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中国电机工程学报 2025年第10期45卷 3764-3774,I0014页

作者：苏开元魏澈邱银锋李国香谢小荣车久玮新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学) 北京市海淀区100084 中海油研究总院有限责任公司北京市朝阳区100028

随着高比例新能源接入、燃气轮发电机逐步退出,海上油田群电网频率稳定问题凸显,该问题有望使用构网型储能改善。为研究构网型储能接入电网的频率稳定性,首先明确其控制策略,考虑变流器控制参数、原动机-调速器响应速度等,根据构网型储... 详细信息

随着高比例新能源接入、燃气轮发电机逐步退出,海上油田群电网频率稳定问题凸显,该问题有望使用构网型储能改善。为研究构网型储能接入电网的频率稳定性,首先明确其控制策略,考虑变流器控制参数、原动机-调速器响应速度等,根据构网型储能与海上油田群电网的功率-频率-功角关系建立等值频率响应模型;然后,对等值模型进行简化并确定其闭式解,从频率变化率、频率最低点、系统惯量、频率波动4方面分析系统频率稳定性,明确惯性参数、调频系数和虚拟阻抗的影响;最后,以某实际海上油田群电网为例,利用仿真验证所提方法的有效性。进一步分析跟网/构网型储能在频率支撑能力上的区别,以期为提升高比例新能源海上油田群电网的频率稳定特性提供一定技术支撑。

关键词：海上油田群电网频率稳定惯量构网型储能

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混凝土大坝活动裂纹电磁监测系统研制

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中国测试 2025年第1期51卷 90-96页

作者：张敬华彭丽莎李世松刘旭菲黄松岭清华大学电机系北京100084 清华大学新型电力系统运行与控制全国重点实验室北京100084

为解决混凝土大坝活动裂纹识别成功率低、监测难度大的技术问题,提出一种新型混凝土大坝活动裂纹电磁监测系统。该电磁监测系统利用电磁监测传感器将混凝土大坝活动裂纹产生的微弱电磁辐射信号转化为电压信号,搭建信号调理模块实现10 kH... 详细信息

为解决混凝土大坝活动裂纹识别成功率低、监测难度大的技术问题,提出一种新型混凝土大坝活动裂纹电磁监测系统。该电磁监测系统利用电磁监测传感器将混凝土大坝活动裂纹产生的微弱电磁辐射信号转化为电压信号,搭建信号调理模块实现10 kHz~1 MHz频段的微弱电压信号的多级放大和滤波,借助无线通信模块和云平台实现电磁辐射信号的无线传输和云端存储,在中控模块中采用LabVIEW构建软件系统,识别和监测活动裂纹电磁辐射信号,定位活动裂纹位置。通过实验确定了电磁监测系统的信噪比和定位误差,实验结果表明所研制的电磁监测系统可监测在传感器2 m范围内的混凝土大坝活动裂纹,为混凝土大坝的安全稳定运行提供保障。

关键词：混凝土大坝活动裂纹电磁辐射监测系统信号处理

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基于元启发式算法的新能源电力系统振荡稳定性最差工况搜索方法

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中国电力 2025年第3期58卷 65-72页

作者：汪林光李旭涛任勇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) 北京100084 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川750002

随着新能源的广泛接入,由电力电子设备与电网间相互作用引发的振荡问题日益凸显。在电力系统运行规划过程中,需要对恶劣工况下系统振荡风险展开评估。因而如何找到最恶劣工况,成为亟待解决的关键问题。提出了一种基于元启发式算法的新... 详细信息

随着新能源的广泛接入,由电力电子设备与电网间相互作用引发的振荡问题日益凸显。在电力系统运行规划过程中,需要对恶劣工况下系统振荡风险展开评估。因而如何找到最恶劣工况,成为亟待解决的关键问题。提出了一种基于元启发式算法的新能源电力系统振荡稳定性最差工况搜索方法。根据所研究的系统选择工况变量,采用对数导数法构建振荡稳定性分析函数,选择元启发式算法并辨识系统振荡最差工况,最后,根据系统振荡最差工况分析系统振荡风险。将该方法应用于某实际大规模风电接入系统,计算得到该系统的振荡最差工况并评估了系统振荡风险。

关键词：新能源并网振荡风险评估最差工况搜索元启发式算法

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极端静稳天气事件下电力系统风险评估与管控

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电力系统自动化 2025年第4期49卷 42-52页

作者：姜海洋蒋明华丁坤杜尔顺兰焮尧方宇晨张宁康重庆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 国网甘肃省电力公司经济技术研究院甘肃省兰州市730030 清华大学低碳能源实验室北京市100084

新能源电量高占比下,极端气象事件给电力生产带来了极大的风险与挑战。在这些极端气象事件中,极端静稳天气作为一种特殊大气特征,容易导致连续多日新能源持续低出力的极端场景,严重影响新型电力系统长周期供需平衡。针对极端静稳天气造... 详细信息

