检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2021年第16期41卷 5540-5551页

作者：雍培张宁慈松康重庆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

第5代移动通信技术(5th generation mobile networks,5G通信)发展方兴未艾。5G网络的普及需要建设大量的5G基站,这些海量的5G基站将在未来成为可观的潜在灵活性资源。5G基站参与需求响应,即对于5G基站中的供电设备和用电设备进行调度,... 详细信息

第5代移动通信技术(5th generation mobile networks,5G通信)发展方兴未艾。5G网络的普及需要建设大量的5G基站,这些海量的5G基站将在未来成为可观的潜在灵活性资源。5G基站参与需求响应,即对于5G基站中的供电设备和用电设备进行调度,能够在降低5G用电成本的同时,为电力系统提供灵活性资源,实现通信系统与电力系统的双赢。该文总结了5G基站的基本组成设备和用电特性,分析了其参与需求响应的潜力;梳理了5G基站参与需求响应所必需的关键技术;展望了5G基站作为需求侧资源参与电力系统互动的应用场景;最后,对于5G基站参与需求响应潜在的商业模式进行探讨。

关键词： 5G通信 5G基站能源互联网能量管理储能电池需求响应

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质子交换膜电解槽控制策略研究

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电工技术学报 2023年第17期38卷 4787-4799页

作者：李建林梁忠豪李光辉陈来军北京未来电化学储能系统集成技术创新中心(北方工业大学) 北京100144 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) 北京100084 青海省清洁能源高效利用重点实验室(青海大学新能源光伏产业研究中心) 西宁810016

目前氢能已成为支撑新型电力系统发展的洁净能源载体,光伏电解水制氢技术是制氢的最佳方式之一。针对光伏电解水制氢系统中的关键设备质子交换膜电解槽(PEMEL),结合其非线性、时变性、强耦合、多输入多输出的设备特性和运行特性,以PEME... 详细信息

目前氢能已成为支撑新型电力系统发展的洁净能源载体,光伏电解水制氢技术是制氢的最佳方式之一。针对光伏电解水制氢系统中的关键设备质子交换膜电解槽(PEMEL),结合其非线性、时变性、强耦合、多输入多输出的设备特性和运行特性,以PEMEL动态模型为研究对象,对其控制策略进行研究,包括比例积分微分(PID)控制、鲁棒控制、模型预测控制(MPC)、容错控制(FTC)策略,分析这四种控制策略的结构和优缺点,并从平稳性、精度、计算复杂度和响应速度四个维度对每类控制策略进行单独评价,为PEMEL控制技术研究及氢能领域的发展提供新的借鉴思路。

关键词：制氢质子交换膜电解槽 PID控制鲁棒控制模型预测控制容错控制

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双有源桥式直流变压器发展与应用

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中国电机工程学报 2021年第1期41卷 288-298页

作者：赵彪安峰宋强余占清曾嵘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

直流变压器是实现新能源高效、经济的大规模汇集和构建直流输配电一体化网络的关键设备。文中对双有源桥式直流变压器关键技术发展和应用进行介绍和展望。首先,通过梳理直流变压器的典型应用场景,对不同场景下的应用特点进行概述。在此... 详细信息

直流变压器是实现新能源高效、经济的大规模汇集和构建直流输配电一体化网络的关键设备。文中对双有源桥式直流变压器关键技术发展和应用进行介绍和展望。首先,通过梳理直流变压器的典型应用场景,对不同场景下的应用特点进行概述。在此基础上,针对中高压直流输配电应用场景,从核心电路、典型结构、运行控制、工程化设计、实现和应用等多个方面对直流变压器的分析、设计和实用化方案进行介绍和讨论。最后,对直流变压器的未来发展方向进行展望。随着新能源和直流输配电系统迅速发展,直流变压器的大规模推广应用值得期待。

关键词：直流电网直流输配电能源互联网直流变压器双有源桥变换器

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多功能直流集电器概念及其全直流海上风电系统

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中国电机工程学报 2021年第18期41卷 6169-6180页

作者：赵彪安峰屈鲁余占清宋强曾嵘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

直流汇集与输送是未来大规模海上风电系统的主要发展方向之一。为了实现低成本、高效率和高可靠性的海上风电全直流组网与输送,该文提出一种多功能直流集电器概念及其海上风电直流组网方案。通过引入直流集电器对风机单元进行能量汇集... 详细信息

