检索结果-内蒙古大学图书馆

清华大学学报（自然科学版） 2022年第10期62卷 1721-1729页

作者：易佩景志滨徐飞陈磊齐军姜希伟高旭泽清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084 内蒙古电力(集团)有限责任公司呼和浩特010010

随着新能源大规模接入电网,电力系统惯量逐渐减小,系统频率安全受到严重威胁。该文采用“临界惯量”来量化发生临界故障后,为了维持系统稳定所需的最小惯量。首先,提出了一种解析化的频率安全计算方法,通过构造频差曲线,基于平均系统开... 详细信息

随着新能源大规模接入电网,电力系统惯量逐渐减小,系统频率安全受到严重威胁。该文采用“临界惯量”来量化发生临界故障后,为了维持系统稳定所需的最小惯量。首先,提出了一种解析化的频率安全计算方法,通过构造频差曲线,基于平均系统开环模型,给出了频率安全约束计算式。然后,基于频率安全约束、频率变化率(RoCoF)约束与机组调节功率约束,将系统临界惯量计算转化为优化问题的求解。最后,采用仿真系统验证了该临界惯量计算方法的有效性与准确性。仿真结果表明:机组可调节功率范围越大,临界惯量越小,因此通过增大机组备用容量可以减小系统临界惯量。

关键词：临界惯量构造频差曲线频率安全约束频率变化率约束调节功率约束

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工业尺寸固体氧化物燃料电池高效及阳极安全运行条件研究

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化学学报 2022年第8期80卷 1091-1099页

作者：王怡戈李航越吕泽伟韩敏芳孙凯华清华大学能源与动力工程系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 清华大学能源与动力工程系燃料电池与储能研究中心北京100084 徐州华清京昆能源有限公司徐州221001

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种清洁高效的能源转化装置,如何提高SOFC的发电效率,并保证阳极不发生局部氧化,是工业界与学术界的焦点问题之一.建立了工业尺寸SOFC的效率测试与评价方法,通过对比多组高燃料利用... 详细信息

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种清洁高效的能源转化装置,如何提高SOFC的发电效率,并保证阳极不发生局部氧化,是工业界与学术界的焦点问题之一.建立了工业尺寸SOFC的效率测试与评价方法,通过对比多组高燃料利用率下的电池效率测试结果,发现在相同燃料利用率下,电压会随电流的增大而下降.因此,较低的电流有利于达到更高的效率,较大的电流则有利于输出更高的功率.此外,研究了高燃料利用率下放电时电压波动与阳极局部氧化的关联,通过分析阳极Ni的临界氧化条件,提出了避免发生阳极局部氧化的电池安全运行条件:电池的输出电压应高于Ni的临界氧化电动势.基于所采用的电池和测试参数,发现在各个电流及温度下,SOFC发电效率大于50%时,对应的燃料利用率一般在77%~90%这一区间内,当燃料利用率为87.10%时,电池具有最大的发电效率.尽管对于不同材料、结构和制备工艺的SOFC,其最高效率所对应的工况会有所差异,但所提出的效率测试及评价方法和阳极安全运行的判断条件具有一定的普适性,可以根据实际需求中高功率、高效率及长期稳定运行的重要程度,确定相应的高效及阳极安全运行条件.

关键词：固体氧化物燃料电池高效率高燃料利用率阳极局部氧化安全运行条件

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电网短路故障下双馈风电机组传动链扭振疲劳可靠性分析

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太阳能学报 2022年第2期43卷 380-388页

作者：仇世龙李辉龚立娇王宾柴兆森司金冬石河子大学机械电气工程学院石河子832003 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044 电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084

双馈风电机组电气故障扰动引起的电磁转矩波动易造成轴系传动链扭振疲劳,有必要研究电网短路故障对机组传动链扭振疲劳可靠性的影响。首先建立考虑关键部件柔性的传动链有限元模型,通过模态分析获取传动扭振模态。其次基于集中质量法,... 详细信息

双馈风电机组电气故障扰动引起的电磁转矩波动易造成轴系传动链扭振疲劳,有必要研究电网短路故障对机组传动链扭振疲劳可靠性的影响。首先建立考虑关键部件柔性的传动链有限元模型,通过模态分析获取传动扭振模态。其次基于集中质量法,建立机电耦合模型,以电网短路故障为扰动因素,仿真分析电网短路故障下电磁转矩动态响应。最后将电网短路故障下发电机电磁转矩扰动作为激励,借助ANSYS Designlife平台构建传动链扭振疲劳可靠性模型,分析机组传动链在电网短路故障下电磁转矩波动对扭振疲劳可靠性的影响。结果表明:三相接地故障时电磁转矩波动最剧烈,对传动链的疲劳可靠性影响更大;电网发生短路故障时,电磁转矩中存在低频分量可与高速轴的扭振模态耦合,激发高速轴的扭振,加剧高速轴的疲劳损伤;电磁转矩激发的扭振具有传递效应,越靠近发电机的部件扭振越明显,可靠性越低。

