系统仿真技术发展现状

系统仿真技术发展现状（精选6篇）

系统仿真技术发展现状 第1篇

电力系统继电保护技术的现状与发展继电保护发展现状

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。

建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有，在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术［1］，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

自50年代末，晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500 kV线路上［2］，结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。

在此期间，从70年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用［3］，天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。

我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究［4］，高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用［5］，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定，投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护，西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

系统仿真技术发展现状 第2篇

0 引言

随着化石能源逐渐枯竭，发展利用清洁能源和可再生能源成为世界各国的必然选择，也是新能源变革的主要内容。中国新能源变革的目标可以归纳为：以可再生能源逐步替代化石能源，提高化石能源的清洁高效利用水平，实现可再生能源(水能、风能、太阳能、地热能、生物质能)和核能利用在一次能源消耗占较大份额。在新能源变革形势下，电网的使命也将发生变化，智能电网是适应新能源变革和承担电网新使命的新一代电网。

中国自 21 世纪初就提出了建设特高压电网的设想，并逐步加以实施，近两年根据国际电力系统发展的最新动向，又进一步提出了建设智能电网的宏伟蓝图。中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节的现代电网。与此同时，随着电网规模的不断扩大，新能源、新设备的不断加入，当今电力系统已经日益变得复杂，这使得运行人员更加难于对其进行监视、分析和控制。近些年，国内外不断发生大规模的停电事故，这些事故都造成了很大的经济损失和社会影响，不断地为人们敲响警钟，也给电网的安全稳定运行提出了更高的要求。

在上述的大停电事故中，电力系统从第一次元件故障，到整个系统崩溃，一般会有一个较长的过程，如果这期间运行人员能够进行正确的处理，大停电是可以避免的。换言之，电网缺乏有效的在线监测和预警系统，不能及时掌握实时电网稳定情况并采取有效的控制措施是导致大停电事故发生的重要原因。

电力系统仿真分析是电力系统规划设计和调度运行的基础，涵盖的范围非常广泛，包括从稳态分析、动态分析到暂态分析的各个方面。根据实时电力系统动态过程响应时间与系统仿真时间的关系，可分为非实时仿真和实时仿真；根据仿真的数据来源，又可分为离线仿真、在线仿真。其中在线仿真是实现在线预警和决策支持的必要手段。

电力系统仿真分析涵盖电力系统、数学、计算机、通信等多学科技术领域，面对智能电网建设提出的要求，需要不断地引入先进的计算机和通信技术以及数学方法等，推动仿真分析技术在仿真的准确性、快速性、灵活性等方面的发展。

具体体现在以下几个方面：

1）可实现更大规模电网的仿真计算，同时仿真数据的粗细程度可根据需要自动调整。

2）仿真计算应具有更快的速度及更高的准 确性。

3）仿真计算应具备更多的功能，并与环境、经济等相关领域相结合。4）仿真建模应具备更大的灵活性，以适应智能电网中层出不穷的新元件、新设备建模的需要。

5）需加强对电力系统智能建模方法的应用以及仿真结果的智能化分析。6）电网自愈对实时决策控制的要求。要求能实时跟踪评价电力系统行为，一旦发生故障，立即进行快速仿真并提供决策控制支持，防止大面积停电，并快速从紧急状态恢复到正常状态。

7）仿真试验应具备更大的灵活性。未来的仿真试验将可实现对多个异地试验设备的同步测试。

8）仿真计算应适应新的计算模式，如云计算、协同计算等。

9）可实现智能人机交互仿真，显著提高用户操作的便捷性和仿真系统的使用效率。

10）数据融合技术在仿真分析中应用，提高对仿真分析中对多源海量数据的整合能力。

本文将依据计算机、网络、通信等技术当前和未来可能的发展，探讨和预测新的先进计算技术(如云计算等)及其在电力系统仿真分析中的应用。发展现状

1.1 电力系统仿真分析技术概述

如图 1 所示，电力系统仿真分析技术可分为电力系统建模、电力系统数字仿真分析方法、电力系统在线仿真分析和电力系统实时仿真等4项技术，其中电力系统建模技术包括建模方法和模型研究技术，电力系统数字仿真分析方法主要指针对各类仿真应用的基础方法，后2种技术则分别针对在线应用和实时应用。其中先进计算技术包括计算机及网络、与电力系统仿真分析相关的计算数学和计算模式这3项技术。下文分别描述上述各项技术的发展现状。

图1 电力系统仿真分析和先进计算技术分类

2）相关计算数学。

与电网仿真分析相关的计算数学领域既有传统的数值计算方法，也包括新兴的人工智能、模糊数学和概率类等方法。

1.2 电力系统建模技术

1）建模方法。

目前，电力系统建模方法研究以机理分析法为主，结合统计学、运筹学及人工智能等理论，又发展了数据分析法、层次分析法、智能建模法等方法。作为机理分析法的重要补充，模型实测是指导建模、进行模型校验及修正的主要手段。目前，模型实测主要在发电机及其调节系统建模、负荷建模、新能源发电建模等方面有所应用。数据分析法主要用于建立电力系统可靠性分析模型及功率预测模型、电力市场分析模型等。层次分析法主要用于负荷预测建模等。

近年来，随着人工智能技术的发展，智能建模方法如专家系统法、神经网络系统法、模糊辨识法以及基于遗传算法的非线性系统辨识法等，在同步机建模、负荷建模、电网规划建模中得到应用。

电力系统模型参数的获取，主要采用取典型值和实际测量 2 种方法。2）模型研究。

①传统发输配用电系统模型

传统发电系统模型包括同步机、励磁系统、调速系统、电力系统稳定器(power system stabilizer，PSS)等模型，均较为成熟，全国范围内绝大部分机组励磁

