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电力系统自动化 2021年第2期45卷 1-11页

作者：陈玥刘锋魏韡梅生伟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

分布式可再生能源的蓬勃发展为建设清洁高效智能电网提供了新途径,但同时也导致了需求侧用户行为更随机、能量管理更困难、设备利用更低效等问题。为应对这些新挑战,充分调动需求侧灵活性,能量共享作为一种分布式运营新范式应运而生。... 详细信息

分布式可再生能源的蓬勃发展为建设清洁高效智能电网提供了新途径,但同时也导致了需求侧用户行为更随机、能量管理更困难、设备利用更低效等问题。为应对这些新挑战,充分调动需求侧灵活性,能量共享作为一种分布式运营新范式应运而生。文中给出了需求侧能量共享的概念,分析了其在平抑不确定性、提升运行经济性和提高设备利用效率等方面的潜力,并对能量共享机制的设计要点及基本要求进行了详细阐述。在此基础上,从合作博弈与非合作博弈2个角度将国内外能量共享机制设计相关研究归纳为5类,总结了当前的研究进展与亟待解决的问题。最后,从需求侧能量共享市场内部设计与外部衔接2个方面,对未来的研究方向进行了展望。

关键词：分布式能源需求侧能量共享博弈建模供需匹配

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基于修正晴空模型的超短期光伏功率预测方法

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电力系统自动化 2021年第11期45卷 44-51页

作者：马原张雪敏甄钊梅生伟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

文中旨在提高晴空或有薄云这类小波动场景下的光伏功率超短期预测精度。虽然,太阳辐射的日周期性和年周期性使光伏功率序列具有确定性分量,但是电站和当地气象的详细参数随时间变化且难以获取。为此,提出一个仅依赖少量参数的改进晴空... 详细信息

文中旨在提高晴空或有薄云这类小波动场景下的光伏功率超短期预测精度。虽然,太阳辐射的日周期性和年周期性使光伏功率序列具有确定性分量,但是电站和当地气象的详细参数随时间变化且难以获取。为此,提出一个仅依赖少量参数的改进晴空功率计算模型,并在此基础上构建了在线更新参数的预测算法,预测小波动天气下光伏电站未来4 h的功率。采用中国吉林省某电站的数据进行了测试,结果表明:所提模型得到的晴空功率曲线可以较准确地拟合小波动天气下的电站出力,而基于在线更新参数的光伏预测结果可以使小波动天气第4个小时的预测误差降低到约3.78%,弥补了相邻晴天方法在一些场景下误差超过5%甚至达到10%的不足。文中所提方法不仅可以提高小波动天气下光伏功率超短期预测精度,也为复杂天气条件下的预测提供了更准确的基准值。

关键词：晴空模型平稳化光伏发电超短期预测

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基于多市场均衡的综合能源市场机制设计

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中国电机工程学报 2021年第17期41卷 5789-5802页

作者：王剑晓夏清李庚银安麒武昭原张天策新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学电气与电子工程学院) 北京市昌平区102206 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

近年来,我国综合能源技术与产业蓬勃发展,已有诸多研究和实践探索基于集中竞价、统一决策的综合能源市场模式。然而,大统一的市场改革与运作可能产生由于体制重组、决策过程不透明和复杂信息交互引起的交易成本。为避免颠覆性改革成本... 详细信息

近年来,我国综合能源技术与产业蓬勃发展,已有诸多研究和实践探索基于集中竞价、统一决策的综合能源市场模式。然而,大统一的市场改革与运作可能产生由于体制重组、决策过程不透明和复杂信息交互引起的交易成本。为避免颠覆性改革成本、防止信息不对称产生的市场失灵,该文设计基于多市场均衡的综合能源市场体系,提出综合能源跨商品套利、跨区(市)套利、跨期套利以及期现套利的交易模式。进而,构建综合能源服务商参与多市场套利和交易的双层优化模型,以综合能源服务商为主体,通过披露不同能源当量价格信息,激励其套利和交易行为,由此促进多能市场之间的均衡。基于我国广东省的实证分析表明,市场成员套利交易行为能够促进不同能源市场之间的价格均衡,以最小的改革成本获取最大的市场效益。

关键词：综合能源市场机制设计多市场均衡套利交易

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CFB中基于赤泥催化的N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)协同降低技术路线

