xué)號
2006183834
專 業(yè)
機械設(shè)計者及其自動化
班級
一班
指導(dǎo)教師
張高峰
職稱
副教授
填寫時間
2010年 4月 24日
2010年4月
說 明
1．根據(jù)湘潭大學(xué)《畢業(yè)設(shè)計(論文)工作管理規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫《畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告》，由指導(dǎo)教師簽署意見，系主任批準(zhǔn)后實施。
2．開題報告是畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學(xué)生應(yīng)當(dāng)在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，開題報告不合格者不得參加答辯。
3．畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認(rèn)真填寫。其中的文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。
4．本報告中，由學(xué)生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，應(yīng)不少于2000字。
5．開題報告檢查原則上在第2～4周完成，各系完成畢業(yè)設(shè)計開題檢查后，應(yīng)寫一份開題情況總結(jié)報告。
6. 填寫說明：
(1) 課題性質(zhì)：可填寫A．工程設(shè)計；B．論文；C. 工程技術(shù)研究；E.其它。
(2) 課題來源：可填寫A．自然科學(xué)基金與部、省、市級以上科研課題；B．企、事業(yè)單位委托課題；C．校級基金課題；D．自擬課題。
(3) 除自擬課題外，其它課題必須要填寫課題的名稱。
(4) 參考文獻(xiàn)不能少于10篇。
(5) 填寫內(nèi)容的字體大小為小四，表格所留空不夠可增頁。 本科畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
學(xué)生姓名
歐陽武
學(xué) 號
2006183834
專 業(yè)
機械設(shè)計者及其自動化
指導(dǎo)教師
張高峰
職 稱
副教授
所在系
興湘學(xué)院
課題來源
D
課題性質(zhì)
A
課題名稱
輸電線路除冰機器人除冰機構(gòu)設(shè)計
一、選題的依據(jù)、課題的意義及國內(nèi)外基本研究情況
隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，超高壓大容量輸電線路越建越多，線路走廊穿越的地理環(huán)境更加復(fù)雜，如經(jīng)過大面積的水庫、湖泊和崇山峻嶺，給線路維護(hù)帶來很多困難．而且在嚴(yán)冬及初春季節(jié)，我國云貴高原、川陜一帶及兩湖地區(qū)常出現(xiàn)霧凇和雨凇現(xiàn)象，造成架空輸電線路覆冰，使線路舞動、閃絡(luò)、燒傷，甚至斷線倒桿，使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)遭到破壞，安全運行受到嚴(yán)重威脅．在緊急情況下，尋道員用帶電操作桿或其它類似的絕緣棒只能為很少的一部分覆冰線路除冰，人工除冰有很高的危險性。
在國外，一些國家的地理與氣候情況與我國相似，甚至一些國家的情況更加惡劣，為了保證電力系統(tǒng)的可靠性，提高高壓輸電線除冰的效率，減少損失，維護(hù)工人的安全，開發(fā)一種可以替代或部分替代工人進(jìn)行除冰作業(yè)的新型設(shè)備一直是國內(nèi)外相關(guān)研究的熱點．因此，研制安全有效的除冰機械以代替人進(jìn)行導(dǎo)線除冰具有較好的應(yīng)用前景和實用意義。
二、研究內(nèi)容、預(yù)計達(dá)到的目標(biāo)、關(guān)鍵理論和技術(shù)、技術(shù)指標(biāo)、完成課題的方案
和主要措施
2008年湖南冰災(zāi)的形成原因，除冰機器人的國內(nèi)外發(fā)展情況和程度，對輸電線路覆冰產(chǎn)生的負(fù)面效果的研究，對國內(nèi)外除冰方式的分析，對國內(nèi)相關(guān)專利的檢索并綜合分析，設(shè)計出新的除冰機構(gòu)。
其關(guān)鍵技術(shù)由國家863計劃的巡線機器人做動力，行走，越障和控制方面為設(shè)計的基礎(chǔ)，再由湖南大學(xué)2009年的除冰機器人各個除冰專利為參考，還加上08年后各個期刊雜志上的除冰方法和機構(gòu)設(shè)計為支持，完成自己的設(shè)計。
通過對覆冰原理和輸電線路參數(shù)的分析得出最大覆冰限度20cm時進(jìn)行除冰，然后對除冰機構(gòu)的高效組合的形式進(jìn)行匹配性的討論，最后得出新的除冰機構(gòu)的設(shè)計。
三、主要特色及工作進(jìn)度
工作進(jìn)度：
第4周：2008年湖南冰災(zāi)形成的原因，除冰機器人國內(nèi)外發(fā)展情況和程度
第5周：對輸電線路覆冰產(chǎn)生的負(fù)面效果的研究
第5周：對國內(nèi)外除冰方式的分析
