1)大容量、遠距離電能傳輸領域研究工作取得重要進展。在緊湊型線路的優化設計方面進一步開展了深入系統的研究,參與研究的昌房500kV緊湊型輸電線路獲得了2001年國家科技進步二等獎。近年來,與甘肅電力設計院、廣西電力設計院、湖南電力設計院合作,持續深入開展該領域的研究工作,特别是在高海拔地區的緊湊型輸電技術優化設計方面開展了卓有成效的研究工作。完成了西北地區首條330kV緊湊型線路的設計和重覆冰地區500kV緊湊型輸電線路的優化設計。另外在帶電作業通道的優化方面做出了創新性的工作。積極參與我國最高電壓等級750kV輸電線路技術攻關工作(注:該項成果獲得2006年度中國電力科技進步一等獎)。
承擔973項目子課題(提高超高壓交流輸出電線路輸送能力的研究,編号2004CB217906),在國際上提出了柔性交流緊湊型輸電技術,将緊湊型輸電技術與可控串補技術結合起來,實現了500kV交流輸電線路的大容量和遠距離輸電。深入開展了相關的基礎研究工作和工程應用方案的研究,為500kV線路實現遠距離、大容量輸電打下了堅實的基礎。
2)深層次開展過電壓及其防護技術的研究。研究工作集中在雷電過電壓分析及其防護研究領域。在國際上率先提出了基于全波過程的電力系統雷電過電壓分析技術,在絕緣子雷電閃絡的先導放電模型、接地裝置的雷電暫态分析模型、杆塔的多波阻抗分析模型、雷電先導對線路感應過電壓的場路耦合模型方面開展了系統的研究工作。研究成果應用于雷電活動強烈的青藏鐵路110kV輸變電工程雷電防護的研究,以及我國首條同杆四回500kV輸電線路的防雷分析(注:與廣東電力設計院開展的同杆500kV/220kV輸電線路的研究獲2006年南方電網科技進步一等獎及中國電力科技進步二等獎)。500kV以上的輸電線路雷電繞擊是其雷電故障的主要問題。提出了考慮雷電先導發展過程的雷電繞擊輸電線路的繞擊分析新方法,克服了現有電氣幾何模型不能考慮雷電發展過程和雷電發展随機性的問題,研究成果被IEEE Transactions on Power Delivery 主編評價為“重要技術貢獻(an important technical contribution)”。
絕緣導線配電線路是城市配電網發展方向,但雷擊及霧閃導緻的絕緣導線斷線是困擾電力系統的關鍵難題之一。系統研究了絕緣導線的斷線機理,分析比較了國際上防斷線的主要措施,提出了采用複合絕緣的三角架、配電線路避雷器、新型絕緣子等防止雷擊及霧閃斷線的具體措施,完成學術專著《絕緣導線配電線路斷線機理及防護技術》(注:2007年将由中國電力出版社出版),研究成果獲得2002年山東省科技進步三等獎。
3)深入開展接地技術研究。在接地系統科學計算方面解決了任意層土壤結構參數反演及任意層土壤中接地系統電氣參數分析問題。提出的爆破接地技術、斜接地極接地技術等适宜于高土壤電阻率地區的科學降阻技術繼續得到深入的發展和應用。到2005年底研究成果應用于近百項發變電站接地工程的設計,完成了30餘項變電站接地系統的降阻工程。研究成果應用于多個國家重點工程的接地設計,解決了高寒永凍地區的青藏鐵路110kV輸變電工程的五道梁河沱沱河兩個變電站接地系統的設計及降阻難題,完成了我國首個750kV輸變電工程的蘭州東和官廳變電站的接地系統優化設計,目前正在開展1000kV特高壓交流輸變電工程接地系統的設計、800kV雲廣直流特高壓系統的接地極設計,以及具有複雜地形的水電站接地系統電氣參數分析難題。
直流系統單極大地回路運行嚴重威脅交流系統地安全運行。在南方電網的資助下,深入系統地研究了直流單極大地回路運行時對交流系統的影響。提出了考慮如南方電網整個區域的地下接地系統和地上輸電網絡的場路耦合分析方法,提出并開發了在變壓器中性點串聯小電阻來限制流入變壓器中性點的直流電流的措施,現場應用證明了該方法的有效性(注:該項研究在2006年獲得了教育部科技進步二等獎),為直流輸電技術的健康發展做出了重要技術貢獻。
4)深入開展避雷器技術及ZnO壓敏電阻的研究。與撫順電瓷廠合作,正在系統開展1000kV特高壓避雷器的設計,解決了考慮具有複雜的均壓電容結構的特高壓避雷器的三維電場分布的計算方法,在國際上提出橢球邊界條件的三維有限元分析技術,極大地提高了類似于避雷器這種具有細長結構設備的電場分布的計算速度。
繼續開展500kV帶串聯間隙的線路避雷器的研制。1992年在國内最先提出并研發的線路避雷器通過近10年的應用,被證明是輸電線路雷電防護的最有效的措施,已在國内大量推廣應用,目前我國線路避雷器已應用約4萬台。另外線路避雷器作為技術入股轉讓給中能瑞斯特電氣公司,已創産值3億元。
電力系統設備的絕緣水平是建立在避雷器的過電壓保護水平之上,性能優良的避雷器能夠降低作用在設備上的過電壓水平,可以降低我國特高壓設備的制造瓶頸。在國家自然科學基金(提高ZnO非線性電阻能量吸收均勻性的研究,59907001,研究期限為2000.1-2002.12)、國家傑出青年基金(高電壓梯度ZnO壓敏電阻的研究,50425721,研究期限為2005.1-2008.12)、bevictor伟德官网985學科建設的資助下,建立了精細電工陶瓷實驗室(注:正在申請成為bevictor伟德官网精細陶瓷國家重點實驗室的分室),深入開展高梯度、低殘壓、大容量的ZnO壓敏電阻的研究工作,已開發出性能穩定的梯度超過400V/mm的ZnO壓敏電阻樣品。
5)電磁環境技術研究蓬勃發展。在二期985學科建設中新建了電磁環境實驗研究平台。該試驗平台的建設投入約300多萬元,自主研發建設了我國第一個電磁兼容測試的混響室。該試驗平台具備了常規電氣設備的電磁兼容測試的實驗條件,另外,結合自主研發的光電集成電磁場傳感器。具備了從工頻到微波(0-10GHz)的常規電磁環境、特殊電磁環境(如設備内部的狹小空間的電磁環境的監測)及強電磁環境的測試能力。