系统和 PSS 模型已采用实测参数，调速系统模型实测工作正在开展。

交流输电系统模型以等效电路为基础，根据仿真要求的不同进行相应处理。直流输电系统模型包括主电路模型和控制系统模型，可分为机电暂态仿真模型和电磁暂态仿真模型，前者一般为准稳态模型。直流输电系统控制系统模型目前大都采用典型结构和参数，迫切需要建立与实际工程相一致的控制系统模型和参数。

②灵活交流输电元件模型、新型电力系统元件模型。

③新能源发电系统、分布式电源及微电网模型。3）建模技术中尚待解决的问题。

①电力系统模型的精确度有待进一步提高，特别是如何利用 WAMS、WASA 技术进行模型的校验与修正。

②风光发电系统、储能系统等各种新元件的模型有待进一步研究并实用化。

③智能建模方法有待进一步发展，或与传统方法相结合，提升模型的精确性和适应性。

④目前各类仿真软件中模型各自独立，重复建模工作时有发生，有待建立模块化、通用化、标准化程度较高的模型，实现模型的“即插即用”和共享。

1.3 电力系统数字仿真分析方法

电力系统数字仿真分析方法，包括稳态分析(潮流、网损分析、最优潮流、静态安全分析、谐波潮流)、动态和暂态分析(电磁暂态仿真、机电暂态仿真、中长期动态仿真、小干扰稳定计算、电压稳定计算等)等。电力系统潮流计算主要是非线性方程组求解问题，现有算法有牛顿–拉夫逊法、PQ 分解法、保留非线性潮流算法和最优因子法等。其中，牛顿–拉夫逊法因其具有较好的收敛性和较快的收敛速度，应用较为广泛。为提高潮流计算的收敛性，有时将 2 种方法相结合，如 PQ 分解转牛顿法。此外，还提出了潮流计算中的自动调整方法、适合实时计算的直流潮流算法、考虑不确定性因素的随机(概率)潮流方法、适合系统参数不对称情况的三相潮流算法，以及应用于电力系统电压稳定计算的多种病态潮流算法。

电力系统最优潮流计算实质是一个非线性规划问题，主要算法有线性规划法、牛顿法、内点法以及遗传算法、人工神经网络法等智能算法。其中内点法在可行域的内部寻优，收敛性好、收敛速度快，适用于大规模电网的优化计算。智能算法由于具有全局收敛性和擅长处理离散变量而日益得到重视，但还处在发展阶段。研究小扰动电压稳定问题的电力系统静态电压稳定计算方法常用的有奇异值分解法、灵敏度法、崩溃点法、非线性规划法、连续潮流法、非线性动力学方法等，其中连续潮流法应用较多。电压稳定的动态分析方法，包括小干扰分析法和对大扰动电压稳定的时域仿真分析法、能量函数法等。电力系统暂态稳定计算需要求解系统的网络方程和微分方程，一般采用数值积分方法交替迭代求解，有时也采用直接法，应用最多的直接法为扩展等面 积准则法。

电力系统小干扰稳定计算的主要方法有特征值分析法、小干扰频域响应分析、小干扰时域响应分析，其中特征值分析法应用最为广泛。

电力系统中长期动态过程仿真要计入在一般暂态稳定过程仿真中不考虑的电力系统长过程和慢速的动态特性，采用数值积分的方法，主要有隐式梯形积分法和 Gear 类方法，为避免计算时间过长，一般还采用自动变步长计算技术。电力系统电磁暂态仿真通常采用时域瞬时值计算，多采用隐式梯形积分法，计算规模一般不超过百余条母线，计算步长通常为 20~200

s。为提高仿真精度，有学者提出了电磁暂态与机电暂态混合仿真方法。近年来，随着分网并行算法的提出和电磁-机电接口的完善，混合仿真已实现了实用化。

综上，上述针对输电网的电力系统仿真分析方法都较为成熟，为提高仿真分析速度，近年来，并行和分布式计算方法逐渐在电力系统潮流计算、最优潮流、静态安全分析、电磁暂态仿真、机电暂态仿真、小干扰稳定计算等分析方法中得到应用。

1.4 电力系统在线仿真分析

随着电网大停电事故的不断发生，各国对电网安全愈加重视，电力系统在线仿真分析也成为了研究的重点。2005 年的调研报告表明，当时国际上已有 6 个电力系统在线软件生产厂家，可以提供不同程度的在线暂态稳定评估软件。

国内在智能电网建设的新环境下，为确保电 网安全稳定运行，建立和健全电网安全防御体系，中国电力科学研究院、国网电力科学研究院、清华大学等单位就在线仿真分析开展了研究与应用工作。

1.5 电力系统实时仿真

电力系统实时仿真的发展经历了从物理实时仿真、数模混合式实时仿真到全数字实时仿真的3个历史阶段。物理实时仿真由于其仿真规模不大和建模工作复杂，主要用于设备级的仿真和试验，如继电保护装置、安全自动装置、电力电子设备及新技术、新设备的基本原理验证和性能指标检验等。数模混合式实时仿真系统(如 HYPERSIM目前主要用于直流输电控制保护系统试验。RTDS等全数字实时仿真限于仿真算法和计算能力，只能进行小规模系统的实时仿真，主要用于继电保护装置、安全自动装置验证试验，近年来也有应用于电力电子设备验证试验、直流输电控制保护系统试验等方面，加拿大 Opal-RT 公司的 RT-LAB 全数字实时仿真软件在高频电力电子的精确仿真以及分布式并行计算等方面具有优良的性能；新近出现的全数字实时仿真装置 ADPSS，因其具有大电网实时仿真的能力，因此用途较为广泛。先进计算技术发展趋势 2.1 计算机及网络

