分布特性

针对谐振接地系统单相接地故障特征微弱，基于故障特征的选线方法灵敏度和可靠性降低的问题，提出一种主动注入信号辨识的故障选线方法。首先，推导了注入电流受线路对地导纳影响下的分布特性，利用此分布特性构造选线判据。然后，从不同角度分析了注入信号对系统运行的影响，选择适宜参数的注入信号。考虑降低注入频率能够提高主动注入式选线方法的耐过渡电阻能力，故选择注入低频信号。测量注入信号后各条馈线的零序电流，选择稳态零序电流时间窗，利用Prony算法辨识各条线路零序电流中25 Hz电流幅值完成故障选线。最后，Pscad仿真和现场实测波形验证结果表明，该方法在不同故障场景下均能准确实现故障选线，且具有良好的耐过渡电阻能力。

针对大型电力变压器和油纸绝缘套管受潮缺陷导致的绝缘性能下降问题，本项日系统梳理总结变压器油纸绝缘套管典型缺陷，仿真分析不同缺陷类型的电场分布特性，建立油纸绝缘套管复合工况试验平台，试验研究油纸绝缘套管典型缺陷劣化机理及关键特征量，提出基于DS等特征量的油纸套管受潮检测方法，并在全网范围推广应用；项目通过建立大型变压器外部大气水分、器身内部气相及固体绝缘中水分交互扩散、迁移的微观动力学模型，揭示了大型变压器充气状态下绝缘受潮与水分动态平衡机理，研发适于大型变压器绝缘受潮现场干燥的低频短路加热与移动气相干燥装置，提出了变压器现场绝缘干燥技术作业规范，解决了大容量变压器绝缘老化受潮后绝缘现场干燥难题。项日研究成果作为南方电网500kVG0E型主变套管重大隐患排查治理工作的主要依据，2017年至2018年，成功应用于全网范围内197支G0E型油纸绝缘套管的FDS普测分析工作，其中，有效检测出绝缘缺陷套管5支，缺陷检测准确率达100%。 项目提出的大型变压器现场绝缘恢复技术的工艺流程成果在多个直流工程中获得应用，在从西、贺州、普洱、东方4座变电站共14台变压器的现场绝缘状态评估及绝缘恢复工作取得良好效果。 项目研究成果有效降低变压器、套管绝缘失效带来的系统运行风险，提高了南方电网主网的安全稳定运行水平，对提高系统可靠性具有突出工程价值，对全网五省区生产、商业用电和居民生活用电起到保障作用，具有十分重要的社会效益。解决了大容量换流变压器运输、贮存受潮后绝缘现场恢复难题。

不同电压等级的输电线路均依据同样的舞动区域分布图开展规划设计和防舞改造，导致不同电压等级线路的重要性难以体现。因此，有必要绘制具有不同重现期的舞动区域分布图。 根据2010年一月至2020年十二月的气象数据，我们可以计算出每个台站的舞动日数。然后，可以得到每个冬季的持续舞动日数。极值I型分布用来计算每个台站特定重现期的舞动日数。利用汇绘图软件内置的克里格插值方法可以得到特定重现期舞动区域分布图。 建议10千伏~35千伏, 110千伏~330千伏, 500千伏~750千伏, ±800千伏~±1100千伏的架空输电线路分别采用15a, 30a, 50a, and 100a 舞动区域分布图。通过使用上述舞动区域分布图，在设计阶段，不同电压等级线路的重要性差异可以被充分考虑。

新能源具有分布特性，使得新型电力系统易发生近电源故障，导致三相不对称，对逆变型电源的影响难以忽略。逆变型电源的传统正序模型只能对称地输出无功补偿，无法正确地计算新型电力系统的近电源不对称故障。基于此，首先指出现有低压穿越规范在三相不对称时存在的问题，并对其进行改进和完善，采用相电压指标设计了一套不对称低压穿越规范。然后，建立了逆变型电源的通用故障计算模型，并分别分析了其接入大电流和小电流接地系统时的等效方法，通过对单电源系统的仿真来验证模型的有效性。最后，提出了新型电力系统的相分量故障计算方法，推导了各故障类型和逆变型电源模型的代入计算方法。并通过算例验证了所提算法的正确性。