第6周~第9周：對國內(nèi)外除冰方式的分析，對國內(nèi)相關(guān)專利的檢索并綜合分析
第10周~第12周: 設(shè)計新的除冰機構(gòu)，繪制除冰機構(gòu)圖紙
第13周: 編寫設(shè)計說明書、翻譯英文資料
第14周: 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯
主要特色：
通過除冰機構(gòu)的改進(jìn)，使除冰效率提升，是除冰機器人更加安全和實用,并提出微波融冰技術(shù)和機械除冰復(fù)合除冰的高效除冰方式。
四、主要參考文獻(xiàn)（按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出）
［1］張屹，邵威，高虹亮，羅成. 高壓輸電線路除冰機器人的機構(gòu)設(shè)計[J].三學(xué)大學(xué)學(xué)報，2008.12，Vol.30 No.6：P69-72
［2］濮良貴，紀(jì)名剛. 機械設(shè)計[M]. 北京:高等教育出版社，2002.
［3］蔣正龍，陸佳政，雷紅才，黃福勇. 湖南2008年冰災(zāi)引起的倒塔原因分析[J].高電壓技術(shù)，2008.11，Vol.34 No.11：P2468-2474
［4］Serge Jourden. De—leer Installation at Lrvis Substation on Hydro Qurbec’s High Voltage System[J].SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY，20099，Vol.3 No.1：P1-6
［5］高虹亮，孟遂民，羅成，馬小強.架空輸電線路除冰機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].電力建設(shè)，2009.3，Vol.30 No.3：P93-96
［6］甘辰予，陳勁生.LEGO 智能除冰機器人的設(shè)計[J].大眾科技，2009.10，No.10.
［7］楊振宇，范建中. 輸電線路抗冰技術(shù)新進(jìn)展[J].2009輸配電及電力系統(tǒng)論文集，2009.No5.
指導(dǎo)教師
意 見
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
系意見
系主任簽名：
年 月 日
院意見
教學(xué)院長簽名：
年 月 日
輸電線路除冰機器人除冰機構(gòu)設(shè)計
摘要 分析湖南2008年冰災(zāi)引起的倒塔原因，現(xiàn)場調(diào)查了2008年湖南冰災(zāi)期間≥220 kV輸電線路的受損情況，發(fā)現(xiàn)倒塔線路覆冰厚度主要集中在20～60 mm，同時微地形和微氣象造成覆冰加重和覆冰的不均勻性，檔距、塔形等對線路倒塔也存在影響。分析倒桿斷線的形式認(rèn)為覆冰太厚超過設(shè)計值，垂直荷載壓垮和不平衡張力拉垮是造成線路倒塔的原因. 從而制造輸電線路上的除冰機器人成為必要，由國家863計劃和08年后的除冰機器人的研究和綜合分析，設(shè)計一個由各個選用模塊組成的高效除冰機器人。
關(guān)鍵詞 巡線機器人 除冰機器人 除冰機構(gòu) 除冰方法 冰災(zāi)
Mechanical Design of a Robot for Deicing Transmission Lines
Abstract The damage of the transmission lines in Hunan during the 2008 ice storm is surveyed and the main causes for the tower collapses and line failures are analyzed．It is found that the ice accretion thickness on the failed Iines mostly falls in the range of 20～60mm which is well beyond the designed standard．In addition，the situation may be worsened by the nonhomogeneity of the ice accretion due to microtopography and micrometeorology conditions，spandistance，and the imbalanced tension caused by vertical load。Thus the ice on the transmission in manufacturing, it becomes necessary to design a comprehensive analysis of each choose modules of efficient deicing robot by national 863 plan and 8 years of study and the deicing robot.
Key words line patrol robot deicing robot deicing institutions deicing method Ice plagues
II