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清华大学学报（自然科学版） 2009年第4期49卷 473-476页

作者：樊扬瞿文龙陆海峰程小猛张星伍理勋蒋时军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 株洲电力机车研究所株洲412001

从高速弱磁区内电动汽车对电驱动系统的实际要求出发,提出一种考虑负载转矩的异步电机弱磁控制策略。该策略根据转矩指令动态调节电机转矩电流和励磁电流大小,既能满足宽范围调速的需要又能提高驱动系统在高速弱磁区内的运行效率。此外... 详细信息

从高速弱磁区内电动汽车对电驱动系统的实际要求出发,提出一种考虑负载转矩的异步电机弱磁控制策略。该策略根据转矩指令动态调节电机转矩电流和励磁电流大小,既能满足宽范围调速的需要又能提高驱动系统在高速弱磁区内的运行效率。此外,通过对转矩电流的补偿控制,能够保证转矩响应的动态性能。文中介绍了该控制策略的基本原理、控制框图和实现方法,并进行了计算仿真和实验验证。计算仿真和实验结果验证了所提出的弱磁控制策略的有效性。

关键词：异步电机弱磁控制转矩系数运行效率

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中国跨区跨省电力交易综述及展望

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电力系统自动化 2022年第15期46卷 187-199页

作者：刘昊郭烨孙宏斌清华-伯克利深圳学院清华大学深圳国际研究生院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) 清华大学电机工程与应用电子技术系

跨区跨省电力交易是指在由各运营主体负责下形成的区域（或省级）电网之间发生的电力交易行为。在实现“碳达峰、碳中和”的目标背景下，新能源发电占比将不断增长，考虑中国新能源发电与负荷的逆向地理分布现状，推动跨区跨省电力交易... 详细信息

跨区跨省电力交易是指在由各运营主体负责下形成的区域（或省级）电网之间发生的电力交易行为。在实现“碳达峰、碳中和”的目标背景下，新能源发电占比将不断增长，考虑中国新能源发电与负荷的逆向地理分布现状，推动跨区跨省电力交易有利于实现更大范围内的资源优化配置，使得社会福利最大化。基于上述背景，对国内外多区域电力市场基本架构、交易分类、出清机制、模型求解算法、价格机制等方面进行了分析和介绍，总结了目前跨区跨省电力交易机制中的关键问题，并对后续研究方向进行了展望。

关键词：跨区跨省电力交易最优潮流出清机制价格机制

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考虑虚拟电厂多类电力产品的配电侧市场出清策略

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电力系统自动化 2020年第22期44卷 143-151页

作者：仪忠凯许银亮吴文传清华-伯克利深圳学院清华大学深圳国际研究生院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清华大学电机工程与应用电子技术系

为完善电力市场运营机制,挖掘不同类别虚拟电厂各自的优势,提出了一种虚拟电厂介入的配电侧市场出清策略。文中首先对虚拟电厂参与配电侧市场的商业运营模式和组织方法进行探讨,进而提出了一种考虑多种电力市场产品耦合关系的配电侧市... 详细信息

为完善电力市场运营机制,挖掘不同类别虚拟电厂各自的优势,提出了一种虚拟电厂介入的配电侧市场出清策略。文中首先对虚拟电厂参与配电侧市场的商业运营模式和组织方法进行探讨,进而提出了一种考虑多种电力市场产品耦合关系的配电侧市场联合出清模型并推导了相应定价方法,所涉及的电力市场产品包括有功功率、无功功率、旋转备用、调频容量和调频里程。中国中山25节点实际配电系统和Matpower 141节点标准配电系统的案例仿真结果表明,所提配电侧市场方法具有高求解效率和普遍适用性。

关键词：虚拟电厂配电系统市场出清定价策略

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变流式新能源机组的次/超同步振荡、小扰动同步稳定性与阻抗模型分析

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清华大学学报（自然科学版） 2022年第10期62卷 1706-1714页

作者：刘威谢小荣姜齐荣毛航银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 国网浙江省电力有限公司杭州310007

变流式新能源机组并网后可能引发次/超同步振荡。随着运行工况、电网强度和变流器控制参数的变化,次/超同步振荡频率可能逐渐接近工频,变为小扰动同步失稳引发的功率低频振荡问题。该文首先比较了次/超同步振荡和小扰动同步失稳的基本特... 详细信息

