检索结果-内蒙古大学图书馆

高电压技术 2025年第2期51卷 876-889页

作者：王乐衡孙凯郑泽东李驰巫以凡毕大强清华大学电机系新型电力系统运行与控制全国重点实验室北京100084

随着碳化硅金属-氧化物-半导体场效应管(silicon carbide metal-oxide-silicon field effect transistor,SiC MOSFET)功率器件的市场规模逐渐增大,对快速、准确的SiC MOSFET器件电路仿真模型的需求持续增多。然而,现有的SiC MOSFET模型... 详细信息

随着碳化硅金属-氧化物-半导体场效应管(silicon carbide metal-oxide-silicon field effect transistor,SiC MOSFET)功率器件的市场规模逐渐增大,对快速、准确的SiC MOSFET器件电路仿真模型的需求持续增多。然而,现有的SiC MOSFET模型尚不完善,无法兼顾电流-电压特性的高准确度和高收敛性,且对米勒电容在低漏源电压区域的变化特性建模存在较大误差。为此,提出了一种考虑米勒电容分层耗尽的数据手册驱动型SiC MOSFET模型。首先,在已有文献中不分段电流源模型的基础上,修正模型表达式,提高了电流-电压特性准确度。接着,基于对米勒电容分层耗尽特性物理过程的分析,建立了优化的米勒电容模型以描述全偏压下的电容-电压特性。模型参数可以完全通过数据手册按照参数提取方法和步骤提取,并分析了静态参数变化对动态特性产生影响的机制。最后,以SiC MOSFET器件C3M0021120D为研究对象,在LTspice中搭建器件模型和仿真电路,并与静态特性测试及双脉冲动态特性测试结果进行对比。实验结果表明:所提模型的预测误差均在10%以内,验证了所提模型的有效性,体现了该模型具有被应用于碳化硅电力电子变换器设计与评估的潜力。

关键词：器件建模 SiC MOSFET 收敛性参数提取米勒电容静态特性动态特性

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基于改进热分析和变换器协同设计的大功率高频变压器高速全局优化方法

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中国电机工程学报 2025年第1期45卷 228-238,I0019页

作者：易哲嫄孙凯刘增杨新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

大功率高频变压器是电力电子变压器中的核心部件,其优化设计的全局最优性和计算速度都是关键问题。文中提出基于改进热分析和变换器协同设计的大功率高频变压器高速全局优化方法。针对优化中耗时占比很高的热分析,提出基于换热-热传导... 详细信息

大功率高频变压器是电力电子变压器中的核心部件,其优化设计的全局最优性和计算速度都是关键问题。文中提出基于改进热分析和变换器协同设计的大功率高频变压器高速全局优化方法。针对优化中耗时占比很高的热分析,提出基于换热-热传导两步仿真的改进热分析方法,保证热分析精度的同时,提升热分析计算速度。仿真结果表明,提出的热分析方法与传统方法准确度相似,而计算速度大幅提升。此外,优化过程中,将变换器电路参数与变压器参数共同考虑,引入更多优化变量,从而形成全局优化模型,提升设计方案的优异性;并采用改进热分析方法和遗传算法以提升计算速度,保证了全局优化模型的可计算性。综合以上措施,最终形成系统的大功率高频变压器高速全局优化设计方法。通过一个具体的案例设计和实验结果验证提出的优化方法的有效性。

关键词：大功率高频变压器高速全局优化热分析变换器协同设计遗传算法

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构网型单元异常下的孤岛交直流混合微电网群分布式协同控制策略

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天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2025年第3期58卷 221-236页

作者：贾宏杰张育炜肖迁穆云飞金昱陆文标智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津300072 新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学) 北京100084

当构网型单元处于限功率运行与故障等工况下,传统孤岛交直流混合微电网群分布式协同控制方法易造成交流子微网母线电压与频率失去支撑,进而导致系统失稳.为解决上述问题,本文提出了一种面向构网型单元限功率运行与故障工况的孤岛交直流... 详细信息

当构网型单元处于限功率运行与故障等工况下,传统孤岛交直流混合微电网群分布式协同控制方法易造成交流子微网母线电压与频率失去支撑,进而导致系统失稳.为解决上述问题,本文提出了一种面向构网型单元限功率运行与故障工况的孤岛交直流混合微电网群分布式协同控制策略.当子微网构网型单元处于限功率运行或故障工况时,首先,在构网型单元异常子微网变换器控制层,构网型单元将输出功率钳位于最大值或退出运行,跟网型单元通过与互联变换器进行二次协同控制,实现功率的合理分配;其次,在网间互联变换器控制层,与构网型单元异常子微网相连的互联变换器转为构网型控制模式,为构网型单元异常子微网提供母线电压与频率支撑,其余互联变换器按照正常子微网自身剩余容量分担构网型单元异常子微网所需的支撑功率.多工况下的仿真结果表明,当负荷连续增加,构网型单元处于限功率运行工况时,所提分布式协同控制策略可通过网间互联变换器的变模式运行,实现构网型单元异常子微网交流母线电压与频率的快速恢复、跟网型单元输出功率的精准分配;当构网型单元处于故障工况时,所提分布式协同控制策略可以有效解决构网型单元异常子微网因交流母线电压与频率失去支撑导致的失稳问题.

