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清华大学学报（自然科学版） 2023年第1期63卷 78-93页

作者：张树卿唐绍普于思奇卢洵张东辉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 广东电网有限责任公司广州510030 清华四川能源互联网研究院成都610213

多变流器并网、组网运行和控制涉及宽时间尺度过程,新形态的动态和稳定问题也随之出现,仿真技术常被用于上述问题的研究。然而不同细度模型的功能、性能和适应性存在差异,仿真前应根据需要研究或体现的物理过程或现象评估被仿真过程蕴... 详细信息

多变流器并网、组网运行和控制涉及宽时间尺度过程,新形态的动态和稳定问题也随之出现,仿真技术常被用于上述问题的研究。然而不同细度模型的功能、性能和适应性存在差异,仿真前应根据需要研究或体现的物理过程或现象评估被仿真过程蕴含的时间尺度,并选用合适细度的模型。该文总结、评述了含多变流器电网仿真技术研究、应用现状和发展趋势,以常规多电平电压源变流器(VSC)和模块化多电平变流器(MMC)为例,分析变流器组网与控制共性特征,基于主电路和控制各环节响应时间特性,分析变流器组网多时间尺度动态特性及时间尺度划分,讨论变流器模型细度与仿真需求、主导物理过程时间尺度匹配问题,总结4种常见细度变流器模型的适应性及其在电力系统场景下的应用,并以仿真测试验证了变流器组网时间尺度分析的正确性,直观给出了不同细度模型和仿真的适应性。

关键词：变流器组网变流器控制多时间尺度模型细度电磁暂态仿真

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基于斜回归树及其集成算法的静态电压稳定规则提取

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电力系统自动化 2022年第1期46卷 51-59页

作者：贾宏阳侯庆春刘羽霄张宁范越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 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 国网青海省电力有限公司青海省西宁市810008

可再生能源渗透率的增加给电力系统安全稳定运行带来持续性的挑战,传统方法分析系统稳定性、控制电网稳定运行变得愈加困难。针对这一难题,提出了内嵌安全稳定约束的电力系统优化运行框架以及用于电力系统安全稳定规则提取的斜回归树及... 详细信息

可再生能源渗透率的增加给电力系统安全稳定运行带来持续性的挑战,传统方法分析系统稳定性、控制电网稳定运行变得愈加困难。针对这一难题,提出了内嵌安全稳定约束的电力系统优化运行框架以及用于电力系统安全稳定规则提取的斜回归树及其集成算法。该算法首先优化斜划分系数以训练单棵斜回归树,然后利用boosting思想集成斜回归树,并通过正则化方法保证树的稀疏度,增强算法的可解释性。相比神经网络等黑箱模型,文中提出的方法能够提取显式安全稳定规则,为内嵌安全稳定约束的电力系统优化运行奠定了基础。最后,以静态电压稳定问题为例验证算法的有效性,算例验证结果表明所提算法具有良好的可解释性、较强的表示能力和较高的集成效率。

关键词：静态电压稳定高比例可再生能源集成学习斜回归树极端梯度提升算法

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多源数据融合的用户充电行为分析与充电设施规划实践

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电力系统自动化 2022年第12期46卷 151-162页

作者：盛裕杰郭庆来刘梦洁兰健曾泓泰王芳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 上海市新能源汽车公共数据采集与监测研究中心上海市201805

作为中国新基建战略的重要组成,电动汽车充电设施在近年获得了快速发展,但面临供需不平衡的难题。因此,亟须通过真实数据分析用户需求与行为特征,构建高效的公共充电设施规划体系,服务电动汽车发展。文中以上海市为实践案例,融合营运车... 详细信息

作为中国新基建战略的重要组成,电动汽车充电设施在近年获得了快速发展,但面临供需不平衡的难题。因此,亟须通过真实数据分析用户需求与行为特征,构建高效的公共充电设施规划体系,服务电动汽车发展。文中以上海市为实践案例,融合营运车辆轨迹数据、充电站数据、乘用车出行统计数据、交通路况数据、兴趣点检索数据等多源真实数据集开展了实践性大数据挖掘分析,旨在为现实充电站规划提供可行架构:从宏观角度对车辆用户群体的出行-充电行为与城市时空特征的关联进行了分析;从微观角度对车辆用户个体的行为偏好进行了建模,基于决策树模型实现了用户充电需求预测,并基于Huff吸引力模型描述了用户的充电站选择行为。在此基础上,对海量用户行为进行重构与仿真,建立了城市能源-交通融合网络仿真架构,从总体供需情况与个体服务质量等多维度对现有充电设施的建设进行了评估,提出了计及多重目标的未来充电设施扩展规划架构,为电动汽车充电设施规划提供了数据支持和决策依据。

