检索结果-内蒙古大学图书馆

电力系统自动化 2024年第8期48卷 14-29页

作者：郝玲陈磊黄怡涵徐飞徐达睿陈群闵勇清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 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 清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室北京市100084

频率稳定是未来新型电力系统运行的最关键要求之一。中国的能源禀赋决定了燃煤火电机组是最核心、最可靠的一次调频资源。然而,燃煤火电已开始出现一次调频能力不足的趋势。为了满足当前和长远发展的需要,文中综述了燃煤火电在一次调频... 详细信息

频率稳定是未来新型电力系统运行的最关键要求之一。中国的能源禀赋决定了燃煤火电机组是最核心、最可靠的一次调频资源。然而,燃煤火电已开始出现一次调频能力不足的趋势。为了满足当前和长远发展的需要,文中综述了燃煤火电在一次调频领域所面临的挑战、研究现状和关键科学问题。首先,总结了新型电力系统发展背景下火电一次调频的4个重要趋势,分析了下一步调频在电网和火电厂运行中的不足,提炼出提高一次调频能力和快速准确模拟调频的关键挑战。其次,从电网和火电厂运行的双向视角,综述了调频能力提升和调频动态仿真的研究现状和存在的问题。最后,结合上述挑战和瓶颈,展望了未来新型电力系统火电一次调频的关键技术问题。

关键词：新型电力系统火电机组一次调频建模仿真动态建模协同优化

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新能源经柔直送出系统的次同步振荡分析与抑制

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 2945-2954,I0001页

作者：李浩志谢小荣刘芮彤姜齐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 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院辽宁省沈阳市110006

2020年9—10月份,我国华北地区某新能源经柔直送出系统出现了2~6 Hz的持续振荡,导致风电机组频繁脱网和设备损坏。该文利用现场录波数据建立系统等效阻抗网络模型,解释次同步振荡的发生原因。为解决该问题,提出在风电机组变流器控制中... 详细信息

2020年9—10月份,我国华北地区某新能源经柔直送出系统出现了2~6 Hz的持续振荡,导致风电机组频繁脱网和设备损坏。该文利用现场录波数据建立系统等效阻抗网络模型,解释次同步振荡的发生原因。为解决该问题,提出在风电机组变流器控制中嵌入次同步陷波环节的振荡抑制方法,依据实测数据进行参数设计,并进行现场实施与测试。多种工况下的实测结果表明,次同步陷波环节可有效抑制振荡且不影响风电机组的正常运行。该方法易于设计和实现,为解决类似问题提供一种高效实用的方案。

关键词：新能源发电柔性直流输电次同步振荡

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大功率高频变压器关键技术与发展趋势

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高电压技术 2024年第10期50卷 4377-4387页

作者：傅明利王威望赵小军崔彬徐永生南方电网科学研究院有限责任公司广州510080 电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 西安710049 华北电力大学电力工程系保定071003 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 南方电网新型电力系统(北京)研究院有限公司北京102206

大功率高频变压器是固态变压器的核心部件,在未来新能源并网、海上风电、中压配网、轨道交通和数据中心供电中需求广泛。该文综述了大功率高频变压器研究的关键问题与发展趋势,论述了大功率高频铁芯的材料、损耗、结构设计与制造现状,... 详细信息

大功率高频变压器是固态变压器的核心部件,在未来新能源并网、海上风电、中压配网、轨道交通和数据中心供电中需求广泛。该文综述了大功率高频变压器研究的关键问题与发展趋势,论述了大功率高频铁芯的材料、损耗、结构设计与制造现状,分析了绕组材料与结构设计,指出了大功率高频铁芯与绕组的关键问题。同时讨论了高频高压绝缘与散热问题,分析了绝缘失效、可靠性与散热设计中的矛盾问题。最后阐述了大功率高频变压器在设计、测试与应用等方面研究现状,讨论了其高效高功率密度设计方法,深入分析了大功率高频变压器在效率、绝缘以及温升等性能测试方面存在的关键问题。

关键词：高频变压器大功率固态变压器铁芯绝缘散热设计可靠性

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水分侵入高温硫化硅橡胶扩散行为的仿真研究(一):数值建模与计算

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 341-352,I0028页

作者：左周周颖梁曦东罗兵王婷婷刘书棋王乾刘书明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 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663

硅橡胶复合绝缘子在高湿多雨环境下容易发生劣化,但由于受到实验方法和观测表征技术的限制,难以判断硅橡胶复合材料中水分的来源及侵入路径。借助数值建模与可视化仿真,通过两篇系列论文分别研究液态水和气态水在高温硫化硅橡胶内部的... 详细信息

