检索结果-内蒙古大学图书馆

动力工程学报 2023年第1期43卷 34-40,55页

作者：张永王佑薛亚丽李政国能蚌埠发电有限公司安徽蚌埠233411 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 清华大学山西清洁能源研究院太原030006

针对Ⅰ阶线性自抗扰控制器应用于火电机组大惯性过程控制时响应较慢的问题,提出了一种改进设计方法。基于预估模型信息设计补偿环节,将扩张状态观测器的等效观测对象近似为比例环节,并通过对总和扰动进行补偿,使得闭环系统的动态近似于... 详细信息

针对Ⅰ阶线性自抗扰控制器应用于火电机组大惯性过程控制时响应较慢的问题,提出了一种改进设计方法。基于预估模型信息设计补偿环节,将扩张状态观测器的等效观测对象近似为比例环节,并通过对总和扰动进行补偿,使得闭环系统的动态近似于预期响应,且兼具良好的抗扰能力和鲁棒性。通过分析,明确了该控制器各参数的物理意义及其整定策略,通过仿真验证了控制效果和鲁棒性,并在某二次再热机组高压加热器水位和过热汽温Ⅰ级喷水减温控制回路上对该设计方法进行了组态和测试。结果表明:改进的自抗扰控制器提高了系统的控制性能;该方法的实现和整定较简便,具有良好的工程应用潜力。

关键词：火电机组控制线性自抗扰控制扩张状态观测器设计补偿参数整定

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大尺寸固体氧化物燃料电池的电极过程解析方法

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物理化学学报 2022年第8期38卷 42-50页

作者：崔同慧李航越吕泽伟王怡戈韩敏芳孙再洪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 徐州华清京昆能源有限公司江苏徐州221001

电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)作为一种原位/非原位的电化学表征技术,在固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)尤其是小尺寸电池的研究中得到了广泛应用,而工业大尺寸电池的EIS研究较少且大多基... 详细信息

电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)作为一种原位/非原位的电化学表征技术,在固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)尤其是小尺寸电池的研究中得到了广泛应用,而工业大尺寸电池的EIS研究较少且大多基于小尺寸电池的研究结果。本文对工业尺寸(10 cm×10 cm)阳极支撑平板式SOFC搭建了EIS测试系统,并改变电池运行温度、阳极/阴极气体组分,对该电池进行了系统的EIS测试,而后采用不基于先验假设的弛豫时间分布法(Distribution of Relaxation Times,DRT)对EIS数据进行解析。通过比较分析不同条件下的DRT结果,揭示了DRT中各特征峰与电池中具体电极过程的对应关系。与小尺寸电池相比,由于大尺寸电池的有效面积较大且入口流量较小,气体转化过程在大尺寸电池中不容忽视。本文通过解析EIS实现了对工业大尺寸SOFC单电池中各项电极过程的分辨,该方法及结果能够进一步应用于SOFC原位表征、在线监测以及衰减机理等相关研究。

关键词：固体氧化物燃料电池电化学阻抗谱弛豫时间分布大尺寸

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考虑极端场景优化的高比例新能源电力系统规划方法

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电网技术 2024年

作者：龚国仙陈博洋杨德州王鹏张宁杜尔顺宋汶秦清华四川能源互联网研究院国网甘肃省电力公司经济技术研究院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) 清华大学低碳能源实验室

我国新能源累计装机已超过1 TW，作为未来电力系统的重要发电增量，风电和光伏出力的随机性、波动性给高比例新能源接入的电力系统规划优化带来了新的挑战。本文提出了一种考虑极端场景优化的高比例新能源电力系统规划方法，在保证模型... 详细信息