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电力学报 2023年第6期38卷 467-477页

作者：苗苗王彤李超然周托张缦杨海瑞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

随着污染物排放标准越发严格,为进一步发挥循环流化床污染物控制成本低的优势,需要明晰各个运行参数和因素对N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)排放的影响规律,挖掘N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)协同超低排放的可能性。基于“十四五”规划的要求和N_(2)O/NO_... 详细信息

随着污染物排放标准越发严格,为进一步发挥循环流化床污染物控制成本低的优势,需要明晰各个运行参数和因素对N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)排放的影响规律,挖掘N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)协同超低排放的可能性。基于“十四五”规划的要求和N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)的研究现状,初步形成了一条或实现N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)协同降低的技术路线:在保证燃烧效率的前提下,选择合适的床料(如赤泥)在炉内通过催化或反应脱除N_(2)O,通过平衡赤泥中的铝铁比例,实现N_(2)O和NO_(x)的双低排放,同时由于赤泥良好的吸附能力和较强的碱性,可进一步实现SO_(2)的脱除。如必要,通过流态重构或超细石灰石等将剩余的NO_(x)和SO_(2)降至合理水平,或通过SNCR和脱硫塔分别处理剩余的NO_(x)和SO_(2),使其达到排放标准,从而实现N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)的协同超低排放。

关键词：循环流化床赤泥 N_(2)O NO_(x) SO_(2)

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利用转子动能的风机辅助频率控制最优策略

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中国电机工程学报 2021年第2期41卷 506-513页

作者：孙铭徐飞陈磊闵勇田增垚侯凯元王海宽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 国家电网公司东北分部辽宁省沈阳市110180

风机增加辅助频率控制模块是解决新能源取代同步机导致的电力系统频率安全问题的一种方案,其中利用转子动能的调频模式可以使风机运行在最大功率点,经济性比功率备用模式更好。已有研究主要让风机通过虚拟惯量和频率下垂控制模拟同步机... 详细信息

风机增加辅助频率控制模块是解决新能源取代同步机导致的电力系统频率安全问题的一种方案,其中利用转子动能的调频模式可以使风机运行在最大功率点,经济性比功率备用模式更好。已有研究主要让风机通过虚拟惯量和频率下垂控制模拟同步机,却未充分利用风机控制灵活、可塑性强的优点,且未考虑风机转子动能限制及系统频率二次跌落。论文跳出虚拟惯量加频率下垂控制的传统框架,提出利用转子动能的风机辅助频率控制最优策略。首先将风机输出功率曲线作为决策变量,通过优化得到最优功率曲线,然后设计对应的辅助频率控制策略,实现最优输出功率曲线。仿真结果验证所提策略的效果,并说明风机辅助频率控制不应局限于模拟同步机,而是有更优的策略。

关键词：频率安全风电辅助频率控制虚拟惯量控制频率下垂控制转子动能调频能量约束

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高比例风电电力系统考虑频率安全约束的机组组合

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电网技术 2021年第1期45卷 1-9页

作者：林恒先侯凯元陈磊夏德明闵勇秦爽张博闻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 国家电网有限公司东北分部辽宁省沈阳市110180

高比例风电接入电力系统导致转动惯量和一次调频能力降低,功率扰动下的频率安全问题凸显,机组组合中需要考虑频率安全约束。首先提出了一种简单实用的频率安全约束条件,当系统满足该约束条件时,给定功率扰动下的最大频率偏差将保持在设... 详细信息

高比例风电接入电力系统导致转动惯量和一次调频能力降低,功率扰动下的频率安全问题凸显,机组组合中需要考虑频率安全约束。首先提出了一种简单实用的频率安全约束条件,当系统满足该约束条件时,给定功率扰动下的最大频率偏差将保持在设定限值内。将该约束条件纳入机组组合模型,同时考虑风电出力为预测区间上下限值时系统仍能够承受给定的功率扰动,建立了考虑风电功率不确定性与频率安全约束的机组组合模型。仿真结果证明,所提出的机组组合模型考虑了风电功率的不确定性,同时也能满足系统发生大功率扰动下的频率安全需要。

关键词：一次调频风电功率不确定性频率安全机组组合有功频率控制线性化

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高比例风电并网系统次同步振荡的广域监测与分析

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中国电机工程学报 2021年第1期41卷 65-74页

作者：马宁宁谢小荣亢朋朋张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) 北京市海淀区100084 国网新疆电力有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830063