硅橡胶复合绝缘子在高湿多雨环境下容易发生劣化,但由于受到实验方法和观测表征技术的限制,难以判断硅橡胶复合材料中水分的来源及侵入路径。借助数值建模与可视化仿真,通过两篇系列论文分别研究液态水和气态水在高温硫化硅橡胶内部的扩散行为,该文是系列论文第一篇。首先,基于Langmuir扩散模型研究水分侵入过程的数值建模方法,结合时域有限差分法和牛顿–拉夫逊法实现精确建模与高效解算。然后,使用MATLAB软件编程,对高温硫化硅橡胶内部的液态水扩散行为开展仿真,实现对自由态水分和结合态水分的解耦,获得液态水侵入过程的时空分布及质量演变规律。通过硅橡胶样品吸水增重实验,验证数值模型和仿真的正确性。最后,研究氢氧化铝和温度两种因素对水分扩散行为的影响,揭示亲水性氢氧化铝填料和温度对水分侵入过程的影响规律。所提出的数值仿真方法可为研究水分侵入复合绝缘子提供新的思路。

关键词：外绝缘硅橡胶水分扩散行为数值建模

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大型水轮发电机定子绕组分布电容对位移电压影响分析

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电力自动化设备 2024年第10期44卷 172-178页

作者：司雨欣桂林张琦雪刘政杨勇王祥珩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 南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102 东方电气集团东方电机有限公司四川德阳618000

景洪电站发电机三相电势对称,且静态实测三相对地电容近似相等,在此条件下发电机正常运行时中性点仍有明显的位移电压,集中参数电路模型无法解释该现象,因此提出基于准分布电容参数模型的中性点位移电压分析方法。通过电路分析,得到定... 详细信息

景洪电站发电机三相电势对称,且静态实测三相对地电容近似相等,在此条件下发电机正常运行时中性点仍有明显的位移电压,集中参数电路模型无法解释该现象,因此提出基于准分布电容参数模型的中性点位移电压分析方法。通过电路分析,得到定子绕组对地准分布电容与中性点位移电压的关系式,理论解释了分布电容不均匀会导致位移电压出现。采用兰州电机厂制造的12kW实验样机进行了实验验证,并针对准分布电容中偏大或偏小电容所在位置以及电容不均匀度对位移电压影响的实验结果进行了定量分析。针对由分布电容不均匀所带来的位移电压偏大的问题,提出在机端外挂电容的解决方案,理论求解外挂电容值,并通过仿真实验验证了方案的有效性。

关键词：大型水轮发电机中性点位移电压准分布电容参数模型集中参数电路模型定子单相接地故障

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构网型控制改善跟网型变流器次/超同步振荡稳定性的机理和特性分析

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电网技术 2024年第3期48卷 990-997页

作者：刘朋印谢小荣李原易善军苏鹏戴幸涛马宁宁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 国网内蒙古东部电力有限公司内蒙古自治区呼和浩特市010010

构网型(grid-forming,GFM)并网变流器具有良好的弱电网稳定性,同时能够改善跟网型变流器的次/超同步振荡稳定性。为明确GFM控制改善振荡稳定性的机理和特性,首先推导了GFM变流器电路特性与每个控制环节的关系,并分别从变流器自身电路特... 详细信息

构网型(grid-forming,GFM)并网变流器具有良好的弱电网稳定性,同时能够改善跟网型变流器的次/超同步振荡稳定性。为明确GFM控制改善振荡稳定性的机理和特性,首先推导了GFM变流器电路特性与每个控制环节的关系,并分别从变流器自身电路特性、变流器并网系统整体阻抗特性角度揭示了GFM控制改善振荡稳定性的电路机理。然后,基于阻抗模型定量分析了GFM变流器占比提升对系统振荡频率、阻尼的影响。最后,利用电磁暂态仿真进行了验证。结果表明:GFM变流器在无功控制环节、电压外环作用下表现为“正电阻”,能够削弱跟网型变流器控制环节引入的负阻尼特性,进而改善系统次/超同步振荡稳定性;此外,GFM变流器占比提升能够显著改善系统振荡阻尼,但对振荡频率影响较小。

关键词：构网控制并网变流器次/超同步振荡电路特性弱电网

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计及调节资源AGC动态特性的离散-连续时间随机前瞻经济调度

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2578-2589,I0006页

作者：田野李正烁吴文传山东大学电气工程学院山东省济南市250061 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

随着具有波动性的可再生能源渗透比例不断提高,系统对调频备用的需求显著增加。为了制定更合理的调度方案和调频备用,有必要研究经济调度和自动发电控制(automatic generation control,AGC)之间的协调优化。该文提出建立考虑调节资源AG... 详细信息

随着具有波动性的可再生能源渗透比例不断提高,系统对调频备用的需求显著增加。为了制定更合理的调度方案和调频备用,有必要研究经济调度和自动发电控制(automatic generation control,AGC)之间的协调优化。该文提出建立考虑调节资源AGC动态特性的离散-连续时间随机前瞻经济调度模型,以制定兼顾能量平衡和调频需求的调度决策,并实现快慢资源的最优协同,增强系统的动态调节能力。为降低模型复杂度,在当前时段将调节资源的AGC动态特性建模为精细化离散模型,在前瞻时段采用简化的连续时间模型刻画调节资源的AGC动态特性,显著降低问题规模。通过在目标函数中引入合适的储能充放电成本惩罚项,将储能充放电互补约束松弛,从而消除01变量。最后,采用Benders分解算法实现并行求解,进一步降低了计算时间。该文在PJM5节点系统和IEEE118节点系统进行算例验证。结果表明,与传统模型相比,所提模型可以有效降低系统的频率偏差;与在前瞻时段考虑精细化AGC动态约束的模型相比,所提模型可显著降低计算时间。