我国新能源累计装机已超过1 TW，作为未来电力系统的重要发电增量，风电和光伏出力的随机性、波动性给高比例新能源接入的电力系统规划优化带来了新的挑战。本文提出了一种考虑极端场景优化的高比例新能源电力系统规划方法，在保证模型求解精度的条件下大幅提升求解效率。首先，对风光和负荷数据进行K-medoids聚类选取典型场景，然后提出了一种以场景差异度最大为原则的极端场景优化选取机制。基于此，构造基于极端场景优化的规划场景集，并建立电力系统源网储协同规划模型进行求解。最后，在Garver-6和HRP-38节点测试系统上对比了不同场景选取方法在求解精度、效率以及可扩展性方面的优劣。结果表明，所提方法无论是控制总成本偏差还是控制各类装机偏差均显著优于其他方法，且在不同测试系统上保持了较好的一致性，验证了所提方法的有效性。

关键词：电力系统规划极端场景优化场景差异度高比例新能源

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高比例可再生能源渗透下的电力市场价值分配机制设计

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电力系统自动化 2022年第7期46卷 13-22页

作者：安麒王剑晓武昭原钟海旺李庚银新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市102206 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(清华大学) 北京市100084

大力发展可再生能源、构建清洁高效的能源体系已成为贯彻落实能源革命的必然选择。在电力市场环境下,随着可再生能源渗透率的持续提升,传统火电份额被不断占据。由于尚未建立合理的市场机制保障火电提供容量的基本收益,火电企业缺乏为... 详细信息

大力发展可再生能源、构建清洁高效的能源体系已成为贯彻落实能源革命的必然选择。在电力市场环境下,随着可再生能源渗透率的持续提升,传统火电份额被不断占据。由于尚未建立合理的市场机制保障火电提供容量的基本收益,火电企业缺乏为高比例可再生能源提供辅助服务的动力。市场价值分配的核心思想在于按照“谁创造的价值谁分享,谁产生的成本谁承担”来量化市场成员的贡献和价值,并分配利益。为此,提出一种高比例可再生能源渗透下的电力市场价值分配机制。基于Vickrey-Clarke-Groves(VCG)机制,定义一台火电机组的价值为该机组对其他发电资源的替代效益,精准辨识火电为可再生能源并网消纳付出的真实成本,从而激励火电机组真实报价,主动预留辅助容量,形成高比例可再生能源电力市场互利共济的格局。

关键词：高比例可再生能源电力市场激励相容边际电价 VCG机制

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计及电量交易信息的用电碳计量方法

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中国电机工程学报 2024年第2期44卷 439-450,I0001页

作者：李姚旺刘昱良杨晓斌何伟方宇娟杜尔顺张宁李佳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 清华四川能源互联网研究院四川省成都市610213 国网江西省电力有限公司江西省南昌市330096

充分挖掘电碳耦合价值,构建电碳协同市场是实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手。电碳信息的耦合依赖一套合理、有效的用电碳计量体系,但我国现行用电碳计量体系中尚未考虑电量交易信息的影响,不能完全厘清每个电量交易行为背后蕴含的碳... 详细信息

充分挖掘电碳耦合价值,构建电碳协同市场是实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手。电碳信息的耦合依赖一套合理、有效的用电碳计量体系,但我国现行用电碳计量体系中尚未考虑电量交易信息的影响,不能完全厘清每个电量交易行为背后蕴含的碳排放责任。针对此问题,该文从碳排放流理论出发,提出一套计及电量交易行为的用电碳计量新方法。首先,根据碳排放流理论的计算特性,针对有损网络建立其无损等效网络模型;之后,将交易电量和非交易流电量拆解开来,并分别根据其电量来源独立核算其产生的对应碳排放责任。该文方法严格遵守直接和间接碳排放的总量守恒原则,能够厘清电量交易行为背后蕴含的碳排放责任转移,且能够兼顾碳排放因子的时空差异性量化需求,进而具备引导用户开展低碳需求响应的能力。基于PJM-5节点系统和我国某地市实际数据开展仿真分析,仿真结果验证该文方法的有效性。

关键词：新型电力系统碳计量电力市场碳市场碳排放流理论

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基于电热气多能耦合的SOC绿电制储运氢系统优化研究

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储能科学与技术 2025年

作者：赫亚庆王维庆王浩成池映天李佳蓉何山刘博文张新燕新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心伊犁师范大学电子与信息工程学院清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室