在電力系統電磁環境評估技術方面,全面系統地研究了110-500kV交流變電站的電磁環境水平,并提出了全面系統的變電站電磁環境評估技術,通過系統研究提出了用于變電站控制設備電磁兼容測試的具體參數指标(注:2006年山東省組織的成果鑒定認為該研究達到了國際領先水平)。完成了國際級軟件園中關村軟件園的電磁環境的評估。
在國家發改委直流國産化重大專項課題的資助下系統研究了±500kV直流換流站和±800kV特高壓直流換流站的電磁環境及電磁幹擾問題,對換流站設備提出了具體的電磁環境指标。
積極拓展電磁環境技術的研究領域。承擔863重大專項子課題(燃料電池城市客車電氣系統電磁兼容性研究,2005AA501100-1),系統研究了燃料電池電動汽車的電磁幹擾問題,提出了具體的電磁兼容設計措施(注:這方面的研究在“十一五”中繼續得到863重大專項子課題的資助)。
另外在建築物的雷電電磁環境評估技防護方面開展了系統的研究工作,承擔科技部十五攻關項目(低壓系統雷電參數标準研究,2002BA906A69),參與了4項IEC防雷标準的編寫,主持了5項和參與了8項防雷國家标準的編寫。
“十五”期間本研究方向參與及主持編寫的标準及發表的重要論文有:
[1] Jinliang He, Rong Zeng, et al. Seasonal influences on safety of substation grounding system. IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.18, no.3, July 2003, pp.788-795 (SCI 695GP, EI: 03317572586)
[2] Rong Zeng, Jinliang He, et al. Grounding Resistance Measurement Analysis of Grounding System in Vertical-layered Soil. IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.19, no.4, Oct. 2004, pp. 1553- 1559 (SCI 859OU, EI04468458028)
[3] Jinliang He, et al. Decreasing Grounding Resistance of Substation by Deep-Ground-Well Method. IEEE Transactions on Power Delivery, vol.20, no.2, April 2005, pp.738- 744 (SC912RA, EI05199089534)
[4] Rong Zeng, Jinliang He, et al. Influence of Overhead Transmission Line on Grounding Impedance Measurement of Substation. IEEE Transactions on Power Delivery, vol.20, no.2, April 2005, pp. 1226-1234 (SC912RC, EI05199087036)
[5] Bo Zhang, et al. Parameter estimation of horizontal multilayer earth by complex image method. IEEE Transactions on Power Delivery, vol.20, no.2, April 2005, pp. 1394-1401 (SC912RC, EI05199087057)
[6] Jinliang He, Rong Zeng, et al. Laboratory investigation of impulse characteristics of transmission tower grounding devices. IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.18, no.3, July 2003, pp.994-1001 (SCI 695GP, EI: 03317572616)
[7] Jinliang He, et al. Effective Length of Counterpoise Wire under Lightning Current. IEEE Transactions on Power Delivery, vol.20, no.2, April 2005, pp. 1585-1591 (SC912RC, EI05199087081)
[8] Bo Zhang, Jinliang He, et al. Numerical Analysis of Transient Performance of Grounding Systems Considering Soil Ionization by Coupling Moment Method with Circuit Theory. IEEE Transactions on Magnetics, Vol.41, no.5, May 2005, pp. 1440-1443 (SCI925WN, EI 05299227660)