直流汇集与输送是未来大规模海上风电系统的主要发展方向之一。为了实现低成本、高效率和高可靠性的海上风电全直流组网与输送,该文提出一种多功能直流集电器概念及其海上风电直流组网方案。通过引入直流集电器对风机单元进行能量汇集和级联升压,所构成的全直流组网系统不仅减小了机侧换流器规模和海上换流站平台,同时消除了风机的功率波动对于风场内网电压的影响,使得各个风机均可实现最大功率追踪并维持原有的控制和保护架构。此外,直流集电器概念的提出使得海上风电系统的运行更加灵活,同时兼顾故障隔离、动态切入切出、直流耗能运行等多种模式,为远距离大容量的海上风电建设提供了一种切实可行的解决方案。最后,通过搭建基于直流集电器的全直流海上风电系统的仿真模型,验证了所提方案的正确性与有效性。

关键词：海上风电多功能直流集电器直流汇集与输送级联升压在线投切直流耗能

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高比例可再生能源电力系统关键技术及发展挑战

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电力系统自动化 2021年第9期45卷 171-191页

作者：卓振宇张宁谢小荣李浩志康重庆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

高比例可再生能源并网将改变电力系统的形态,为电力系统稳定控制、调度运行和规划决策等领域带来重大变革。文中基于不同可再生能源渗透率水平下系统的发展特点,将未来电力系统迈向高比例可再生能源的过程分为三大阶段并总结了各个阶段... 详细信息

高比例可再生能源并网将改变电力系统的形态,为电力系统稳定控制、调度运行和规划决策等领域带来重大变革。文中基于不同可再生能源渗透率水平下系统的发展特点,将未来电力系统迈向高比例可再生能源的过程分为三大阶段并总结了各个阶段的特征。结合这一领域的研究成果,全面解析了高比例可再生能源电力系统发展过程中将出现的挑战,分析了电力系统消纳高比例可再生能源的一系列技术解决方案,对各项技术的基本原理、经济成本与发展前景进行了分析和比较。研究表明,高比例可再生能源并网将面临一系列技术挑战,而每项关键技术仅能解决其中一部分问题。这些技术在未来高比例可再生能源电力系统中的应用不仅取决于其技术有效性,还取决于其经济性以及与其他技术的互补性。中国未来实现高比例可再生能源电力系统的形态与发展路径取决于各项关键技术的相对发展步伐及其耦合影响。

关键词：高比例可再生能源可再生能源渗透率发展路径技术经济性

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基于配网规划等值曲线的输配电网协调规划

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电力科学与技术学报 2022年第6期37卷 46-54页

作者：王明渊何凯王木国家电网有限公司北京100031 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

输电网与配电网规划问题均是电力系统规划中的经典问题,而将二者协同考虑能够在投资预算总额固定的情况下获得整体更优的规划方案。为解决输配电网协调规划组合爆炸、求解困难的问题,提出基于配网规划等值曲线的输配电网分层协调规划方... 详细信息

输电网与配电网规划问题均是电力系统规划中的经典问题,而将二者协同考虑能够在投资预算总额固定的情况下获得整体更优的规划方案。为解决输配电网协调规划组合爆炸、求解困难的问题,提出基于配网规划等值曲线的输配电网分层协调规划方法。各配电网分别求解不同新增项目数量下的最优规划方案和最大净收益,得到配网规划等值曲线;将其嵌入输电网规划模型的目标函数即可得到输配电网协调规划方案。该方法可以减少模型中的决策变量数量,提升求解效率。基于Garver’s 6节点输电系统和REDS-135节点配电系统构造的输配电网规划算例验证了所提方法的有效性。

关键词：电网规划输配电系统分层协调规划配网规划等值曲线

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电力电子混杂系统多时间尺度离散状态事件驱动仿真方法

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中国电机工程学报 2021年第9期41卷 2980-2989页

作者：施博辰赵争鸣朱义诚虞竹珺鞠佳禾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

电力电子系统是典型的连续状态与离散事件相互混杂的动力学系统,呈现出突出的多时间尺度特性。对其开展建模和仿真时,目前的方法沿用纯连续系统的"时间离散"和"时间驱动"方法,表现出较差的精度、速度和收敛性。该... 详细信息

电力电子系统是典型的连续状态与离散事件相互混杂的动力学系统,呈现出突出的多时间尺度特性。对其开展建模和仿真时,目前的方法沿用纯连续系统的"时间离散"和"时间驱动"方法,表现出较差的精度、速度和收敛性。该文介绍从"状态离散"和"事件驱动"出发、对电力电子系统开展建模与解算的离散状态事件驱动仿真方法,能够准确仿真从纳秒级到秒级的系统多时间尺度行为,计算速度提高了几个数量级,且无发散问题。以高频、大规模和考虑开关瞬态过程的变换器仿真为3组算例,文章对比所提方法与多个通用仿真软件的仿真结果和效率,展现了离散状态事件驱动方法如何为基于数值实验的电力电子系统分析研究奠定理论基础并提供实施工具。