未来的计算机和网络的发展趋势将是通信技术、网络与计算机技术的进一步融合，朝着超高速、超小型、高性能、平行处理和智能化方向发展。发展高性能计算技术有 2 条途径：一条是通过多核、多机并行计算或分布式计算技术来实现；另一条途径是发展非传统的新技术，包括超导计算、光计算、量子计算、生物计算与纳米计算等。

2.2 相关计算数学

数值计算方法未来的发展主要集中在提高算法效率、计算结果精度和非线性方程求解的收敛性等方面。人工智能方法将与仿真环境结合得更为紧密，从而提高仿真自动化程度和仿真精度。概率类算法在仿真计算领域的进一步发展，主要是增强各种与现有数值仿真计算方法相结合的衍生算法的实用性，降低对参数的要求，提高计算结果的质量，以及计算结果的进一步分析应用。模糊数学将与人工智能技术的各分支进一步结合，求解用经典数值计算方法难以求解的问题，并进一步实用化。

2.3 计算模式

未来高性能计算的发展将呈现以下趋势：一是并行计算和分布式计算 2 种

形态共存并互相结合、相互补充；二是从高性能计算走向高效能计算，提高计算性能、可编程性、可移植性和鲁棒性，降低系统的开发、运行及维护成本随着中国智能电网的建设和发展，分布式计算技术在仿真分析领域的应用将不断深入，分布式计算以及网格计算的应用，可以有效解决电力系统实时、复杂的计算问题。先进计算技术在电力系统仿真分析中应用预测 3.1 概述

先进计算技术(计算机及网络、计算数学、计算模式)的发展和应用，将为电力系统仿真分析技术带来巨大发展变化。本节预测 2050 年电力系统仿真分析技术的发展趋势。

3.2 电力系统建模技术

1）电力系统的建模方法和工具得到长足发展。形成完备的混合仿真建模和智能建模理论。基于WAMS 和 WASA 数据进行仿真模型的修正成为建模的重要手段。

2）建立丰富、精确、模块化和标准化的各类元件模型。模型的模块化、标准化使得系统建模可在任一仿真软件的建模环境下进行，采用通用的输入输出格式，并可在其他仿真软件中进行调用，使模型具备“即插即用”的功能。3）未来的智能电力设备中可自带标准化的模型并具备对局部模型进行仿真的能力，其结构和参数自行维护更新，模型可以是异地分布的。

3.3 电力系统数字仿真分析方法

1）电力系统仿真计算方法在计算的收敛性和鲁棒性、结果的准确性以及对最优结果的搜索等方面都取得较大进步。

2）建立灵活的仿真数据平台和异地分布式仿真分析平台，结合智能电力设备中自带的标准化模型，模型数据的云存储和标准化技术，WAMS、WASA 等先进测量技术，云计算技术，实现仿真数据的自动调整和对电网的按需灵活仿真。根据研究目的不同，电网数据可以不同的精细程度自动组合和调整，形成计算用数据，用户无需关心具体数据的存放位置和获取方式。

3）开辟新的仿真计算领域，如与环境保护、新型电力市场运营相结合。4）建立高度智能化的面向用户、面向问题、面向实验的建模与仿真环境，实现智能人机交互仿真和仿真结果的智能化分析。

5）不同时间尺度的混合仿真技术逐步成熟，实现电磁暂态–机电暂态–中长期动态过程的连续仿真，可获得系统从仿真开始后微秒级到分钟级，甚至小时级时间尺度的动态特性，仿真结果更加贴近系统的实际表现。

6）协同计算将在电力系统仿真分析中逐步应用，使离线仿真分析从以往单地区单人工作的独立模式向多人联合协同计算模式转变，大幅度提高工作效率。7）人工智能、概率和模糊数学方法将会被更多地引入和研究。人工智能算法是大规模非线性系统求解、优化的有效方法，为电力系统计算分析开辟了一条新的路径，而概率算法和模糊数学方法则可以更好地处理仿真计算中的各种随机性和模糊性问题。

8）量子计算机具有应用可能，仿真分析方法将发生重大变革。

3.4 电力系统在线仿真分析

1）建立在线仿真专家系统，挖掘在线数据与系统稳定性之间的联系，根据历史运行数据和电网运行状况找出薄弱环节。

2）将 WAMS 数据引入到数据整合、参数校核和辨识、动态仿真等各个环节，以提高在线仿真结果与实际系统响应的吻合程度。

3）构建描述电网各类不确定性特征(如天气，间歇性能源接入等)的系统模型，建立在线风险评估系统，采用统一的风险评估指标体系，将确定性安全评价拓展到风险评估。

4）应用数据融合技术，提高对调度自动化系统、广域量测系统、继电保护稳控系统、离线方式数据等多系统多信息的整合能力和利用水平。

5）实现基于超实时仿真的在线控制和云控制，利用大规模电力系统的超实时仿真技术，在故障发生后快速判别系统稳定性，并给出控制措施，解决连锁故障期间电网运行状况瞬息变化导致控制措施失效的问题。云控制是云计算技术与基于超实时仿真的在线控制技术的完美结合，是未来在线控制技术的发展方向。

3.5 电力系统实时仿真

1）采用新的并行仿真方法或对既有方法进行改进，结合计算机软硬件技术的发展，实现风力发电、太阳能发电、电压源直流输电、新型 FACTS、储能等新能源新设备的电磁暂态实时仿真。

2）实现机电暂态–电磁暂态–中长期动态一体化实时仿真，建立超大规模电力系统数模混合实时仿真平台，实现超大规模电力系统与数十条直流输电、电力电子装置、新能源新设备等的物理仿真设 备或物理设备的联合实时仿真。