关键词：风电机组传动链双馈扭振有限元疲劳寿命可靠性

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基于控制硬件在环测试的风电次/超同步振荡风险评估

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中国电机工程学报 2022年第15期42卷 5497-5505页

作者：马宁宁杜维柱刘朋印李蕴红刘威谢小荣电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京市西城区100045

风电机组变流器引起的次/超同步振荡是制约风电大规模消纳的重要因素之一。为确保风电系统的安全稳定运行,风电机组并网前需对其进行次/超同步振荡“适网性”分析,以评估系统发生次/超同步振荡的潜在风险。然而,对于控制结构或关键参数... 详细信息

风电机组变流器引起的次/超同步振荡是制约风电大规模消纳的重要因素之一。为确保风电系统的安全稳定运行,风电机组并网前需对其进行次/超同步振荡“适网性”分析,以评估系统发生次/超同步振荡的潜在风险。然而,对于控制结构或关键参数未知的风电机组变流器,难以直接建立详尽的数学模型进行次/超同步振荡分析。为解决上述问题,研制了频率耦合阻抗模型测试仪(impedance model testing instrument,IMTI),借助外部激励响应特性辨识风电机组的频域耦合阻抗模型,基于该模型从次/超同步振荡稳定性角度出发评估风电机组的“适网性”;并借助实时数字仿真器(real-time digital simulator,RTDS)构建控制硬件在环(controller hardware in loop,CHIL)测试平台,对某商用风电机组控制器进行次/超同步振荡风险分析。最后,通过电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC验证了硬件在环测试结果的正确性。

关键词：次/超同步振荡阻抗模型控制硬件在环测试阻抗模型测试仪适网性分析

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高压交流输电线路地线磁感应取能方法

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南方电网技术 2021年第10期15卷 95-101页

作者：邹军马晨珞电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084

在线监测设备在电网的安全可靠运行中发挥着越来越重要的作用,为方便高效地给在线监测设备供能,利用了输电线路的磁感应效应从地线收集能量。通过多个算例说明,该取能方法基本可以满足在线监测设备的用能需求,同时线路电流、档距、杆塔... 详细信息

在线监测设备在电网的安全可靠运行中发挥着越来越重要的作用,为方便高效地给在线监测设备供能,利用了输电线路的磁感应效应从地线收集能量。通过多个算例说明,该取能方法基本可以满足在线监测设备的用能需求,同时线路电流、档距、杆塔接地电阻和导地线位置关系等因素也可能影响取能效率。本文针对地线磁感应取能方案作了深入探讨,为后续优化地线取能方案以投入实用奠定了基础。

关键词：输电线路地线取能磁感应在线监测

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表面改性聚丙烯薄膜的制备与介电/储能特性研究

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绝缘材料 2022年第5期55卷 49-55页

作者：平江波冯启琨郑明胜裴家耀党智敏清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

为了提高聚丙烯薄膜的电容量和能量密度,采用高介电常数纳米颗粒与丙烯酸酯类粘结剂的混合浆料对聚丙烯薄膜进行表面改性,与改性前聚丙烯薄膜的性能作对比分析,探讨了基膜拉伸工艺、表面改性温度、高介电纳米颗粒尺寸3个因素对改性聚丙... 详细信息

为了提高聚丙烯薄膜的电容量和能量密度,采用高介电常数纳米颗粒与丙烯酸酯类粘结剂的混合浆料对聚丙烯薄膜进行表面改性,与改性前聚丙烯薄膜的性能作对比分析,探讨了基膜拉伸工艺、表面改性温度、高介电纳米颗粒尺寸3个因素对改性聚丙烯薄膜性能的影响。结果表明:改性后,1 kHz下聚丙烯薄膜的介电常数从2.20增大到2.89,500 kV/mm电场下储能密度从2.56 J/cm^(3)增加到3.29 J/cm^(3),提升了28.5%。同时,改性后的聚丙烯薄膜在20~120℃区间内保持着稳定的介电性能,其1 kHz下的介电常数变化幅度小于6.9%。本研究采用简单易行的溶液法对聚丙烯薄膜进行改性,具备规模化制备的可行性,对实现高储能密度电介质材料的规模化制备具有一定的参考价值。

关键词：聚丙烯薄膜电容器表面改性高储能密度工业规模化

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应用于光纤的高压隔离开关状态识别技术

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传感器与微系统 2024年第8期43卷 160-164页

作者：袁伟赵玉凯李杨龚玉辛张勇周宏森云南电网有限责任公司玉溪供电局云南玉溪653100 国家电网有限公司国网直流技术中心北京100052 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084

为了解决传统高压隔离开关状态检测方法中无法直接获取分合闸状态的问题,设计了一种应用于光纤的高压隔离开关角度测量传感器,通过最小二乘法,对传感器的输入输出特性曲线进行拟合,采用曲线拟合法进行非线性补偿,以降低传感器的非线性... 详细信息