关键词：孤岛交直流混合微电网群分布式协同控制构网型单元异常运行工况电压与频率支撑功率分配

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面向海上风电高效利用的水下抽水蓄能容量优化配置分析

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电网技术 2024年第4期48卷 1428-1434,I0009,I0010页

作者：王晰苏开元谢小荣新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

为应对以海上风电为代表的海洋新能源并网挑战,水下抽水蓄能(underwater pumped hydro storage,UPHS)受到日益广泛的关注。然而,现有UPHS研究聚焦点距能源电气领域较远,尚无对现实储能工程的容量配置和规划的深入分析。针对此问题,立足(... 详细信息

为应对以海上风电为代表的海洋新能源并网挑战,水下抽水蓄能(underwater pumped hydro storage,UPHS)受到日益广泛的关注。然而,现有UPHS研究聚焦点距能源电气领域较远,尚无对现实储能工程的容量配置和规划的深入分析。针对此问题,立足(准)稳态视角,围绕水下抽蓄的容量优化配置开展研究。首先,明确海上风电-UPHS系统结构,基于水下抽蓄原理与风电出力特性建立系统模型;之后,以最大化投资收益为目标,构建UPHS容量优化配置模型,求解目标算例风速条件下风电机组、水下储能的最佳容量与实时出力;最后,围绕UPHS关键参数对规划结果的影响开展对比分析。结果表明,水下储能的引入可以大幅提升远海风电场的建设规模与投资收益;同时建设尺寸、利用小时数等储能参数亦会对规划结果产生多角度影响。

关键词：水下抽水蓄能水下储能容量配置海上风电

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经LCC-HVDC输电送出系统单端混合等值计算

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中国电机工程学报 2024年第14期44卷 5441-5450,I0001页

作者：王宾何小才新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

现有电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based HVDC,LCC-HVDC)输电系统动态等值计算依赖于送受端电压同步实时量测,无法实现经LCC-HVDC输电送出系统的单端暂态等值计算。论文基于直流系统动态相量等值计算框架,... 详细信息

现有电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based HVDC,LCC-HVDC)输电系统动态等值计算依赖于送受端电压同步实时量测,无法实现经LCC-HVDC输电送出系统的单端暂态等值计算。论文基于直流系统动态相量等值计算框架,提出仅基于逆变侧单端交流电压信息的经LCC-HVDC直流输电送出系统的等值计算方案,论证整流侧准稳态模型+逆变侧动态相量模型的混合等值计算框架的可行性,解决换相失败准确判别等关键问题,仿真对比分析了多场景故障,证明所提出的计算框架在送端交流系统信息缺失的情况下,能实现受端交流线路故障暂态大扰动下经LCC-HVDC输电送出系统响应的准确实时计算。

关键词：高压直流输电动态相量单端等值换相失败

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面向海上风电高效利用的水下抽水蓄能建模与控制

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电网技术 2024年第10期48卷 4167-4173,I0063页

作者：王晰苏开元谢小荣新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

水下抽水蓄能(underwater pumped hydro storage,UPHS)是一种适应海洋环境的新型储能方法。针对此前UPHS模型较为粗略且适用范围窄的问题,构建了水下抽蓄的水力-机械-电气多环节暂态模型并开展相关研究。首先,分析推导UPHS各组成部分(... 详细信息

水下抽水蓄能(underwater pumped hydro storage,UPHS)是一种适应海洋环境的新型储能方法。针对此前UPHS模型较为粗略且适用范围窄的问题,构建了水下抽蓄的水力-机械-电气多环节暂态模型并开展相关研究。首先,分析推导UPHS各组成部分(水泵水轮机、调速器、电机、变流器)的物理模型;其次,分别设计了原动机和并网变流器的控制策略;最后,在单机并网和配合海上风电联合外送两种情形的多样化工况下对UPHS进行电磁暂态仿真,验证了模型的可靠性及其应用于海上风电外送功率平抑的有效性。

关键词：水下抽水蓄能暂态模型全功率变频控制水下储能海上风电

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计及频率动态分布性的新能源机组惯量需求分析

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3500-3507,I0013页

作者：马宁嘉谢小荣李浩志赵靖新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

随着新能源渗透率的提高,电力系统惯量水平逐步下降,频率稳定问题日益突出。为保障系统安全稳定运行,新能源机组应提供惯量支撑,该文提出计及频率动态分布性的新能源机组惯量需求的分析方法。首先,从频率稳定角度阐述了对新能源机组提... 详细信息

