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水电与抽水蓄能 2021年第4期7卷 34-42页

作者：牛化敏桂林骆林陈俊王祥珩南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市211102 清华大学电机系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京市100084 东方电气集团东方电机有限公司四川省德阳市618000

交流励磁电机正逐步应用于变速抽水蓄能机组。与和常规水电机组相比,抽水蓄能机组由于转速高且启停频繁,它的转子绕组振动更剧烈,也更容易发生磨损并导致内部故障,因而需要研究针对变速抽水蓄能机组转子绕组内部故障的主保护方案。本文... 详细信息

交流励磁电机正逐步应用于变速抽水蓄能机组。与和常规水电机组相比,抽水蓄能机组由于转速高且启停频繁,它的转子绕组振动更剧烈,也更容易发生磨损并导致内部故障,因而需要研究针对变速抽水蓄能机组转子绕组内部故障的主保护方案。本文研究交流励磁电机的转子绕组内部故障时采用多回路理论,首先将多回路建模法应用于交流励磁电机并编写程序以进行暂态故障仿真;然后在特制的交流励磁样机上进行不同工况下,转子绕组内部不同短路类型的故障实验,验证仿真计算的正确性。为了制定针对性强的主保护方案,本文进一步分析交流励磁电机转子绕组内部故障时的物理机理和电气特征,并据此提出监测定子分支环流的新型保护方案。

关键词：多回路理论变速抽水蓄能机组转子绕组内部故障定子分支环流转子绕组新型保护

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架空线路电磁暂态仿真中弧垂的处理方法

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中国电机工程学报 2018年第9期38卷 2634-2640页

作者：冯腾董新洲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)

由于弧垂的存在,架空线路不同位置的对地高度并不相同。常用的电磁暂态仿真软件将线路平均高度作为线路高度,并按均匀传输线进行计算,与实际不符。该文提出一种架空线路电磁暂态仿真中弧垂的处理方法。该方法仍将架空线路视为均匀传输线... 详细信息

由于弧垂的存在,架空线路不同位置的对地高度并不相同。常用的电磁暂态仿真软件将线路平均高度作为线路高度,并按均匀传输线进行计算,与实际不符。该文提出一种架空线路电磁暂态仿真中弧垂的处理方法。该方法仍将架空线路视为均匀传输线,在保证波速度不变的条件下计算线路等效对地高度,并通过拟合的方法分析了等效高度与线路各物理参数之间的函数关系,得到了等效高度的近似计算公式。最后,通过实际算例对比分析了该文方法与电磁暂态仿真软件中所用方法的精度。结果显示,该文方法可在基本不增加计算量的基础上有效提高仿真精度。

关键词：架空线路弧垂等效对地高度函数拟合电磁暂态

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降低多回HVDC同时换相失败风险的交直流混联受端系统STATCOM配置方案

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电网技术 2018年第2期42卷 564-570页

作者：郑宽沈沉刘锋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)

在有多回直流馈入的交直流混联受端系统中,若交流系统短路故障引起多回直流同时换相失败,甚至闭锁,将对电网的安全运行造成严重影响。将风险的概念引入交直流系统同时换相失败问题,以三相短路故障为研究对象,提出一种以降低多回直流同... 详细信息

在有多回直流馈入的交直流混联受端系统中,若交流系统短路故障引起多回直流同时换相失败,甚至闭锁,将对电网的安全运行造成严重影响。将风险的概念引入交直流系统同时换相失败问题,以三相短路故障为研究对象,提出一种以降低多回直流同时换相失败风险为目标的静止无功补偿器（static synchronous compensator,STATCOM）配置方法。首先提出一种考虑故障发生位置随机性的多回直流同时换相失败风险评价指标;根据换相电压幅值在故障暂态过程中跌落的规律以及STATCOM对暂态电压的调节特点,给出了预选故障的筛选和分类方法;建立了考虑同时换相失败风险的STATCOM优化配置模型,利用遗传算法求解该模型,得到不同风险下STATCOM的最优补偿方案;最后,通过仿真验证了配置方案的有效性。

关键词：高压直流输电同时换相失败静止无功补偿器交直流混联系统

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高铁客运站分布式多能源系统供能协同优化策略研究

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热科学与技术 2020年第4期19卷 394-400页

作者：李要红杨斌徐飞魏名山田冉北京理工大学机械与车辆学院北京100081 中国国家铁路集团有限公司工程管理中心北京100844 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