变流式新能源机组并网后可能引发次/超同步振荡。随着运行工况、电网强度和变流器控制参数的变化,次/超同步振荡频率可能逐渐接近工频,变为小扰动同步失稳引发的功率低频振荡问题。该文首先比较了次/超同步振荡和小扰动同步失稳的基本特征,指出用于次/超同步振荡分析的阻抗模型方法同样可用于分析小扰动同步失稳问题。然后,通过数学推导证明了对于同一变流式新能源机组并网系统,基于锁相环(phase-locked loop,PLL)动态方程分析和基于频率耦合阻抗模型分析的等价性,进一步为阻抗模型方法分析小扰动同步稳定性奠定理论基础。最后,通过时域仿真验证了阻抗模型方法分析变流式新能源机组小扰动同步稳定性的准确性。

关键词：变流式新能源机组小扰动同步稳定性次/超同步振荡阻抗模型锁相环(phase-locked loop,PLL)动态

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基于高频汇集母线的电能路由器能量自循环系统及功率协同控制策略

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电工技术学报 2020年第11期35卷 2328-2338页

作者：文武松赵争鸣莫昕李凯蔡伟谦冯高辉清华大学电机工程与应用电子系北京100084 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) 北京100084 北京交通大学电气工程学院北京100044

该文提出一种基于高频汇集母线的多端口电能路由器新型拓扑,与传统共直流母线结构相比,能减少功率变换级联数、提高系统效率,且各端口相互隔离,可实现灵活接地,还具备模块化和端口可扩展等特点。针对该拓扑在大容量应用场合满功率实验... 详细信息

该文提出一种基于高频汇集母线的多端口电能路由器新型拓扑,与传统共直流母线结构相比,能减少功率变换级联数、提高系统效率,且各端口相互隔离,可实现灵活接地,还具备模块化和端口可扩展等特点。针对该拓扑在大容量应用场合满功率实验和系统效率测试的需求,提出一种能量自循环运行方案,有效节约用能并避免对大功率负荷的需求。该拓扑内部存在较强的功率耦合关系,为改善动态特性,提出一种功率协同控制策略。根据解耦后的三相平均功率分布规律调节需注入的正序和负序电流大小,实现了在三相电网电压和有功负荷不平衡条件下对高压交流端口的控制;采用功率交叉解耦策略实现了对多个端口的协同控制。最后,在一台10kV/2MW的四端口电能路由器示范样机上通过实验,验证了本文所提方案和控制策略的有效性。

关键词：电能路由器高频汇集母线能量自循环协同控制

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基于时空神经网络的风电场超短期风速预测模型

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电力系统自动化 2021年第1期45卷 28-35页

作者：凡航张雪敏梅生伟杨忠良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 清华大学电子工程系北京市100084

随着风电场的大规模接入,提高风电场风速的预测精度对于促进可再生能源的消纳具有重大意义。传统的预测方法通常根据风电场单一高度的历史风速进行预测,当预测的时间尺度达到三四小时的时候,预测误差较大。不同高度的风速、风向数据蕴... 详细信息

随着风电场的大规模接入,提高风电场风速的预测精度对于促进可再生能源的消纳具有重大意义。传统的预测方法通常根据风电场单一高度的历史风速进行预测,当预测的时间尺度达到三四小时的时候,预测误差较大。不同高度的风速、风向数据蕴含了风电场内部的时空相关性,数值天气预报数据也体现了风电场周边的大气运动对风速发展规律的影响。文中在输入数据层面,同时引入了不同高度的风速、风向数据和数值天气预报数据。为了充分挖掘数据中的规律,提出了一种新的时空神经网络,采用深度卷积神经网络和双向门控循环单元,分别提取风速、风向等历史数据以及数值天气预报的时空特征,并利用融合后的特征进行风速预测。最后,利用中国东北某风电场的实际测量数据,验证了算法的有效性。

关键词：风电场风速预测时空相关性可再生能源消纳卷积神经网络

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多相永磁推进电机的外部短路分析

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清华大学学报（自然科学版） 2007年第4期47卷 474-477页

作者：宁圃奇柴建云蔡凭黄海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 中船重工集团公司第712所武汉430064

为了定量评估短路电流对多相永磁推进电机转子磁钢的危害,并为短路保护提供依据,建立了该类电机基于场路耦合的非线性电磁暂态数学模型。据此以一台50 kW 4极18相永磁无刷直流电机为例,计算了发生外部单相对地和2相对地突然短路故障时... 详细信息

为了定量评估短路电流对多相永磁推进电机转子磁钢的危害,并为短路保护提供依据,建立了该类电机基于场路耦合的非线性电磁暂态数学模型。据此以一台50 kW 4极18相永磁无刷直流电机为例,计算了发生外部单相对地和2相对地突然短路故障时的短路电流波形,并分析了发生短路时阻尼绕组对电磁暂态过程的影响,其仿真结果与实验结果吻合较好。研究结果表明,该方法可以有效地计算该类电机的暂态短路电流,可用于设计阻尼绕组和校核永磁磁钢的最大退磁工作点。