3）建立电网–电厂–变电站联合实时仿真平台，可灵活接入实际的电网二次设备、电厂和变电站监 控设备进行仿真试验分析。

4）分布式实时仿真全面应用，开展远程试验。通过异地多个实时仿真装置的配合和高速的通信网络支持，实现多个物理装置的分布式仿真试验，解决带通道保护的继电保护装置、多个 HVDC 或FACTS 控制器等异地试验设备的同步测试和控制器协调问题。远程试验是分布式实时仿真的特殊应用模式，即大电网的实时仿真在异地高性能服务器上进行，而现场仅需要配备与物理待测设备的输入输出接口，需要高速的通信网络支持。

5）建立真实电力系统的影子系统——大电网在线实时仿真系统，通过实时信息采集与传递系统，实时接受电网运行数据，使系统仿真模型能够及时跟踪大电网运行状态特别是灾害情况下的迅速变化。结束语

电力系统无功补偿技术发展现状 第3篇

我国电网建设和运行中,无功补偿容量不足和配备不合理是长期存在的一个问题,特别是可调快速响应的无功补偿容量严重不足,快速响应的无功调节设备更少[1]。以上问题的出现使得在电网中装设无功补偿装置成为稳定电网运行的必要手段。

一、无功补偿的原理与作用

在电网对用户输电的过程中,电网要供给负载的电功率有两种有功功率和无功功率。有功功率(P)是指保持设备运转所需要的电功率,也就是将电能转化为其它形式的能量(机械能、光能、热能等)的电功率;而无功功率(Q)是指电气设备中电感、电容等元件工作时建立磁场所需的电功率。

在工业和生活用电负载中,大部分属于感性负载,如异步电机、变压器、工业用电弧炉、荧光灯等,这些设备在运行过程中需要进行无功补偿。无功补偿的作用是:提高电力系统及负载的功率因数,降低设备容量;稳定电网的电压,提高供电质量;平衡三相有功及无功负载,这是由于无功补偿装置可以补偿掉负序电流分量,同时通过合理的绕组接线使零序电流无法流通,就可使三相负荷平衡[2,3,4]。无功补偿的基本原理是把具有容性设备与感性负载相并联,能量在这两种负荷间转换,以减少电网中的无功功率。对感性负载进行无功补偿的基本原理说明图如图1所示。

二、无功补偿装置应用现状

2.1无功补偿装置发展历程

无功补偿技术的发展经历了从同步调相机开关投切固定电容器静止无功补偿器(SVC)静止无功发生器(SVG)的过程。

早期的无功补偿装置为并联电容器和同步调相机,多在系统的高压侧进行集中补偿。

并联电容器是电网中应用最多的一种专用无功补偿装置[5],它价格便宜,易于安装维护。但是由于电容量固定,不能实现系统无功的无级补偿;由于电容器的负电压效应,使系统电压下降更大;在系统存在谐波时,可能发生并联谐振,放大谐波电流。以上缺点使并联电容器已不能适应电力系统发展的需要[6]。

同步调相机是最早采用的一种无功补偿设备。它实质上是一种不带机械负载的同步电动机。由于同步调相机属于旋转设备,损耗、噪声都很大,并且运行维护复杂,在并联电容器得到大量使用后,它便逐渐居于次要地位。近年来,同步调相机再次得到重视,被应用于高压直流输电系统[7]。这是由于在系统发生故障引起电压降低时,同步调相机可以提供电压支持,可在短时间进行强行励磁,同时可以给受电侧提供短路电流和电压支撑,提供电力系统的稳定性。

随着研究的进一步深入,静止无功补偿技术进入人们的视线中。静止无功补偿技术是指用静止开关投切电容器或电抗器,通过吸收或发出无功电流提高电力系统的功率因数,稳定系统电压。

早期的静止无功补偿装置是饱和电抗器(Saturated reactorSR)。其拓扑结构图如图2所示,其中C1为斜坡修正电容,C2为保护电容。

饱和电抗器分为自饱和式和可控饱和式。自饱和电抗器利用铁心的饱和特性,使无功功率随着端电压的升降而增减。自饱和电抗器的动态响应速度很快,其缺点是铁心损耗较多,伴有振动和噪声[8]。可控饱和电抗器通过改变控制绕组的电流来控制铁心的饱和度,从而改变电抗器的电抗,进一步改变无功电流的大小。它能够更好的适应母线电压较大的变化,但是振动和噪声仍很大。

总的来说,SR装置具有响应速度快的优点,并且在一直电压闪变方面比晶闸管相控电抗器装置要好,但是它存在较大的有效材料消耗(约为3kg/k VA)[9],电抗器硅钢片长期处于饱和状态,故铁心损耗较大(比并联电容器大2-3倍),有振动和噪声,这些缺点使SR式静止无功补偿装置目前应用较少,一般只在超高压输电线路中配合电容器组,起到限制操作过电压及吸收超前无功功率的作用[9]。

1977年后,使用晶闸管的静止无功补偿装置得到了广泛的重视,并占据了静止无功补偿装置的主导地位。因此静止无功补偿装置(SVC)这个词往往专指使用晶闸管的静止无功补偿装置。SVC装置将在下文中具体介绍。

随着电力电子技术的进一步发展,出现了采用自换相变流电路的静止无功补偿装置,这就是静止无功发生器(SVG),也被称为高级静止无功补偿装置(ASVC)、静止调相机(STATCON)或者静止补偿器(STATCOM)。其基本原理图如图3所示。

SVG的基本原理是将自换相桥式电路通过电抗或者直接并联在电网上,适当调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值,或者直接控制其交流侧电流,就可使电路吸收或发出满足需求的无功电流,从而动态补偿无功功率。