为解决传统高铁客运站供能系统中能源利用率较低的问题,以日运行购气费用和购电费用最优为优化目标,以系统运行过程中实时能量平衡为约束条件,以可再生能源出力和吸收式制冷占比为优化变量,建立多能源协同供能的分布式能源系统,并将该... 详细信息

为解决传统高铁客运站供能系统中能源利用率较低的问题,以日运行购气费用和购电费用最优为优化目标,以系统运行过程中实时能量平衡为约束条件,以可再生能源出力和吸收式制冷占比为优化变量,建立多能源协同供能的分布式能源系统,并将该模型应用于北方某高铁客运站,分析可再生能源的利用率、制冷系统中可再生能源电出力的电制冷占比以及电网出力的节电率。仿真计算结果表明:分布式能源系统的使用提高了可再生能源的利用率,其中风电机组出力占其出力极限的96.50%,光伏机组出力94.70%;相比于参比系统,分布式能源系统的成本节约率为12.5%;电制冷占比为13.00%;电网的节电率为53.9%。

关键词：多能协同分布式能源系统电制冷比优化

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双馈风机故障穿越后功率恢复速率对系统暂态稳定的影响分析

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中国电机工程学报 2018年第13期38卷 3781-3791页

作者：于珍沈沉张雪敏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)

双馈型风力发电机在已建风电场中占据较大比例,研究大规模双馈型风电机组集中并网对系统暂态稳定性的影响具有重要意义。该文以功率注入模型描述风机动态行为,考虑故障清除后风机以不同速率恢复有功功率,研究风机接入对系统暂态稳定性... 详细信息

双馈型风力发电机在已建风电场中占据较大比例,研究大规模双馈型风电机组集中并网对系统暂态稳定性的影响具有重要意义。该文以功率注入模型描述风机动态行为,考虑故障清除后风机以不同速率恢复有功功率,研究风机接入对系统暂态稳定性影响的判据;在此基础上进一步研究风机不同功率恢复速率对系统暂态稳定性影响的程度;最后通过仿真验证了以上理论分析的正确性。

关键词：双馈风机暂态稳定故障清除后功率恢复速率影响判据

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交流励磁发电电动机内部故障分析及主保护设计新进展

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水电与抽水蓄能 2021年第4期7卷 26-33页

作者：桂林陈俊姜树德王祥珩清华大学电机系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京市100084 南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市211102 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司北京市100024

国内抽水蓄能电站的建设已进入高潮,已在国外广泛应用的转速可调的交流励磁发电电动机也备受关注。丰宁抽水蓄能二期工程准备投产两台300MW可调速交流励磁发电电动机,本文对此机组定子绕组/转子绕组内部故障分析计算的方法以及主保护设... 详细信息

国内抽水蓄能电站的建设已进入高潮,已在国外广泛应用的转速可调的交流励磁发电电动机也备受关注。丰宁抽水蓄能二期工程准备投产两台300MW可调速交流励磁发电电动机,本文对此机组定子绕组/转子绕组内部故障分析计算的方法以及主保护设计的特点进行归纳总结,为后续变速机组的设计提供了借鉴:交流励磁发电电动机多回路数学模型是交流电机多回路理论的拓展,其正确性已得到实验样机的验证;基于常规水电机组和定速发电电动机主保护设计经验,通过典型故障特征分析来简化丰宁抽水蓄能二期变速机组定子绕组主保护设计;交流励磁发电电动机转子绕组内部短路时产生的分数次谐波磁场会在定子绕组同相分支间产生环流,为变速机组故障率高的转子绕组主保护设计提供了新思路。

关键词：交流励磁发电电动机内部故障分析定子绕组转子绕组主保护设计

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面向能源互联网的电–气耦合网络状态估计技术

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电网技术 2018年第2期42卷 400-408页

作者：董今妮孙宏斌郭庆来盛同天乔铮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)

为保障电-气耦合网络安全可靠高效的运行,参考电力系统能量管理系统,可以形成电-气耦合网络能量管理系统。其中,电-气耦合网络状态估计是电-气耦合网络能量管理的基础,可以为后续电-气耦合网络优化调度、安全评估提供高精度的全局一致... 详细信息