关键词：电动汽车能源网交通网充电设施规划多源数据融合

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提升电力信息物理系统韧性的通信网鲁棒优化方法

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电力系统自动化 2021年第3期45卷 68-75页

作者：许珞郭庆来刘新展孙宏斌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 广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东省广州市510000

依赖于先进信息技术的现代电力系统是典型的信息物理系统。电力信息物理系统不仅在业务层面存在能量流与信息流的耦合,在网架拓扑层面,物理电网和电力通信网因采用光纤复合架空地线等也存在高度的耦合特性,因此存在着故障跨空间传播的... 详细信息

依赖于先进信息技术的现代电力系统是典型的信息物理系统。电力信息物理系统不仅在业务层面存在能量流与信息流的耦合,在网架拓扑层面,物理电网和电力通信网因采用光纤复合架空地线等也存在高度的耦合特性,因此存在着故障跨空间传播的风险。为提高电力信息物理系统的韧性,基于建立的信息流及通信网模型,文中定义了一种考虑信息-物理耦合的信息流关联负荷度指标及通信网关联负荷度指标,并提出了一种面向极端场景下电力信息物理系统韧性的通信网鲁棒优化方法。该优化方法可用于电力通信网中与负荷相关的传输网层面关键业务,将重要的信息分配到更可靠的链路上,实现极端场景下电力信息物理系统韧性的提升。基于中国广东电网的实际算例系统验证了所提方法的有效性,该方法已初步应用于广东电网原型系统。

关键词：信息物理系统电力通信网鲁棒优化能量流信息流

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罐底检测器上位机驱动和数据中转程序设计

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石油化工设备 2008年第5期37卷 33-35页

作者：王珅黄松岭赵伟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

介绍了用于储罐底板检测器上位机的增强并口驱动和检测数据中转程序的设计,该程序借助WinDriver驱动增强并口,即响应并口中断、读取和缓冲数据。数据中转部分通过WindowsSocket通信机制与采用LabVIEW开发的数据分析主程序交换数据。这... 详细信息

介绍了用于储罐底板检测器上位机的增强并口驱动和检测数据中转程序的设计,该程序借助WinDriver驱动增强并口,即响应并口中断、读取和缓冲数据。数据中转部分通过WindowsSocket通信机制与采用LabVIEW开发的数据分析主程序交换数据。这种设计克服了LabVIEW不能支持中断工作模式的增强并口的局限,可确保检测数据的传输顺利完成。

关键词：储罐底板检测器增强并口驱动程序

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电力电子混杂系统多时间尺度分析控制与应用(一):理论部分

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中国电机工程学报 2023年第1期43卷 236-249页

作者：赵争鸣虞竹珺施博辰电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机工程与应用电子技术系) 北京市海淀区100084

文中对电力电子混杂系统多时间尺度分析控制与应用研究进行总结,分理论和应用上下两篇。上篇针对电力电子系统在实际应用中急需解决的提升变换能力和可靠性问题,对电力电子科学进行再认识,认为电力电子科学是一门基于功率半导体开关组... 详细信息

文中对电力电子混杂系统多时间尺度分析控制与应用研究进行总结,分理论和应用上下两篇。上篇针对电力电子系统在实际应用中急需解决的提升变换能力和可靠性问题,对电力电子科学进行再认识,认为电力电子科学是一门基于功率半导体开关组合模式的电磁能量高效变换的科学。基于再认识框架,解析电力电子系统的多时间尺度混杂特征,进一步明确广义混杂系统的概念。针对广义混杂系统提出数值凸透镜分析解算方法,并予以论证。最后对该方法的发展进行展望。

关键词：电力电子学多时间尺度混杂系统数值凸透镜状态离散事件驱动

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三电平PWM整流器网侧LCL滤波器设计

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电工电能新技术 2012年第1期31卷 56-59页

作者：刘超赵争鸣鲁挺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工程与应用电子技术系北京100084

采用LCL滤波器代替L滤波器对入网电流进行滤波已成为变换器并网的趋势,相对于L滤波器,LCL滤波器具有成本低,体积小,整流器动态响应快等优点。然而,目前关于LCL滤波器的研究都是针对两电平变换器进行的,对多电平变换器鲜有涉及。本文以... 详细信息