与SVC装置相比,SVG装置只需要维持直流侧电压的较小容量的电容器,大大减小了装置的体积和成本。同时SVG装置的调节速度更快、运行范围宽,而且在采取多重化、多电平或PWM技术等措施后可大大减少补偿电流中的谐波含量[12]。SVG的这些优点也使得它的控制方法和控制系统较为复杂,另外SVG需要使用数量较多的较大容量全控器件,其价格目前比SVC使用的普通晶闸管高得多。因此SVG的总体优势还有待于通过器件水平的提高和成本的降低来得以实现。

2.2 SVC装置发展应用现状

SVC装置包括晶闸管控制电抗器(TCR)和晶闸管投切电容器(TSC),以及这两者的混合装置,或者晶闸管控制电抗器与固定电容器或机械投切电容器混合使用的装置。

2.2.1晶闸管控制电抗器(TCR)

TCR电路原理图如图4所示。

晶闸管的触发角从90°至180°连续调节,增大触发角,TCR的等效导纳增大,从而减小补偿电路中的基波分量,电抗器的电路相应地从额定值到零值连续变化,故通过调整触发角的大小就可以改变TCR所吸收的无功分量,从而达到无功补偿的目的。

单独使用TCR只能吸收感性无功功率,因此常常与固定电容器(FC)并联使用[13],二者配合使用时,被称为TCR+FC型SVC。这种结构的无功补偿装置反映时间快,约为10-20ms,运行可靠,可分相调节无功,控制技术成熟,使用范围广,价格较便宜,同时固定电容器可串联上较小的调谐电抗器可兼做滤波器,以吸收TCR产生的谐波电流,这种类型的无功补偿装置在实际应用中最为广泛,控制电弧炉产生的电压闪变时,几乎都采用这种形式[14]。

2.2.2晶闸管投切电抗器(TSC)

TSC的电路原理图如图4-a所示,它实际上是断续可调的吸收容性无功功率的补偿装置。其中两个反并联的晶闸管只是起到将电容器并入电网或从电网断开的作用,而串联的小电感是用来抑制电容器投入电网使可能造成的冲击电流。在工程实际中,将电容器分成几组(如图5-b所示),每组都可由晶闸管根据电网的无功需求投切。

TSC用于三相电网可以是三角形联结,也可以是星形联结(一般对称网络采用星形联结,负荷不对称网络采用三角形联结)。TSC的关键技术是投切时刻的选取。投切的原则是TSC投入的时刻必须是电源电压也电容器预先充电电压相等的时刻。这是由于如果电容上的电压有阶跃变化,将产生冲击电流,可能破坏晶闸管或给电源带来高频振荡等不利影响。

T S C无功补偿装置的特点是响应速度快(约10-20ms),与TCR相比,虽然不能连续调节无功功率,但是具有运行时不产生谐波而且损耗较小的优点,因此已在电力系统中获得了较广泛的应用,而且许多是与TCR配合使用,构成TCR+TSC型混合补偿装置。

表1是对各种无功补偿装置性能的简要对比。

三、基于可变电抗的静止无功补偿器

3.1基于可变电抗器的静止无功补偿器补偿原理

在对TCR和TSC型静止无功补偿器研究的基础上,武汉理工大学袁佑新课题组提出了基于可变电抗的静止无功补偿装置。它由固定电容器、可变电抗器和智能控制器组成,其结构如图6所示。其特点是将晶闸管与电抗器串联设计成可变电抗器。可变电抗器由可变电抗变换器和电力电子功率变换器两部分组成,可变电抗器分为原边和副边,原边主线圈与负载并联,副边线圈与电力电子功率变换器相连接。与以往的无功补偿装置相比,该补偿器具有以下优点:1.它利用可变电抗器电抗值连续可调实现功率的无级调节;2.利用高低压隔离的方法,在低压端进行控制,降低了对电力电子器件的要求,使控制易于实现同时节约了成本;3.装置采用无源结构,与有源结构相比运行可靠性较高,运行费用较低。同时选用IGBT作为功率变换器还可抑制谐波的产生。

基于可变电抗的静止无功补偿器的补偿原理就是将无功补偿器与负载并联,通过控制无功补偿器的功率变换器,改变接入系统的阻抗的大小,以达到动态调节无功功率的目的。由于电网中感性负载消耗大部分无功功率,使得负载电流相位滞后于电压,相位差越大,功率因数就越低[15],因此,静止无功补偿器将负载的无功功率和无功电流作为目标参数,调节可变电抗的电抗值,来补偿负载所需的无功功率,从而提高功率因数[16]。

3.2基于可变电抗器的静止无功补偿器拓扑结构

基于可变电抗器的静止无功补偿器补偿的拓扑结构有两种:使用晶闸管以及IGBT的拓扑结构。

使用晶闸管的拓扑结构如图7所示。当电网中的负载为感性负载时,电流滞后电压,调节晶闸管触发角α使可变电抗器的阻抗减小,小于电容器的容抗值,这时无功补偿器阻抗呈容性,和负载并联后会降低其感抗,功率因数增大,无功功率减小;当负载为容性负载时,电流超前电压,调节晶闸管导通角α使可变电抗器的阻抗增大,大于电容器的容抗值,这时无功补偿器阻抗呈感性,和负载并联后会增大其感抗,功率因数增大,无功功率减小。

使用IGBT与二极管作为功率变换元件,通过调节IGBT触发脉冲PWM波的占空比δ,改变可变电抗器阻抗大小,从而实现系统动态无功补偿。其基本原理与使用晶闸管的结构相似,但是使用PWM控制减少谐波的含量[17];同时由于同等容量二极管价格较晶闸管更为便宜,此结构具有成本低的优势。在加大容量时,可以并联多个IGBT,使结构扩展更为简单。其基本结构图如图8所示。