关键词：电力电子混杂系统多时间尺度瞬态模型数值仿真事件驱动

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基于主动栅极驱动的IGBT开关特性自调节控制

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电工技术学报 2021年第12期36卷 2482-2494页

作者：凌亚涛赵争鸣姬世奇电力系统及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) 北京100084

常规驱动(CGD)对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)开关特性的控制优化程度有限。当换流条件改变时,CGD方法也无法保证器件开关特性可以保持在最优状况,即缺乏自调节能力。学术界相应地提出主动栅极驱动(AGD)方法来实现对开关特性的自调节控制... 详细信息

常规驱动(CGD)对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)开关特性的控制优化程度有限。当换流条件改变时,CGD方法也无法保证器件开关特性可以保持在最优状况,即缺乏自调节能力。学术界相应地提出主动栅极驱动(AGD)方法来实现对开关特性的自调节控制。但在实施自调节控制时,会遇到自调节控制稳定性、控制精度等方面的问题。该文在之前工作的基础上开展后续深入研究,针对这些问题,从理论上提出自调节控制时的3个关键设计点,并分别进行了实验验证,为AGD方法实施自调节控制提供了指导。该文综述已有驱动对IGBT关断峰值电压控制的缺陷,提出一种端电压峰值采样电路。将该采样电路与自调节控制结合,通过实验验证了直接控制端电压峰值的准确性,为更安全、更低损耗地关断IGBT打下了坚实基础。

关键词： IGBT 开关特性自调节控制主动栅极驱动开通延迟关断端电压峰值

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含多种分布式资源的配用电系统运行可靠性研究评述及展望

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电力系统自动化 2021年第22期45卷 191-207页

作者：程林万宇翔齐宁田立亭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

现代配用电系统可观可控能力大大提升,大量分散接入的柔性负荷、储能装置和可再生能源发电等分布式资源具备柔性调控能力。配用电系统运行可靠性受多重不确定因素影响,为在运行阶段有效提升可靠性水平,需要对系统运行风险进行辨识和平... 详细信息

现代配用电系统可观可控能力大大提升,大量分散接入的柔性负荷、储能装置和可再生能源发电等分布式资源具备柔性调控能力。配用电系统运行可靠性受多重不确定因素影响,为在运行阶段有效提升可靠性水平,需要对系统运行风险进行辨识和平抑。文中针对含多种分布式资源的配用电系统运行可靠性研究展开了深入分析与总结,综述归纳了现有配用电系统运行可靠性评估与提升技术两方面的研究新进展,分析了运行可靠性研究的发展趋势,提炼了现代配用电系统运行可靠性的研究内涵及主要研究路线。针对配用电系统中典型的新设备、新负荷、新形态以及支撑平台等关键技术进行了阐述总结,给出了有待进一步研究的思路方向,以期使运行可靠性评估与提升契合当前发展特点。

关键词：配用电系统运行可靠性评估可靠性提升分布式资源可再生能源发电

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绿氢冶金综合能源系统优化：关键问题与研究框架

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中国电机工程学报 2024年

作者：司方远段玉戈盛康玲王小君刘曌姜春鹤和敬涵张宁于洋北京交通大学电气工程学院北京科技大学冶金与生态工程学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) 华电淄博热电有限公司

绿氢是未来我国构建新型能源体系的重要载体。钢铁冶金行业低碳转型，构建安全、经济、灵活、高效的绿氢冶金综合能源系统将对我国碳达峰、碳中和战略目标的实现起到关键作用。本文首先分析了从“高炉富氢”到“竖炉绿氢”的钢铁冶金工... 详细信息

绿氢是未来我国构建新型能源体系的重要载体。钢铁冶金行业低碳转型，构建安全、经济、灵活、高效的绿氢冶金综合能源系统将对我国碳达峰、碳中和战略目标的实现起到关键作用。本文首先分析了从“高炉富氢”到“竖炉绿氢”的钢铁冶金工业研究转变趋势，并对当前绿氢冶金综合能源系统优化的研究概况进行了综述。基于绿氢冶金综合能源系统的研究路径，从多能质流一体化分析、多环节一体化调控、系统灵活高效运行3个方面，分析了绿氢冶金低碳优化过程中的关键问题。在此基础上，从多能质流一体化精准建模、“供、需、转、存”多尺度协同调控、能效-灵活性-风险量化解析与高效运行3个方面提出了绿氢冶金综合能源系统优化的研究框架，并对关键研究内容进行了分析和阐述。本文有望为能源和钢铁冶金行业低碳转型下新型综合能源系统建设、产业发展规划提供基础理论与技术支撑。

关键词：综合能源系统建模与分析绿氢冶金多能质流耦合运行灵活性提升

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