[9] Jinliang He, Rong Zeng, et al. Potential Distribution Analysis of Suspended-Type Metal-Oxide Surge Arresters. IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.18, no.4, Oct. 2003, pp.1214-1220 (SCI727LJ, EI03437695998)
[10] Jinliang He, et al. Thermal Characteristics of High Voltage Whole-Solid-Insulated Polymeric ZnO Surge Arrester. IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.18, no.4, Oct. 2003, pp.1221-1227 (SCI727LJ, EI03437695999)
[11] Chen SM, Du Y, Fan LM, He HM, Zhong DZ. Evaluation of the Guang Dong lightning location system with transmission line fault data. IEE Proceedings – Science Measurement and technology, 149 (1), pp. 9-16, Jan 2002. (SCI: 543VA)
[12] Chen S.M., et al. Lightning Data Observed With Lightning Location System in Guang-Dong Province, China. IEEE Transactions on Power Delivery, vol.19, no.3, 2004, pp. 1148- 1153 (SCI834RV)
[13] Jinliang He, et al. Numeral Analysis Model for Shielding Failure of Transmission Line under Lightning Stroke. IEEE Transactions on Power Delivery, vol.20, no.2, April 2005, pp. 815-822 (SC912RA, EI05199089545)
[14] Jinliang He, et al. Electromagnetic Environment Analysis of A Software Park Near Transmission Lines. IEEE Transactions on Industry Application, vol.40, no.4, pp.995-1002, July/Aug.2004 (SCI838PO, EI04338311725)
[15] Jinliang He, et al. Nonuniformity of Electrical Characteristic in Microstructures of ZnO Surge Varistors. IEEE Transactions on Power Delivery, vol.19, no.1, 2004, pp.138-144 (EI04058002438, SCI761EA)
[16] Jinliang He, et al. Statistic Analysis on Electrical Parameters of ZnO Varistors in Low-Voltage Protection Devices. IEEE Transactions on Power Delivery, vol.20, no.1, Jan. 2005, pp. 131- 137 ( SCI884EG, EI 05058823631)
[17] GB/T 19663-2005. Terms of Lightning protection in information system (何金良負責編寫)
[18] GB/T 19856.1-2005. Lightning protection- Communication line—Part I- Optical cables. (何金良負責編寫)
[19] GB/T 19856.2-2005. Lightning line—Part II- Metal conductors. (曾嵘負責編寫)
[20] IEC 62305-1 “Protection against lightning, Part 1: General principles”(何金良參與編寫)
[21] IEC 62305-2 “Protection against lightning, Part 2: Risk management”(何金良參與編寫)
[22] IEC 62305-3 “Protection against lightning, Part 3: Physical damage to structures and life hazard”(何金良參與編寫)
[23] IEC 62305-5 “Protection against lightning, Part 5: Services (何金良參與編寫)
[24] 何金良,曾嵘等.發變電站接地網腐蝕及斷點的診斷方法及其測量、診斷系統. 發明專利ZL 99109622.3,2003.6.4