四、结语

电力系统电压无功特性是实现我国电网稳定运行的一个重要研究方面。目前有关静止无功补偿装置的研究多集中于具体拓扑结构以及对其应用于系统补偿的各种场合时控制策略和方法的进一步探讨,以及开发兼有无功补偿与电力滤波器双重优点的开关滤波器的研究上。从无功功率补偿装置的应用来看,SVC装置因为控制简单、价格低能满足大多用户对于无功补偿装置的需要,因此应用最为普遍,目前在电力系统和工矿企业用户中拥有广大的市场,是并联无功补偿的主要应用装置。

电力系统继电保护技术现状与发展 第4篇

关键词 继电保护 现状 发展

电力系统是当前社会发展中的主要基础设施，电力系统的发展是保证社会发展的基础前提，是实现社会稳定的主要手段和措施。当前社会发展中的各种生产设备和生产工具都离不开电力系统的支持。随着当前人们对电力系统的要求不断增加，各种先进技术和设备在电力系统的应用也在不断地增加之中。继电器保护技术是电力输送过程中的基础，是实现电力良好有效发展的前提。

一、继电保护发展现状

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，随着当前社会发展过程中，计算机技术和信息技术的不断发展，继电器保护技术不断的出现了新的发展模式和发展理念，成为当前电力系统中的主要发展前提和手段。

建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有，在经济建设的过程中，随着各种技术的不断发展与完善对集线器的开发和研究也在不断的加快。50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外各种先进技术和科学理论，通过对国外先进技术的引进来实现继电器保护设备的性能和工作流程，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，是通过对国家各个教育体系和教学体系进行指导，通过对专业人才的培训来增加保护技术过程中容易出现问题的过程，因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

二、继电保护的未来发展

继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

（一）计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段：从8位单CPU结构的微机保护问世，不到5年时间就发展到多CPU结构，后又发展到总线不出模块的大模块结构，性能大大提高，得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU，发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。

电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差，这个设想是不现实的。现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟，这将是微机保护的发展方向之一。

继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。

（二）网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止，除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范围。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围（这是首要任务），还要保证全系统的安全稳定运行。显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。

（三）保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

目前，为了测量、保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资，而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆。

（四）智能化

近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电保护领域应用的研究也已开始。神经网络是一种非线性映射的方法，很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题，应用神經网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动；如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判别。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题。

三、结束语

系统仿真技术发展现状 第5篇

循环流化床燃烧系统强化脱硫技术的发展现状

摘要：由于循环流化床锅炉炉内脱硫存在着Ca/S摩尔比高和燃用高硫燃料时难以达到日益严格的二氧化硫排放要求等问题,循环流化床燃烧系统强化脱硫技术逐渐得到重视.介绍了目前循环流化床燃烧系统的.强化脱硫技术的研究开发情况及应用现状,并简单列举了几种脱硫方法,如增加尾部烟气处理系统的两级脱硫、对脱硫飞灰和炉渣进行增湿活化、飞灰的回燃和制团、对脱硫剂进行改性及改变石灰石投加方式等.作 者：袁克    YUAN Ke  作者单位：南通万达锅炉股份有限公司,南通,226005 期 刊：工业锅炉  ISTIC  Journal：INDUSTRIAL BOILER 年，卷(期)：, (3) 分类号：X701.3 关键词：强化脱硫    两级脱硫    增湿活化    脱硫剂改性    改变投加方式   

国外汽车空调系统技术发展趋势 第6篇

摘要近年来,环保和能源问题成为世界关注的焦点,也成为影响汽车业发展的关键因素,各种替代能源动力车的出现,为汽车空调业提出了新的课题与挑战。结合国际汽车空调学会(ＭＡＣＳ)、美国汽车工程师学会(ＳＡＥ)和美国环境保护机构(ＵＳＥＰＡ)对汽车空调业的有关政策,对国外汽车空调系统技术的发展趋向进行了讨论,以期为国内汽车空调制造业的同行们提供参考。

关键词 市政工程 环境保护 综述 汽车空调 1 汽车空调系统在汽车中的重要性日益突出

国际汽车市场竞争日趋激烈,为获得市场,生产出价廉、安全、舒适和低排放的汽车是各大汽车生产商的努力目标,汽车制造商不断地根据用户的要求更新汽车设计,并期望通过利用新技术来提供更好的性能,而是否需要增加成本则主要取决于获得的利益(如环保)是否足以补偿。

汽车空调系统作为影响汽车舒适性的主要总成之一,为汽车提供制冷、取暖、除霜、除雾、空气过滤和湿度控制功能,汽车空调系统已成为汽车市场竞争的主要手段之一。其中,采暖系统可使乘员避免过量着装、为车窗提供除雾和除霜功能,提供舒适性和安全服务;冷气系统则通过制冷、除湿来提供舒适性,通过使司机保持警醒、允许关窗等措施提供了安全服务;采暖和冷气系统还可提供除尘、除臭的功能。这些功能已成为车辆必不可少的要求。虽然目前轿车的燃油余热足够提供轿车内的采暖和除霜的需要,但近期研制的高效汽油、柴油发动机的余热会进一步减少,电动车和混合动力车则不得不牺牲驱动性能来提供采暖和制冷,因此必须通过提高汽车空调系统的效率来减轻汽车的动力负担。

对于新一代的环保型汽车,如电动、混合动力、燃料电池和其它的低排放车辆,由于本身动力远小于传统动力车辆,能够提给空调系统的动力极为有限。拥有一套节能高效、性能可靠的空调系统对开拓市场至关重要。2 评价汽车空调系统性能的ＬＣＣＰ