为了解决传统高压隔离开关状态检测方法中无法直接获取分合闸状态的问题,设计了一种应用于光纤的高压隔离开关角度测量传感器,通过最小二乘法,对传感器的输入输出特性曲线进行拟合,采用曲线拟合法进行非线性补偿,以降低传感器的非线性误差。并建立了基于二元回归分析的温度补偿模型对传感器进行温度补偿。实验结果表明:采用曲线拟合法进行非线性补偿后,传感器的非线性误差从15.7%降至5.7%。进行温度补偿后的零位温度系数降低了近3倍,灵敏度温度系数降低了9倍以上,相对误差降低了4.52个百分点,且传感器的平均绝对误差为0.49%,满足设计需求。

关键词：高压隔离开关反射式光纤角度传感器最小二乘法曲线拟合

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高比例电力电子电力系统稳定性的统一性判据研究(一):场站稳定判据

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中国电机工程学报 2022年第6期42卷 1713-1723页

作者：孙华东王一鸣高磊郭强许涛宋瑞华李亚楼贺静波中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 国家电力调度控制中心北京市西城区100031

新版《电力系统安全稳定导则》明确提出“新能源场站短路比应达到合理水平”,但目前仍欠缺具体的评价方法和标准,无法有效量化电力电子电源集群接入交流电网的稳定程度。针对上述问题,提出一种面向电力电子电源场站稳定性分析的统一性... 详细信息

新版《电力系统安全稳定导则》明确提出“新能源场站短路比应达到合理水平”,但目前仍欠缺具体的评价方法和标准,无法有效量化电力电子电源集群接入交流电网的稳定程度。针对上述问题,提出一种面向电力电子电源场站稳定性分析的统一性稳定判据。首先,论述了动态统一性指标的定义和指标特性,并基于鲁棒控制理论和多变量频域控制理论提出并网系统的稳定性判据,实现了电磁尺度的稳定性风险精确度量;其次,在忽略电力电子电源、电网及其控制系统动态特性的条件下,将动态统一性指标退化为基于机电尺度相量模型的静态统一性指标,实现了高效率的稳定性风险初筛;再次,构造用于场站稳定性风险初筛和精确度量的两维统一性稳定指标,提升了场站稳定性评估的效率和准确率。最后,基于我国西北地区的案例验证表明,该文提出的统一性稳定判据可有效量化场站并网系统的安全稳定性。

关键词：高比例电力电子电力系统稳定性分析统一性稳定判据鲁棒控制理论多变量频域控制理论

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烧结温度对SnO_(2)压敏电阻电气性能的影响

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电瓷避雷器 2023年第3期 141-145页

作者：孙冠岳赵洪峰周远翔谢清云新疆大学电气工程学院电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室风光储分室乌鲁木齐830046 清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 西安西电避雷器有限公司西安710200

文章研究了烧结温度对SnO_(2)压敏电阻微观结构和电学性能的影响。通过XRD和SEM观察到烧结温度对样品致密化和晶粒尺寸具有很大影响。通过C-V曲线、E-J曲线及复阻抗图谱计算各电学参数。当烧结温度为1250℃时,样品的电压梯度为762.27 V/... 详细信息

文章研究了烧结温度对SnO_(2)压敏电阻微观结构和电学性能的影响。通过XRD和SEM观察到烧结温度对样品致密化和晶粒尺寸具有很大影响。通过C-V曲线、E-J曲线及复阻抗图谱计算各电学参数。当烧结温度为1250℃时,样品的电压梯度为762.27 V/mm,非线性系数为36.59,泄漏电流为3.27μA/cm^(2)。在烧结过程中,形成的氧空位和深层缺陷提高了界面态密度,进一步提高了势垒高度。晶界势垒的提高会提高非线性系数,减小泄漏电流。

关键词： SnO_(2) 压敏电阻电学性能微观结构烧结温度

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一种高效鲁棒的低阶迭代通量线方法求解高压直流输电线路离子流场

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电工技术学报 2021年第8期36卷 1718-1725页

作者：张建功万保权程启问邹军中国电力科学研究院有限公司电网环境保护国家重点实验室武汉430074 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084

迭代通量线方法是一种被广泛应用于求解高压直流输电线路下离子流问题的方法,在每根流线上需要求解一个多变量的最小二乘优化问题。该文从迭代通量线方法出发,结合递推格式将每根流线上问题简化为单变量优化问题,从而使得通量线方法的... 详细信息

迭代通量线方法是一种被广泛应用于求解高压直流输电线路下离子流问题的方法,在每根流线上需要求解一个多变量的最小二乘优化问题。该文从迭代通量线方法出发,结合递推格式将每根流线上问题简化为单变量优化问题,从而使得通量线方法的计算规模被大大减小。实验表明,该文所提方法能够有效提高求解效率和在不同初值下的鲁棒性。该文提出的低阶迭代通量线方法能够有效应用于具有复杂几何结构的离子流模型。

关键词：离子流合成电场高压直流输电线路迭代通量线法

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