关键词：随机前瞻经济调度 AGC动态特性连续时间模型 Benders分解

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基于故障枚举树生成模糊Petri网的变电站故障诊断方法

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工矿自动化 2025年第1期51卷 85-94页

作者：吴与伦肖谭南陈颖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

针对目前考虑时序信息的Petri网故障诊断模型复杂、自动建模困难的问题,提出了一种基于故障枚举树生成模糊Petri网的变电站故障诊断方法。为了完备地遍历变电站系统中各故障组合场景,提出了一种基于广度优先搜索的故障枚举树遍历方法,... 详细信息

针对目前考虑时序信息的Petri网故障诊断模型复杂、自动建模困难的问题,提出了一种基于故障枚举树生成模糊Petri网的变电站故障诊断方法。为了完备地遍历变电站系统中各故障组合场景,提出了一种基于广度优先搜索的故障枚举树遍历方法,实现了变电站一二次故障组合的快速遍历仿真。基于仿真结果建立变电站模糊时序Petri网故障诊断模型,通过并行推理计算实现变电站故障快速诊断。在CloudPSS云仿真平台建立典型110 kV变电站的一二次联动仿真算例进行测试,结果表明:该方法将保护设备和断路器的动作时限信息计入故障推理过程,考虑在经典Petri网模型的矩阵运算推理基础上加入动作时限与告警信息的时间戳比对计算,因此在部分告警信息失真的情况下依然有较好的诊断效果;该方法可在保证故障诊断准确性的情况下应用于更加复杂的二次保护系统;采用并行分层矩阵推理算法,提升了诊断模型的推理效率,具有较高实用价值;在推理计算过程中对置信度增加了修正步骤,更加充分地考虑了保护拒动或误动及告警信息误报或漏报对故障诊断的影响,对于复杂故障情况有更高的容错性。

关键词：变电站故障诊断继电保护 CloudPSS建模仿真模糊Petri网

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分散决策下的电力平衡机制分析与启示:以德国平衡结算单元为例

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电网技术 2025年第4期49卷 1436-1446,I0035页

作者：单兰晴宋昊天唐庆虎郭鸿业侯胜任康重庆新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 代尔夫特理工大学电气数学和计算机部荷兰代尔夫特2628SK

随全球能源系统向低碳化转型,可再生能源在电力系统中渗透率不断提高,其不确定性增大了电力市场的出清压力与电力系统的调度压力,为电力的平衡带来挑战。文章聚焦以德国平衡结算单元机制为例的典型分散决策电力平衡机制,分析了分散决策... 详细信息

随全球能源系统向低碳化转型,可再生能源在电力系统中渗透率不断提高,其不确定性增大了电力市场的出清压力与电力系统的调度压力,为电力的平衡带来挑战。文章聚焦以德国平衡结算单元机制为例的典型分散决策电力平衡机制,分析了分散决策机制中市场主体自主性的增强、系统集聚不确定性的减弱与调度压力的降低等优势。首先,介绍了上述机制的基本结构、运作方式与平衡结算单元作为关键组成的参与作用;然后,分析了德国电力平衡结算单元机制的规则特点、实际运行中的配套机制,并剖析了该机制的分散平衡特性;最后,开展了相关市场化平衡机制引入我国面临的问题与适应性探索,提出了调度层级、市场参与、市场衔接与技术支持方面的建议。

关键词：电力市场平衡结算单元电力平衡平衡市场平衡责任

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面向系统响应能力提升的虚拟电厂聚合特性及交易机制综述

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电力系统自动化 2024年第18期48卷 87-103页

作者：王飞王歌徐飞华北电力大学电气与电子工程学院河北省保定市071003 新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京市102206 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 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

在新型电力系统频率动态品质下降、频率稳定问题突出的背景下,文中综述了面向系统频率响应能力提升的虚拟电厂聚合响应特性与市场交易机制,为当前由于市场机制缺乏导致的分布式资源频率支撑技术应用难题提供市场化解决思路。首先,总结... 详细信息

在新型电力系统频率动态品质下降、频率稳定问题突出的背景下,文中综述了面向系统频率响应能力提升的虚拟电厂聚合响应特性与市场交易机制,为当前由于市场机制缺乏导致的分布式资源频率支撑技术应用难题提供市场化解决思路。首先,总结了分布式资源频率动态响应基本原理以及虚拟电厂所需关键支撑技术,剖析了虚拟电厂在提供系统频率支撑方面存在的问题。其次,从时间、空间、成本3个维度提炼了虚拟电厂的频率聚合响应特性,并综述了虚拟电厂提升系统频率响应能力的市场交易机制,涵盖产品设计、出清定价、贡献量化、结算考核4个关键环节。然后,探讨了虚拟电厂聚合响应特性与市场交易机制间的交互作用关系。最后,展望了虚拟电厂提升系统频率响应能力的未来研究重点。

关键词：虚拟电厂新型电力系统频率响应能力频率动态市场机制辅助服务

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