新能源电量高占比下,极端气象事件给电力生产带来了极大的风险与挑战。在这些极端气象事件中,极端静稳天气作为一种特殊大气特征,容易导致连续多日新能源持续低出力的极端场景,严重影响新型电力系统长周期供需平衡。针对极端静稳天气造成的电力长周期供需不平衡风险,从优化规划的角度提出风险量化评估与管控方法。首先,定义面向电力安全保供的极端静稳天气,辨识和选取极端场景。然后,基于提取得到的场景进行电力生产模拟,构建电力长周期供需不平衡评价指标体系。在此基础上,提出基于机会约束的极端静稳天气下长周期供需不平衡风险评估模型。最后,将上述模型嵌入传统电力规划模型,实现面向长周期供需不平衡风险管控的长周期灵活性资源优化配置,并基于IEEE RTS-79算例分析论证了所提方法的有效性,并探究了长时储能在管控极端静稳天气下长周期供需不平衡风险方面的作用。

关键词：新型电力系统静稳天气供需平衡风险评估风险管控长时储能

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适应风速随机性的变速风电机组超速减载调频控制策略及调频效果分析

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电力自动化设备 2024年第06期 79-87页

作者：杨起珍陈磊蹇傲霖奥博宇闵勇清华大学电机工程与应用电子技术系新型电力系统运行与控制全国重点实验室

变速风电机组在大功率扰动随机风速场景下进行超速减载调频时存在转子失速的风险，可能导致系统频率二次跌落。为此，推理得出最优功率上限形式，其既能避免转子失速，又能最充分地发挥风机的调频能力，且对风速波动的敏感度低。基于最... 详细信息

变速风电机组在大功率扰动随机风速场景下进行超速减载调频时存在转子失速的风险，可能导致系统频率二次跌落。为此，推理得出最优功率上限形式，其既能避免转子失速，又能最充分地发挥风机的调频能力，且对风速波动的敏感度低。基于最优功率上限形式，提出适应风速随机性的超速减载调频控制策略，并证明该策略能够避免转子失速。基于所提策略推导出系统临界功率扰动满足的方程式，只要系统功率扰动不超过临界值，功率上限就不会对频率最低点与平均频率变化率造成影响。建立了四机两区域仿真模型，验证了所提策略及临界功率扰动计算方法的有效性，所提策略能够在大功率扰动随机风速场景下避免转子失速并取得最优的调频效果。

关键词：变速风电机组超速减载调频功率上限保护风速随机性转子失速

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考虑锁相环动态的VSC暂态过电压解析计算与参数影响分析

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电力系统自动化 2024年

作者：骆舒婕陈磊赵博元闵勇新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机工程与应用电子技术系)

随着新能源发电等电力电子设备在电力系统中的占比持续提高，电网强度逐渐变弱，在交流短路故障后极易产生暂态过电压，引发连锁故障。文中基于电压源变流器低电压穿越控制模型，首先，分析了暂态过电压产生机理及锁相环动态对暂态过电... 详细信息

随着新能源发电等电力电子设备在电力系统中的占比持续提高，电网强度逐渐变弱，在交流短路故障后极易产生暂态过电压，引发连锁故障。文中基于电压源变流器低电压穿越控制模型，首先，分析了暂态过电压产生机理及锁相环动态对暂态过电压的影响。其次，基于锁相环控制方程，求解故障三阶段锁相环相位的近似解析解，进而，由电压相量图推导暂态过电压解析式。然后，通过过电压解析式，得到控制参数对故障清除后暂态过电压水平影响的连续变化趋势。最后，利用MATLAB电磁暂态仿真，验证了所求并网点电压解析式及参数影响过电压机理相关结论的有效性。

关键词：电压源变流器暂态过电压低电压穿越切换延迟锁相环解析解

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考虑生产环节内特性的工业负荷调峰优化运行及二次调频能力评估

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电网技术 2024年

作者：杨梓轩陈磊郝玲徐飞闵勇清华大学电机工程与应用电子技术系新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学)

工业负荷调节容量大、响应速度快、控制简单，通信方便，具有巨大的可调节潜力。本文提出一种以电解铝为代表的温控型工业负荷调峰及其二次调频能力评估模型。首先，建立考虑温度约束的工业负荷生产环节内特性模型；然后，结合所提的工... 详细信息

工业负荷调节容量大、响应速度快、控制简单，通信方便，具有巨大的可调节潜力。本文提出一种以电解铝为代表的温控型工业负荷调峰及其二次调频能力评估模型。首先，建立考虑温度约束的工业负荷生产环节内特性模型；然后，结合所提的工业负荷内特性模型，建立工业负荷参与电网调峰模型，计算工业负荷的日运行曲线；最后，建立工业负荷二次调频能力评估模型，在日运行曲线的基础上，对工业负荷的二次调频能力进行评估，确定其在一段时间内的功率可调控区间，从而为二次调频功率分配提供依据。结果表明，温控型工业负荷因其巨大的热惯性而具备优质的调节能力，为电力系统的调峰和调频提供了大容量、可持续的优质调节资源。