随着风电、光伏等新能源以及高铁、城市轨道交通等非线性用户大规模入网，电力电子化新型电力系统中，谐波源分布广泛，谐波含量增加，谐波发射呈现高频次、宽频域、广分布特性，谐波源与背景谐波耦合交互，且背景谐波不可直接量测。

随着电网规模的持续增大，因异物导致的输电线路跳闸故障呈居高不下的态势，部分异物故障甚至造成输电线路 停运，造成重大经济损失。110kV及以下线路因绝缘等级相对不是很高，更容易发生异物故障，本文提出了一种复合绝缘子 与玻璃绝缘子混连来抑制异物故障的措施，以110kV输电线路为研究对象，搭建了三维仿真模型，首先分析了混连前后对复 合绝缘子运行的影响，以此为基础，分析了混连前后异物存在情况下电场及电位分布特性。研究表明，混连运行方式改善 了复合绝缘子电场分布，并且由于绝缘子两端均压环电位差减小，大幅降低了异物故障发生的可能性。

新能源场站等值建模是高比例新能源电力系统仿真分析的基础，对于电网不同工况与故障，新能源场站内部电压分布情况不同，导致部分新能源机组进入低电压穿越。针对不同机组状态下新能源场站等值建模困难的问题，提出基于电压与功率分布特性的新能源场站等值建模方法。首先，以新能源场站一般结构为基础提出基于道路矩阵的场站拓扑结构表示方法与复杂集电线路拓扑转换方法。其次，提出基于系统道路矩阵的故障期间新能源机组机端电压计算方法，分析了单元变压器挡位对新能源机组进入低电压穿越状态的影响。最后，提出保留电压分布特性的集电线路等值方法，形成基于电压与功率分布特性的新能源场站等值建模方法。并在PSASP中采用10机新能源场站与实际光伏电站算例验证了所提拓扑转化方法与等值建模方法的准确性。

本文综合分析了云南高原地区，输电线路覆冰分布特点、类型、特性等要素；借鉴国内外覆冰模型的研究成 果, 提出较为适合研究云南区域的覆冰新模型。并利用气象数据、历史覆冰记录和实地调研资料等。对提出的新模型 加以修正，并掌握了云南高原地区输电线路典型覆冰的形成规律，通过在新建500kV德茂～金官线路工程可行性研究阶 段野外现场踏勘线路路径进行验证，显著提高了工作效率及工程质量。通过提出的典型覆冰模型，初步掌握了云南低 纬高原地区输电线路典型覆冰的形成规律，同时为云南地区冰区分布图的绘制提供基础数据和模型支撑，增加了现场 应用“实用性”。

输电线路的无线电干扰主要是由导线、绝缘子和线路金具等电晕放电产生。为了深入研究无线电对架空输电线路的影响，本文结合输电线路电晕产生的无线电干扰的频谱特性、横向衰减特性和统计分布特性，指出增加导线分裂数对减少无线电干扰效果非常明显。

合环电流评估技术对于配电网馈线合环转供电操作具有重要意义，为了提高主动配电网馈线合环电流计算的准确性，文中从融入源荷数据分布特性及预测的角度，提出基于双重K2算法和概率潮流(double K2 algorithm and probability load flow，DK2-PLF)的主动配电网馈线合环电流评估方法。首先，采用基于DK2算法的贝叶斯网络描述源荷相关性样本；其次，利用Cholesky分解方法处理获得的源荷相关性样本，以半不变量法计算主动配电网馈线合环电流的累积概率分布；然后，对主动配电网馈线合环电流从合环成功率和越限程度两方面进行安全性评估；最后，以贵州某城市为算例，对10 kV配电网系统开展馈线合环电流评估研究。得出以下结论：一是从概率密度、累积分布、最大误差三方面比较，相比于K2算法，DK2算法源荷预测值的概率密度、累积分布误差较小，验证了DK2算法的优越性；二是从累积分布、最大误差两方面比较，采用Cholesky分解的半不变量法对比未采用Cholesky分解的半不变量法、蒙特卡洛法，其累积分布误差较小，采用Cholesky分解的半不变量法满足主动配电网馈线合环电流评估要求；三是从合环成功率、合环越限程度两方面比较，采用半不变量法计算的合环电流安全性指标结果与仿真结果偏差在电网经验误差5%范围内，说明基于DK2-PLF的主动配电网馈线合环电流评估方法可为合环辅助决策提供参考。