随着新能源渗透率的提高,电力系统惯量水平逐步下降,频率稳定问题日益突出。为保障系统安全稳定运行,新能源机组应提供惯量支撑,该文提出计及频率动态分布性的新能源机组惯量需求的分析方法。首先,从频率稳定角度阐述了对新能源机组提出惯量需求的重要意义;其次,明确新能源机组惯量的定义和计算方法;然后,构建反映时空分布特性的电力系统频率响应模型;再而,提出新能源机组惯量需求的分析方法及流程;最后,基于算例系统验证惯量需求分析方法的有效性。

关键词：新型电力系统新能源惯量需求频率动态

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光伏阵列故障诊断技术综述

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电工技术学报 2024年第20期39卷 6526-6543页

作者：王小宇刘波孙凯赵健陈雷上海电力大学电气工程学院上海200082 新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学) 北京100084

首先,该文梳理光伏阵列中不同类型的故障,将其分为组件故障和组件间故障两类,并阐述这些故障类型的特点和成因。其次,基于光伏组件内的单二极管等效电路模型,分析光伏组件在不同辐照度和温度条件下的电压-电流特性变化,并根据故障下电压... 详细信息

首先,该文梳理光伏阵列中不同类型的故障,将其分为组件故障和组件间故障两类,并阐述这些故障类型的特点和成因。其次,基于光伏组件内的单二极管等效电路模型,分析光伏组件在不同辐照度和温度条件下的电压-电流特性变化,并根据故障下电压-电流特性变化情况,将光伏组件故障分为非失配型故障和失配型故障。然后,着重论述现有的光伏阵列故障诊断领域重要技术和前沿研究,按照故障类型特点和检测手段的差异,将诊断技术方法归纳为视觉与成像诊断方法和电气特征参数诊断方法两大类。最后,指出光伏故障诊断技术的不足与发展趋势,为光伏系统智能化运维提供了参考。

关键词：光伏阵列故障类型故障特征视觉与成像诊断方法电气特征参数诊断方法

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考虑频率与电压越限风险的孤岛微电网群分层协调控制策略

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电力系统自动化 2025年第5期49卷 99-108页

作者：张育炜肖迁穆云飞贾宏杰金昱陆文标智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学) 北京市100084

孤岛交直流混合微电网群多采用子微网功率按比例分配方法,其在重负荷接入下面临频率与直流母线电压的越限风险。为解决上述问题,提出了一种分层协调控制策略。首先,构建一种分层控制架构;其次,在微电网群控制层,提出一种基于子微网极限... 详细信息

孤岛交直流混合微电网群多采用子微网功率按比例分配方法,其在重负荷接入下面临频率与直流母线电压的越限风险。为解决上述问题,提出了一种分层协调控制策略。首先,构建一种分层控制架构;其次,在微电网群控制层,提出一种基于子微网极限功率点钳位的微电网群互联变换器功率分配方法,当重负荷接入时,有越限风险的子微网功率钳位于其阈值,保证频率与电压稳态不越限;再次,在子微网控制层,设计一种基于频率与电压微分前馈补偿的子微网瞬时功率控制方法,进一步保证频率与电压动态不越限。基于此,通过建立系统的小信号模型分析关键参数对稳定性的影响,并给出参数的设计过程。最后,多工况下的仿真算例验证了所提方法的有效性与优越性。

关键词：交直流混合微电网频率越限风险电压越限风险分层协调控制功率分配小信号模型

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高空风力发电系统能量捕获及变换技术：现状与展望

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中国电机工程学报 2024年

作者：姜阳陆超袁志昌郭佩乾刘迪新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系)

高空风能系统(high altitude wind energy system，HAWES)具备有功出力稳定、容量系数高、可移动性强以及环境友好等特点，是新能源领域备受关注的方向之一。尽管其应用潜力巨大，当前HAWES技术研究与应用仍处于初级阶段，示范应用相对... 详细信息

高空风能系统(high altitude wind energy system，HAWES)具备有功出力稳定、容量系数高、可移动性强以及环境友好等特点，是新能源领域备受关注的方向之一。尽管其应用潜力巨大，当前HAWES技术研究与应用仍处于初级阶段，示范应用相对较少，并网容量有限。为此，本文首先对国内外采用HAWES技术的示范应用开展了系统梳理与分析，重点关注HAWES中的系留电缆、电机—风力机组、电力电子变换器(power electronic converter，PEC)和储能装置等能量捕获及变换设备，对各核心装备及其控制方法进行了总结与综述。结合现有风电并网技术与大容量电力电子设备方案，提出了采用中压交流发电—中压直流输电技术的万米级大容量HAWES技术方案，分析系留电缆、永磁同步电机(permanent magnet synchronous generator，PMSG)与PEC设备设计需求与难点，并提出了能量捕获及变换系统中电气设备的设计需求和技术路线。最后，对万米级大容量HAWES并网方案的应用前景进行了展望。

关键词：高空风能系统系留电缆永磁同步电机电力电子变换器直流传输新能源并网

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