電力設(shè)備運(yùn)行安全是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，而在電力系統(tǒng)事故中，由絕緣損壞導(dǎo)致的設(shè)備故障占比高達(dá)30%。因此，研究絕緣材料的劣化過程和損壞機(jī)理以改善絕緣特性，已成為電力系統(tǒng)特別是高電壓與絕緣技術(shù)領(lǐng)域的重要研究方向。然而，隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行電壓、容量的進(jìn)一步提高以及與能源互聯(lián)網(wǎng)的交叉融合，新一代電網(wǎng)屬性對輸變電裝備絕緣設(shè)計提出了空前挑戰(zhàn)，原實(shí)現(xiàn)手段的局限性也逐漸顯現(xiàn)出來，這使得傳統(tǒng)以實(shí)驗(yàn)為主的高電壓技術(shù)學(xué)科框架面臨新的轉(zhuǎn)型，而趨向于定量化的理論體系構(gòu)建和仿真技術(shù)拓展。近來有專家提出“計算高電壓工程學(xué)”的概念，筆者認(rèn)為其研究范疇可綜合電氣科學(xué)、量子力學(xué)、材料物理和計算化學(xué)等多個交叉學(xué)科的定量解析技術(shù)手段，利用電子計算機(jī)和離散化數(shù)值方法對高電壓工程的科學(xué)技術(shù)問題進(jìn)行數(shù)值模擬和分析，從而形成新的交叉學(xué)科分支，如圖1 所示。就該分支的基本要素而言，目前主要由以分子模擬為代表的微觀機(jī)理仿真、以多物理場模擬為代表的介觀機(jī)制仿真以及以電磁暫態(tài)分析為代表的宏觀特性仿真等構(gòu)成。
20 世紀(jì)八九十年代以來，隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，利用計算機(jī)構(gòu)建分子模型以模擬分子結(jié)構(gòu)、動態(tài)行為以及分子體系物化性質(zhì)的“ 分子（Molecular Simulation）”輔助實(shí)驗(yàn)仿真技術(shù)，成為繼實(shí)驗(yàn)方法、理論方法之后的第三個重要科學(xué)方法，對未來科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，將起到越來越重要的支撐作用。計算機(jī)分子模擬與實(shí)驗(yàn)方法和理論方法不同，它是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上根據(jù)基本原理構(gòu)筑起一套模型與算法，從而計算出合理的分子靜態(tài)結(jié)構(gòu)并模擬分子體系的動態(tài)行為。分子模擬法可以模擬現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)方法尚無法考察的物理現(xiàn)象和物理過程，從而發(fā)展出新的理論。分子模擬還可研究化學(xué)反應(yīng)的路徑、過渡態(tài)、反應(yīng)機(jī)理等問題，代替以往的化學(xué)合成、裂解反應(yīng)、結(jié)構(gòu)分析、物理檢測等實(shí)驗(yàn)手段，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)短周期、低成本的新材料設(shè)計。
在高電壓與絕緣技術(shù)領(lǐng)域，利用分子模擬技術(shù)仿真計算絕緣系統(tǒng)在特定溫度、電場等工況下的反應(yīng)過程，從微觀機(jī)制角度揭示絕緣材料的劣化與損壞過程，可為工程化的大尺度應(yīng)用提供不可或缺的理論基礎(chǔ)與技術(shù)方法，同時也能從分子層面為特殊材料的研發(fā)提供理論支撐。
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分子模擬技術(shù)在高電壓絕緣領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展_李慶民.pdf
20 世紀(jì)八九十年代以來，隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，利用計算機(jī)構(gòu)建分子模型以模擬分子結(jié)構(gòu)、動態(tài)行為以及分子體系物化性質(zhì)的“ 分子（Molecular Simulation）”輔助實(shí)驗(yàn)仿真技術(shù)，成為繼實(shí)驗(yàn)方法、理論方法之后的第三個重要科學(xué)方法，對未來科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，將起到越來越重要的支撐作用。計算機(jī)分子模擬與實(shí)驗(yàn)方法和理論方法不同，它是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上根據(jù)基本原理構(gòu)筑起一套模型與算法，從而計算出合理的分子靜態(tài)結(jié)構(gòu)并模擬分子體系的動態(tài)行為。分子模擬法可以模擬現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)方法尚無法考察的物理現(xiàn)象和物理過程，從而發(fā)展出新的理論。分子模擬還可研究化學(xué)反應(yīng)的路徑、過渡態(tài)、反應(yīng)機(jī)理等問題，代替以往的化學(xué)合成、裂解反應(yīng)、結(jié)構(gòu)分析、物理檢測等實(shí)驗(yàn)手段，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)短周期、低成本的新材料設(shè)計。
在高電壓與絕緣技術(shù)領(lǐng)域，利用分子模擬技術(shù)仿真計算絕緣系統(tǒng)在特定溫度、電場等工況下的反應(yīng)過程，從微觀機(jī)制角度揭示絕緣材料的劣化與損壞過程，可為工程化的大尺度應(yīng)用提供不可或缺的理論基礎(chǔ)與技術(shù)方法，同時也能從分子層面為特殊材料的研發(fā)提供理論支撐。
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大規(guī)模風(fēng)電匯集地區(qū)
基于虛擬阻抗的雙饋