关键词：负荷建模温控型工业负荷调峰二次调频能力评估

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分布式光伏集群发电功率波动模式识别与超短期概率预测

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上海交通大学学报 2024年第9期58卷 1334-1343页

作者：王于波郝玲徐飞陈文彬郑利斌陈磊闵勇北京智芯微电子科技有限公司北京102200 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 清华大学新型电力系统运行与控制全国重点实验室北京100084

分布式光伏功率不确定性的量化评估对于配电网安全稳定运行具有重要意义.考虑到不同出力波动模式下功率特性差异显著,为得出适应功率波动模式的预测模型并对功率不确定性进行精细化评估,提出一种分布式光伏集群发电功率波动模式识别与... 详细信息

分布式光伏功率不确定性的量化评估对于配电网安全稳定运行具有重要意义.考虑到不同出力波动模式下功率特性差异显著,为得出适应功率波动模式的预测模型并对功率不确定性进行精细化评估,提出一种分布式光伏集群发电功率波动模式识别与超短期概率预测方法.首先,综合卫星云图和光伏功率数据,通过出力波动的特征提取构建波动模式识别模型,实现对波动规律的挖掘.在此基础上,通过分类建模考虑不同波动模式的可预测性差异及波动模式与预测误差的关联关系,使预测区间宽度能更好地适应预测误差分布特征.由此实现对不同波动模式下功率不确定性的精细化考虑,从而提高概率预测精度,为电网调度提供更多参考,削弱分布式光伏功率强波动性对电力系统的影响.

关键词：分布式光伏功率预测深度学习模式识别概率预测

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高压输电杆塔接地极腐蚀缺陷混频SH导波检测方法

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电工技术学报 2025年第2期40卷 376-386页

作者：彭丽莎孙洪宇李世松王珅黄松岭清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 北京交通大学物理科学与工程学院北京100044 新型电力系统运行与控制全国重点实验室北京100084

高压输电杆塔接地极作为雷电流、工频故障电流和感应电流等异常电流的关键传导通道,对于保障电力线路的安全稳定运行具有重要作用。然而,接地极腐蚀缺陷的存在将严重影响其正常的散流功能,威胁电力系统安全稳定运行,甚至人身安全。针对... 详细信息

高压输电杆塔接地极作为雷电流、工频故障电流和感应电流等异常电流的关键传导通道,对于保障电力线路的安全稳定运行具有重要作用。然而,接地极腐蚀缺陷的存在将严重影响其正常的散流功能,威胁电力系统安全稳定运行,甚至人身安全。针对高压输电杆塔接地极腐蚀缺陷的远距离、小缺陷高灵敏度检测难题,该文提出一种高压输电杆塔接地极腐蚀缺陷混频SH导波检测方法。设计了一种基于变间距永磁阵列的新型混频SH导波换能器结构,并通过仿真和实验验证了混频SH导波检测的可行性。进一步将所提方法与传统的单频SH导波检测方法进行比对,结果表明所提出的SH导波检测方法相比于传统方法对远距离、小缺陷具有更高的灵敏度检测和更好的检测效果。

关键词：高压输电杆塔接地极电磁超声导波混频SH导波缺陷检测

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城市轨道交通柔性直流牵引供电系统钢轨电位快速计算方法

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中国电机工程学报 2023年第14期43卷 5311-5318页

作者：叶润峰魏应冬李占赫李笑倩陆超白雪莲新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机工程与应用电子技术系) 北京市海淀区100084

近年来,柔性直流牵引供电系统由于能够灵活控制电压,提高再生能量利用率,越来越受重视。钢轨电位是柔性直流牵引供电系统设计的重要依据和安全稳定运行的重要指标。由于全控变流器和协同控制的引入,柔直系统钢轨电位分布特性与传统系统... 详细信息

近年来,柔性直流牵引供电系统由于能够灵活控制电压,提高再生能量利用率,越来越受重视。钢轨电位是柔性直流牵引供电系统设计的重要依据和安全稳定运行的重要指标。由于全控变流器和协同控制的引入,柔直系统钢轨电位分布特性与传统系统有显著差异,并且在钢轨电位计算精度和速度方面提出更高要求,有必要研究柔直系统钢轨电位的高效建模计算方法。文中提出一种接触网与回流网解耦的两阶段潮流计算法,提高柔直系统潮流计算的效率,并基于此分析钢轨电位的时空分布特性,发现钢轨电位的重要影响因素为柔直系统的端口电压,为钢轨电位实时抑制控制策略提供一定理论基础。

关键词：柔性直流牵引供电系统钢轨电位潮流计算协同控制

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