关键词：永磁电机场路耦合突然短路阻尼绕组

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基于同步矢量电流比例-积分控制器的光伏并网系统

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清华大学学报（自然科学版） 2009年第1期49卷 33-36页

作者：周德佳赵争鸣袁立强冯博赵志强清华大学、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 保定天威集团有限公司保定071056

太阳能是一种丰富干净的可再生性能源,研究可靠的光伏并网发电系统控制策略非常重要。该文分析了光伏阵列特性、光伏电源与交流电源之间功率流动特征,提出了改进常压法与同步矢量电流比例-积分(PI)调节器控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)... 详细信息

太阳能是一种丰富干净的可再生性能源,研究可靠的光伏并网发电系统控制策略非常重要。该文分析了光伏阵列特性、光伏电源与交流电源之间功率流动特征,提出了改进常压法与同步矢量电流比例-积分(PI)调节器控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)调制方法相结合的单级式光伏并网系统,使电压源型光伏并网逆变器输出电流完全与电网电压相位一致,向电网输送的电能质量符合IEEE929-2000标准要求。仿真与实验结果一致,表明了所提出的控制方案具有良好的动态和稳态性能。

关键词：光伏阵列并网系统空间矢量脉宽调制

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油纸绝缘介质的空间电荷积聚与消散特性

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高电压技术 2008年第5期34卷 873-877页

作者：王云杉周远翔李光范王宁华刘瑛岩孙清华李博李鹏程焕超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安全控制和仿真国家重点实验室北京100084 中国电力科学研究院北京100085

油纸材料的绝缘问题在换流变压器、直流套管、直流电缆等高压大型直流设备大量应用的情况下显得十分突出.为探讨高压直流设备绝缘的最主要问题一空间电荷效应,应用电声脉冲法(PEA)对油纸绝缘材料的空间电荷特性进行了研究.有关外加场强... 详细信息

油纸材料的绝缘问题在换流变压器、直流套管、直流电缆等高压大型直流设备大量应用的情况下显得十分突出.为探讨高压直流设备绝缘的最主要问题一空间电荷效应,应用电声脉冲法(PEA)对油纸绝缘材料的空间电荷特性进行了研究.有关外加场强对油纸材料中空间电荷积聚情况的影响和在较高场强下油纸材料的击穿破坏与空间电荷关系的研究结果表明:①低场强下油纸材料中空间电荷以电离产生为主;而在较高场强下,先后在阴极和阳极产生了同极性载流子注入.②相对于聚乙烯而言.由于油纸材料的电导率较大,材料内的空间电荷在外加电场撤去后很快消散.③空间电荷的注入和运动会导致油纸材料的劣化和破坏.油纸材料中的空间电荷快速消散现象有利于直流设备在极性反转条件下的运行,为阐释油纸绝缘良好的长期性能提供了有重要意义的试验依据.

关键词：空间电荷油纸绝缘 PEA 场强畸变劣化极性反转

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考虑频率安全约束的电力系统临界惯量计算

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清华大学学报（自然科学版） 2022年第10期62卷 1721-1729页

作者：易佩景志滨徐飞陈磊齐军姜希伟高旭泽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 内蒙古电力(集团)有限责任公司呼和浩特010010

随着新能源大规模接入电网,电力系统惯量逐渐减小,系统频率安全受到严重威胁。该文采用“临界惯量”来量化发生临界故障后,为了维持系统稳定所需的最小惯量。首先,提出了一种解析化的频率安全计算方法,通过构造频差曲线,基于平均系统开... 详细信息

随着新能源大规模接入电网,电力系统惯量逐渐减小,系统频率安全受到严重威胁。该文采用“临界惯量”来量化发生临界故障后,为了维持系统稳定所需的最小惯量。首先,提出了一种解析化的频率安全计算方法,通过构造频差曲线,基于平均系统开环模型,给出了频率安全约束计算式。然后,基于频率安全约束、频率变化率(RoCoF)约束与机组调节功率约束,将系统临界惯量计算转化为优化问题的求解。最后,采用仿真系统验证了该临界惯量计算方法的有效性与准确性。仿真结果表明:机组可调节功率范围越大,临界惯量越小,因此通过增大机组备用容量可以减小系统临界惯量。

关键词：临界惯量构造频差曲线频率安全约束频率变化率约束调节功率约束

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