为保障电-气耦合网络安全可靠高效的运行,参考电力系统能量管理系统,可以形成电-气耦合网络能量管理系统。其中,电-气耦合网络状态估计是电-气耦合网络能量管理的基础,可以为后续电-气耦合网络优化调度、安全评估提供高精度的全局一致解。在考虑气网中压缩机和调压阀特性的情况下,建立了气网稳态状态估计模型,实现了对复杂气网的状态估计,在此基础上进一步建立了电-气耦合状态估计模型,并测试了其在状态估计精度和坏数据辨识方面的性能。

关键词：电–气耦合状态估计坏数据辨识能源互联网综合能源系统

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大型调相机内部故障特征及纵向零序电压保护性能分析

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电力系统自动化 2019年第8期43卷 145-149页

作者：桂林李岩军詹荣荣牛化敏王祥珩王维俭清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 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) 北京市100084 中国电力科学研究院有限公司北京市100192

大型调相机(容量为300 Mvar)实际运行中存在定子绕组匝间短路的可能,不装设匝间短路保护或匝间短路保护性能不完善将是调相机安全运行的严重隐患。文中运用"多回路分析法",对两种冷却方式大型调相机所有实际可能发生的内部故... 详细信息

大型调相机(容量为300 Mvar)实际运行中存在定子绕组匝间短路的可能,不装设匝间短路保护或匝间短路保护性能不完善将是调相机安全运行的严重隐患。文中运用"多回路分析法",对两种冷却方式大型调相机所有实际可能发生的内部故障进行了仿真分析,分析结果表明大型调相机现有主保护配置方案(完全纵差保护+纵向零序电压保护)存在较大的保护死区。进一步分析了纵向零序电压保护不能动作的故障类型,为大型调相机主保护性能的改善提供借鉴。

关键词：大型调相机匝间短路内部故障分析纵向零序电压保护裂相横差保护

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风电场阻抗模型的现场测试

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中国电机工程学报 2020年第S01期40卷 91-97页

作者：刘威刘杰吴小丹高岩苑宾谢小荣电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 国家电网有限公司北京市西城区100031 南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市211102 中电普瑞电力工程有限公司北京市昌平区102200 国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209

近些年来,阻抗模型被广泛用于分析风电等可再生能源发电系统的并网特性。目前主要采用离线辨识方法获取发电机组的阻抗模型,针对已并网发电机组的在线辨识,尚无相关报道。为填补阻抗在线辨识的研究空白,提出阻抗在线辨识方法,并将其用... 详细信息

近些年来,阻抗模型被广泛用于分析风电等可再生能源发电系统的并网特性。目前主要采用离线辨识方法获取发电机组的阻抗模型,针对已并网发电机组的在线辨识,尚无相关报道。为填补阻抗在线辨识的研究空白,提出阻抗在线辨识方法,并将其用于张北风电基地某风电场的阻抗测试中。测试得到了风电机组与静止同步补偿器等并网装备的阻抗频率特性曲线,验证了频率耦合效应,并据此简要分析了各装备的频率特性。最终,总结了在线阻抗测试的现场操作经验,为后续在线阻抗测试工作提供参考性建议。

关键词：风电场阻抗辨识现场测试在线辨识并网特性

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基于运行可靠性理论的高可靠性供电路径搜索方法

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电工技术学报 2019年第14期34卷 3004-3011页

作者：刘满君程林黄道姗叶小晖徐振华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 国网福建省电力有限公司电力科学研究院福州350003 中国电力科学研究院有限公司北京100192

对于电力系统中的重要用户,往往存在多条供电路径,以保证用户供电的可靠性水平。供电路径的可靠性受多种因素影响,如何在实时运行环境中评估不同供电路径的可靠性水平,并选择高可靠性供电路径是本文的研究重点。本文提出了改进的证据理... 详细信息

对于电力系统中的重要用户,往往存在多条供电路径,以保证用户供电的可靠性水平。供电路径的可靠性受多种因素影响,如何在实时运行环境中评估不同供电路径的可靠性水平,并选择高可靠性供电路径是本文的研究重点。本文提出了改进的证据理论,考虑不同停运因素间的相关性,建立基于实测信息的合成多种停运因素的元件停运率模型,综合主观判断及客观数据支持对不同停运因素进行合成。在此基础之上,评估不同供电路径的实时可靠性水平,搜索高可靠性供电路径,以保证用户供电质量。算例分析表明,合成后的元件停运率模型可用于量化元件在多种停运因素共同作用下的停运率,在电力系统短期评估中定量分析电气元件及输电线路的实时可靠性水平,为提高重要用户的供电质量提供决策依据。

关键词：电力系统运行可靠性证据理论供电路径

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