针对风光资源随机波动导致绿电消纳困难、常规电解水制氢效率低、H2储运成本高等问题，本文从固体氧化物电池（solid oxide cells，SOC）特性出发，提出一种含掺氢天然气管网的SOC氢储能电热气多能耦合优化模型。通过构建含风电、光伏... 详细信息

针对风光资源随机波动导致绿电消纳困难、常规电解水制氢效率低、H2储运成本高等问题，本文从固体氧化物电池（solid oxide cells，SOC）特性出发，提出一种含掺氢天然气管网的SOC氢储能电热气多能耦合优化模型。通过构建含风电、光伏、供热系统、SOC氢储能及掺氢输运系统的动态耦合模型，以绿电消纳率、系统经济性与碳减排为多目标，综合考虑绿电出力不确定约束、电热气能量守恒约束以及H2制储输系统运行约束，通过整合优化得出最优解。对新疆某园区（年弃风弃光量11520 MW·h）电热气多能流能源循环系统进行仿真实验，结果表明：SOC氢储能系统可实现绿电100%全消纳，较常规储能（蓄电池+储热器）年运行成本降低214万元，碳排放减少1068吨。通过热电联产（combined heat and power， CHP）电热比系数优化，SOC电解效率提升至85%，余热利用率达90%，实现了电解水反应驱动力最大化。掺氢天然气管网在30%体积掺混比例下，天然气体积消耗减少23%，系统总成本降低超50%，管网摩擦压降减小、节点气压提升、输运能力显著增强，投资回报率大幅提高，为大规模消纳可再生能源、实现氢气高效经济长距离安全输送提供参考价值。

关键词：固体氧化物电池掺氢绿电氢储能热电联产

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基于PMU梯度动态偏差的新型电力系统快速稳定性

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上海交通大学学报 2024年第1期58卷 40-49页

作者：于淼胡敬轩张寿志魏静静孙建群吴屹潇北京建筑大学机电与车辆工程学院北京100044 北京市建筑安全检测工程技术研究中心北京100044 清华大学电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

在能源转型和科技进步双重推动下,高比例可再生能源和高比例电力电子设备正成为电力系统发展重要趋势和关键特征.新型电力系统动态行为随之发生重大变化,传统小干扰稳定性分析方法满足使用需要,在应对运行工况快速变化场合时尚存在亟需... 详细信息

在能源转型和科技进步双重推动下,高比例可再生能源和高比例电力电子设备正成为电力系统发展重要趋势和关键特征.新型电力系统动态行为随之发生重大变化,传统小干扰稳定性分析方法满足使用需要,在应对运行工况快速变化场合时尚存在亟需解决问题.提出基于同步相量测量装置(PMU)数据梯度动态偏差李雅普诺夫直接分析法对新型电力系统小干扰稳定性进行分析,利用PMU数据矩阵降维得到低维矩阵,代入含双馈异步风力发电机组的电力系统矩阵模型,求解李雅普诺夫方程式得到对角矩阵,通过判定矩阵正定性对系统稳定性作出判断.利用求解后得到的对角矩阵计算相应状态变量动态偏差值,对相应状态变量曲线使用梯度下降法迭代计算该曲线极值点数值,时间加权计算整个振荡过程时间加权动态偏差量,为阻尼稳定控制器配置位置提供指导.利用含风力发电新英格兰10机39节点系统仿真验证方法可以达到改善系统小干扰稳定性以及对新型电力系统快速稳定性分析的有效性.

关键词：同步相量测量装置数据新型电力系统稳定性分析李雅普诺夫直接法梯度动态偏差

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超导直流能源管道载流导体设计

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清华大学学报（自然科学版） 2022年第10期62卷 1715-1720页

作者：黄伟灿蒋晓华薛芃李欣阳沈稚栋孙宇光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

超导直流能源管道将高温超导直流输电技术和长距离液化天然气管道输送技术结合为一体,管道中流动的液化天然气起到超导电缆制冷剂的作用,能够大幅提高能量的输送密度和效率。为保证大容量超导输电系统在直流能源管道这种特殊运行工况下... 详细信息