汽车动力的更新和新技术的应用,对汽车空调系统提出了新的挑战,也给许多新技术的应用创造了机会。“蒙特利尔议定书”规定,原来在汽车空调系统使用的工质ＣＦＣ12,在发达国家的使用已经在1996年停止,在发展中国家则在2006年停止。由于各方面的努力,ＣＦＣ12已逐渐被ＨＦＣ134ａ所取代,我国从2001年1月1日起已禁止在新生产的车辆中使用ＣＦＣ12为工质的汽车空调。ＨＦＣ134ａ具有ＯＤＰ(大气臭氧层破坏指数)为零、ＧＷＰ(温室效应指数)为ＣＦＣ12的六分之

一、不可燃、低毒性、制冷量和系统性能与ＣＦＣ12相当等优点,因而作为“过渡性”的替代工质在世界范围内得到认可,但由于它的温室效应指数仍然较高(为ＣＯ2的1300倍),已列入“京都协议”规定限制发展的工质范畴。

为准确评价新技术在汽车空调业的应用可行性,国际汽车空调学会(ＭＡＣＳ)、美国汽车工程师学会(ＳＡＥ)和美国环境保护机构(Ｕ.Ｓ.ＥＰＡ)合作,并提出汽车空调“生命循环气候指数”(ＬｉｆｅＣｙｃｌｅＣｌｉ ｍａｔｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ,简称ＬＣＣＰ)的概念,来评价汽车空调系统工质及燃油消耗等综合指数,所谓“生命循环气候指数”包括了从产品生产、使用的原材料和部件到废品处理所造成总的直接和间接排放。

汽车空调运行引起的温室气体排放量约占汽车排气管排放量的2%～10%,随着高性能发动机的使用,这一比例逐渐变大。目前使用汽车空调在总的温室气体排放中所占比例仍很小。在美国,ＥＰＡ统计的汽车空调引起的温室气体排放约占全球温室气体排放的0.1%。

温室气体排放发生在汽车生命周期的每一阶段:生产、使用、回收处理。ＬＣＣＰ表示从生产到回收的排放量,包括零部件材料使用的能量造成的排放。ＬＣＣＰ概念比原先使用的“ＴＥＷＩ”概念更为科学。“ＴＥＷＩ”只包括了制冷剂的直接排放和系统运行能耗造成的间接排放;ＬＣＣＰ还包括了制造零部件、制冷剂消耗的能量、替换及服务耗能。减少直接或间接排放的手段

温室气体的直接和间接排放量依赖于空调系统及其零部件的设计水平和产品质量,同时跟车辆运行环境的温度和湿度有关。对一定的制冷剂,直接排放率主要受系统工作压力影响,而环境温度和压缩机输入功率又决定了制冷系统的工作压力。间接排放主要由生产系统所需的能量、保证一定舒适性所必须提供的冷量及制冷系统的效率决定。在某些环境下,燃料消耗引起的间接排放远远大于制冷剂泄漏引起的直接排放量,尤其是在报废之前使用制冷剂回收装置。而在某些气候条件下因为很少使用空调,直接排放则是ＬＣＣＰ的主要部分。减少直接排放的措施: 1)在维修和车辆报废时使用制冷剂回收和再利用设备。

2)改进零部件质量减少泄漏,降低软管汇漏率并尽可能减少软管长度,改进管路接头,在可能的情况用“全封闭”的结构代替开启式压缩机的轴封。Ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎ公司开发的新型车用制冷系统双端面密封接头的泄漏量与单“Ｏ”型圈密封接头的比较。在127℃,3.2ＭＰａ表压下,30天的泄漏测试结果表明新型的泄漏量减少了80%。3)减少制冷剂充注量。

4)改用低ＧＷＰ值且蒸汽压力适当、渗透率较小的制冷剂。减少燃料消耗引起的间接排放: 1)通过增加车厢隔热层厚度、改善车厢密封性、减少玻璃传热(如采用光线选择性玻璃、隔热膜)等措施减少车厢热负荷。

2)进行压缩机容量调节,减少过度制冷后再加热而引起的能量损耗。如日本电装开发的电控变排量压缩机用电磁阀代替原有变排量压缩机的气动阀(图1),使压缩机输气量可在0-100%范围连续调节,这种结构不仅节能,而且不必安装离合器,因而减轻了压缩机的质量,并大大提高了系统可靠性。

3)通过控制、减少摩擦、蓄热、改善传热等措施来提高系统零部件的能源利用效率。如图2为过冷型冷凝器,该换热器将传统的冷凝器、贮液器、干燥过滤器和过冷器合成一体,可确保节流阀前的过冷度而提高效率,且因减小了贮液器的内容积而可减少制冷剂充注量。

4)使用高效率零部件以减轻质量。

5)采用新的系统或新的制冷剂来达到更佳的ＬＣＣＰ值,并提供令人满意的加热、冷却、除霜、除湿、除雾和湿度控制性能。如一般车辆在冬季将外部空气经加热器引入车室内除雾(新风模式)时,同样量的热风被排出车外,因此造成采暖负荷的70%的热量损失了。日本电装开发的内外空气双层循环系统（图3）,只将加热后的外部热空气引入车室顶部,而使室内空气在足部循环,这样可减少一半的热量损失。而在夏季这种通风方式约可节约40%的动力。4 未来新型动力车可能使用的空调系统

汽车动力系统的环保设计对市场的影响要远远大于汽车空调系统效率对客户的影响,然而对于能源利用效率最高的电动、混合动力、燃料电池及低排放汽车,它们是否能被用户接受却往往依赖于是否拥有效率更高的采暖和空调系统。例如,单用电力制冷和采暖可使电动车和燃料电池车的可行驶里程减少50%以上,以至连典型城市交通都难于适应。对于日益开拓的家用轿车市场,微型车用于空调的能量少于普通车辆,但这部分能量在小功率发动机的输出功中占的比例却不小。