采用LCL滤波器代替L滤波器对入网电流进行滤波已成为变换器并网的趋势,相对于L滤波器,LCL滤波器具有成本低,体积小,整流器动态响应快等优点。然而,目前关于LCL滤波器的研究都是针对两电平变换器进行的,对多电平变换器鲜有涉及。本文以三电平PWM整流器为研究对象,提出了适用于三电平PWM整流器LCL滤波器的设计方法,并通过Simulink仿真和实验验证了滤波器的优良性能。

关键词：电压型PWM整流器 LCL滤波器三电平

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SF_6及空气中绝缘子表面电荷的消散过程分析

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高电压技术 2011年第1期37卷 99-103页

作者：王蓓张贵新王强李金忠汤浩国核电力规划设计研究院北京100032 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084 中国电力科学研究院北京100192

为了研究绝缘子表面电荷消散的规律,建立了一套表面电荷测量装置,可以测量不同气体中、不同气压下盆式绝缘子的表面电荷分布。采用的测量方法为电容探头法。针对盆式绝缘子的两种典型应用环境,即0.1MPa的空气环境及GIS/GIL中0.5MPa的SF... 详细信息

为了研究绝缘子表面电荷消散的规律,建立了一套表面电荷测量装置,可以测量不同气体中、不同气压下盆式绝缘子的表面电荷分布。采用的测量方法为电容探头法。针对盆式绝缘子的两种典型应用环境,即0.1MPa的空气环境及GIS/GIL中0.5MPa的SF6气体环境,实验测量了0.1MPa的空气中和0.5MPa的SF6中绝缘子表面电荷的消散过程。实验测得绝缘子表面电荷的消散过程近似呈指数衰减过程,时间常数是104 s数量级。结合实验结果,对绝缘子表面电荷消散的3种途径进行了分析,认为表面电荷主要通过绝缘子内部消散,且消散速率与绝缘子的体积电阻率和表面电阻率有关。

关键词：表面电荷电荷消散 SF6 电荷消散途径体积电阻率表面电阻率

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不同含水量油纸绝缘的交直流空间电荷特性研究

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绝缘材料 2022年第2期55卷 57-66页

作者：周远翔薛磊黄欣张云霄滕陈源新疆大学电气工程学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风光储分室新疆乌鲁木齐830047 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

换流变压器在正常运行过程中,水分会导致油纸绝缘电气性能下降并加速其老化,导致寿命下降和绝缘击穿。为研究水分对油纸绝缘交直流复合电压下空间电荷特性与击穿特性的影响,制备不同含水量的油纸绝缘试样,利用交直流复合电压下空间电荷... 详细信息

换流变压器在正常运行过程中,水分会导致油纸绝缘电气性能下降并加速其老化,导致寿命下降和绝缘击穿。为研究水分对油纸绝缘交直流复合电压下空间电荷特性与击穿特性的影响,制备不同含水量的油纸绝缘试样,利用交直流复合电压下空间电荷测量系统,得到了交流、直流及交直流复合电压形式下水分含量对油纸绝缘空间电荷特性的影响规律,同时研究了不同水分含量试样在不同电压类型下的击穿特性。结果表明:交直流复合电压下油纸绝缘中的电场畸变率大于直流和交流电压下的电场畸变率;随着直流分量的增加,较高含水量试样的电气强度增加幅度明显低于较低含水量试样,低含水量试样的电气强度受直流电压分量影响而高于高含水量试样。

关键词：含水量交直流复合油纸绝缘空间电荷

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双馈风机定子侧变流器的附加阻尼抑制次同步振荡方法

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高电压技术 2016年第9期42卷 2785-2791页

作者：董晓亮谢小荣田旭国家电网公司华北分部北京100053 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 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083

为了抑制次同步振荡,基于双馈风机定子侧变流器提出了一种新的附加阻尼控制策略。首先从双馈风机发生次同步振荡的机理出发,把风机转速变化时导致的转矩变化分为转子变化量和定子变化量两部分,通过在定子侧变流器控制策略中引入附加控制... 详细信息

为了抑制次同步振荡,基于双馈风机定子侧变流器提出了一种新的附加阻尼控制策略。首先从双馈风机发生次同步振荡的机理出发,把风机转速变化时导致的转矩变化分为转子变化量和定子变化量两部分,通过在定子侧变流器控制策略中引入附加控制,从而产生一个与转速增量反相的附加转矩,为系统提出正阻尼。然后,通过PSCAD/EMTDC时域仿真,对比附加阻尼控制前后抑制效果。研究表明:通过风机自身控制抑制次同步振荡,具有很好的相应速度和抑制效果,可以使风机在低转速或者高串补度的条件下安全稳定运行,可以降低成本,具有很强的工程价值和实际意义。

关键词：双馈风机次同步振荡抑制策略定子侧变流器附加阻尼控制频率响应

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