超导直流能源管道将高温超导直流输电技术和长距离液化天然气管道输送技术结合为一体,管道中流动的液化天然气起到超导电缆制冷剂的作用,能够大幅提高能量的输送密度和效率。为保证大容量超导输电系统在直流能源管道这种特殊运行工况下的安全可靠运行,有必要研究其中载流导体的设计方法。该文分析了能源管道运行温区中超导带材临界电流密度受磁场影响的衰减情况和铜支撑骨架在超导电缆短路失超中所起的作用。对±10 kV/1 kA双极同轴超导直流能源管道的载流导体进行了优化设计,得到单极电缆所需的超导带材最少数量为12根,铜支撑体最小截面积为1.48×10^(-4)m^(2)。通过有限元仿真,验证了超导能源管道中的载流导体优化方案在短路故障下的热稳定性。该载流导体设计方法对于不同电压电流等级和管道结构的超导直流能源管道设计也具有普适意义。

关键词：高温超导带材有限元仿真热稳定性超导直流能源管道

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驱动永磁同步电机的新型机械-电子混合逆变器

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电机与控制学报 2022年第5期26卷 17-25页

作者：向学位袁彬柴建云李辉重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 清华大学电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

针对机械逆变器存在起弧风险、电子逆变器成本较高的问题,提出一种用于永磁同步电机驱动的新型机械-电子混合逆变器。换向器、换向电刷、辅助滑环和辅助电刷组成的机械部分用于将直流电压逆变为方波电压,并实现三相电压的固定输出。电... 详细信息

针对机械逆变器存在起弧风险、电子逆变器成本较高的问题,提出一种用于永磁同步电机驱动的新型机械-电子混合逆变器。换向器、换向电刷、辅助滑环和辅助电刷组成的机械部分用于将直流电压逆变为方波电压,并实现三相电压的固定输出。电子部分为电容和二极管组成的续流电路,能使起弧电压条件和电场强度条件无法同时满足,从而抑制机械换向器电弧。混合逆变器能简单、低成本和高效率地实现永磁同步电机无位置传感器驱动:120°方波驱动的方波永磁同步电机各项性能均达到和电子逆变器相当的水平;150°方波驱动的三相正弦波永磁同步电机相电流谐波较小,电磁转矩脉动小于方波永磁同步电机。实验过程中混合逆变器正常运行,无电弧产生,最高效率达98.9%。

关键词：混合逆变器换向器无弧无位置传感永磁同步电机

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接枝聚丙烯电容薄膜的高温储能特性

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3371-3377,I0002页

作者：罗兵李君洛王少杰胡世勋徐永生肖微徐刚毅何金良李琦特高压电力技术与新型电工装备基础国家工程研究中心广东省广州市510080 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(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

随着海上风电、电动汽车和油气勘探的迅速发展,对薄膜电容器的工作温度提出更高的要求。然而,当环境温度达到120℃时,目前使用最为广泛的双向拉伸聚丙烯电容薄膜充放电效率急剧下降,不能满足应用需求。该文制备了苯乙烯接枝聚丙烯(PP-g-... 详细信息

随着海上风电、电动汽车和油气勘探的迅速发展,对薄膜电容器的工作温度提出更高的要求。然而,当环境温度达到120℃时,目前使用最为广泛的双向拉伸聚丙烯电容薄膜充放电效率急剧下降,不能满足应用需求。该文制备了苯乙烯接枝聚丙烯(PP-g-St)双向拉伸电介质薄膜,在120℃下,PP-g-St可以将能量密度从0.23 J/cm^(3)提高到1.67 J/cm^(3)(储能效率在90%以上),同时接枝后击穿场强大幅提升,高温泄漏电流得到有效抑制,这源自于接枝后引入的深陷阱限制了载流子的输运。接枝样品中的自聚相经拉伸后与基体具有良好的相容性。该文研究为适用于高温高场条件的聚丙烯基电容器薄膜材料的大规模制备提供可能。

关键词：接枝聚丙烯双向拉伸薄膜薄膜电容器高温介电储能

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