由于国际社会的共同努力,在全世界范围内实现ＣＦＣ12到ＨＦＣ134ａ替代的速度和花费比各公司单兵作战要小得多。如果新的技术能够在全球范围内被接受,则可能有同样的好处,但是不可避免的是,有些新的设计只在某些气候条件下或某些特殊市场规则下才有优势。因此在全球范围内可能存在多种技术选择。

目前带空调的汽车一般在湿度控制功能,空气通过冷却除湿后再被加热到一定的温度,以控制车窗除雾并保证乘客舒适性。这一点在新的系统设计中可能会遇到挑战,例如在电动汽车中使用热泵型空调供暖,能够提高能源利用率,但要同时实现湿度和温度的控制却很困难。

未来新型空调系统的开发必须与汽车开发同步,以适应新的变化:如发动机效率提高(余热量减少)、电气化、混合驱动动力及其它新型零部件使用后导致空调系统特性的变化。

1).汽车电气化日益加强新型的电子元件如加热座椅、娱乐系统、电子导航等在汽车上的应用日渐广泛,为了适应这些技术,汽车生产商正在拟转向42Ｖ系统。采用高电压系统后有可能去除皮带驱动的系统,如发电机、空调压缩机、水泵及动力转向泵等。这使在汽车空调系统中应用全封闭压缩机成为可能,并且只要发动机舱内靠近仪表盘的部分在足够的空间,就有可能用金属管代替软管,从而大大降低制冷剂泄漏。

2).电动车及一些混合动力车需要负荷调度电动车和一些混合驱动车为了达到高效和减少温室气体排放的目的,以尽量少使用燃料来满足动力要求。例如,一些混合驱动车在发动机模式时利用多余动力对电池充电,当电池充电完成时则切向电动模式。相应地空调系统的设计面临新的挑战:因为无论发动机模式和电动模式时都需要空调(或采暖)。丰田混合动力车为了节约燃料设计成在发动机模式和电动模式中间来回切换,只在发动机模式下开启空调,因为空调的压缩机由发动机通过皮带驱动,发动机必须运行以产生热量,在汽车临时停车或持续减速时切换到电动模式—只有在需要空调时才开启发动机。本田的混合驱动车有一个小汽油发动机,与电动马达并行以补充动力。本田采用独特的“经济模式”使发动机阶段性地怠速运行,以确保车室内保持在舒适的温度。在空调(或采暖)负荷较大时,需要保持发动机连续运转,以确保舒适性。

3).新的零部件技术可减少空调或采暖负荷增强车身隔热、改进门封结构、玻璃镀层和其它新技术的应用都可减少车室热负荷,从而减少用于空调或采暖的能耗而减少温室气体排放。5 技术选择

至少有六种方案可减少汽车空调系统的温室气体排放量,三种方案是改进现在ＨＦＣ134ａ系统,三种方案是采用新的制冷剂,每一个方案都有其优缺点。方案一:改进ＨＦＣ134ａ系统的维修和处理环节

在维修和报废空调系统时回收和再利用ＨＦＣ134ａ,以减少直接排放对气候的影响。这一方案需要国家法律保证。据估计发达国家在1～2年内的回收率可达90%,而发展中国家的实施则需要2～3年时间。方案二:改进ＨＦＣ134ａ系统

这一方案通过改进传统的ＨＦＣ134ａ系统,减少系统充注量、提高部件品质来提高系统效率。与制冷剂回收相结合,这一方案的收益最高。估计改进后的ＨＦＣ134ａ系统会在1～3年实施。Ｖｉｓｔｅｏｎ[3]其传统ＨＦＣ134ａ系统进行了改造,以变排量压缩机取代原有170ｃｃ的旋转斜盘式压缩机,以同样换热面积的过冷式冷凝器代替原平行流冷凝器,以同样换热面积的挤压管蒸发器代替原层叠式蒸发器,以1.5冷吨的热力膨胀阀取代原系统中采用的节流短管,新系统同时采用了新型软管和接头,使制冷剂泄漏分别减少78%和88%。新系统的充注量下降了18%,而系统ＣＯＰ则提高了32%。方案三:全封闭ＨＦＣ134ａ系统

这一方案是采用全封闭的ＨＦＣ134ａ系统及制冷剂回收技术,其实施时间依赖于电动汽车投入市场的时间和市场占有率,据估计至少需要4～5年时间。全封闭系统在固定空调中的使用已经很成熟,在汽车上的使用没有大的技术障碍。这种系统对目前正在开发的传统内燃机汽车高电压系统和未来的电动、混合驱动车都非常有吸引力。方案四:在改进的系统中使用碳氢制冷剂

汽车生产商和供应商们在正研制使用碳氢为制冷剂的汽车空调系统,尤其是采用载冷剂方式降低可燃性危险的两级系统更有吸引力。1999年Ｄｅｌｐｈｉ开发了带两级冷却循环的碳氢系统(图4),并在凤凰城会议上与ＨＦＣ134ａ系统进行了比较,但新系统的效率和可靠性仍有待进一步的研究。在汽车中使用可燃制冷剂必须经过大量工程验证和测试,而且在商业化以前必须经过制订标准、维修程序、生产和技工培训的过程。但这一方案与封闭系统和二氧化碳系统相比没有大的技术障碍。据估计在第一辆车上装这种可燃工质约需4～5年。方案五:在改进的系统中使用低ＧＷＰ值的ＨＦＣ152ａ制冷剂

采用载冷剂方式的两级ＨＦＣ152ａ系统也在研制中,ＨＦＣ152ａ的燃烧热约为丙烷的2 3,因而可燃性比丙烷小,但与碳氢制冷剂一样,ＨＦＣ152ａ在汽车空调系统中的使用也必须经过大量工程验证和测试,而且在商业化以前必须经过制订标准、维修程序、生产和技工培训的过程。其实际应用估计也在4～5年以后。方案六:超临界的二氧化碳系统