现代电网中基于电力电子接口的新能源比例逐年提高,电力电子设备与电网之间相互作用引起的次同步振荡问题也日益突出。广域监测系统可实时获取次同步振荡的数据,为次同步振荡的在线分析和预警提供了重要手段。该文针对基于数据驱动的新... 详细信息

现代电网中基于电力电子接口的新能源比例逐年提高,电力电子设备与电网之间相互作用引起的次同步振荡问题也日益突出。广域监测系统可实时获取次同步振荡的数据,为次同步振荡的在线分析和预警提供了重要手段。该文针对基于数据驱动的新能源并网系统中次同步振荡实时分析,构建了次同步振荡广域监测系统的基本构架,该系统主要由次同步相量监测装置和次同步振荡分析中心构成。进一步,基于实时监测数据和聚合阻抗模型相结合的方法,提出次同步振荡稳定性评估指标及振荡溯源方法,能够快速准确地实现次同步振荡的在线监测与预警。通过我国实际电网的电磁暂态仿真模型,验证了所提次同步振荡广域监测系统的有效性。

关键词：次同步振荡广域监测系统次同步相量测量单元稳定判据振荡溯源预警

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特高压直流接地极对高铁桥梁接地系统的影响

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铁道工程学报 2021年第10期38卷 90-94页

作者：李晨琨张华志黄军张波宋伟中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 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

研究目的:在单极大地回路运行方式下,特高压直流输电系统的直流接地极将在大地中形成一个恒定的直流电流场,导致大地中的直流电流通过接地点流入高铁综合接地系统,进而对高铁其他部分产生影响。为了考察特高压直流接地极对高速铁路综合... 详细信息

研究目的:在单极大地回路运行方式下,特高压直流输电系统的直流接地极将在大地中形成一个恒定的直流电流场,导致大地中的直流电流通过接地点流入高铁综合接地系统,进而对高铁其他部分产生影响。为了考察特高压直流接地极对高速铁路综合接地系统的影响,本文利用CDEGS软件针对高速铁路桥梁段综合接地系统进行建模,以便得出高铁桥梁段接地系统的沿线电位及直流电流分布规律。研究结论:(1)利用CDEGS软件针对高铁桥梁段建立的局部直流通路模型,为考察高铁综合接地系统内部电压、电流分布提供了有力工具,也为其他大型设施进行直流通路建模提供了思路;(2)本研究成果有助于提高特高压直流输电工程及高速铁路工程建设水平,可为其远期规划选址提供理论依据。

关键词：直流接地极高速铁路综合接地系统 CDEGS

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风电-柔直系统次同步振荡的耦合阻抗模型分析

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南方电网技术 2022年第3期16卷 24-31页

作者：张帆尹聪琦袁豪洪潮杨雄平谢小荣直流输电技术国家重点实验室(南方电网科学研究院) 广州510663 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) 北京100084 中国南方电网有限责任公司广州510663

大规模风电接入柔性直流换流站会引入一种危及交流系统稳定的新型次同步振荡,它是电力电子控制通过交流电网相互作用的结果,这种相互作用在次同步频率及其互补超同步频率之间存在较强的频率耦合效应,导致采用常规的一维阻抗模型难以进... 详细信息

大规模风电接入柔性直流换流站会引入一种危及交流系统稳定的新型次同步振荡,它是电力电子控制通过交流电网相互作用的结果,这种相互作用在次同步频率及其互补超同步频率之间存在较强的频率耦合效应,导致采用常规的一维阻抗模型难以进行准确分析。考虑该频率耦合效应,采用耦合阻抗模型并基于聚合阻抗频率特性来分析风电-柔直次同步振荡的发生条件,研究风电机组台数、交流线路长度、风电机组出力水平及柔直变流器控制器参数等对振荡稳定性的影响;时域仿真验证了耦合阻抗模型及其分析结果的有效性。

关键词：阻抗模型振荡风电柔性直流输电

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循环流化床锅炉屏式受热面变形原因分析及治理策略

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锅炉技术 2024年第2期55卷 39-44页

作者：杜佳军冯玉鹏曹培庆张鹏王虎张双庆张缦杨海瑞神华集团循环流化床技术研发中心陕西西安710065 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 北京国电电力有限公司萨拉齐电厂内蒙古包头014100

为了掌握循环流化床(CFB)锅炉屏式受热面变形原因和治理因其导致的受热面爆管泄漏等问题,在探讨分析设备结构特征、工质流动特性、传热效果影响等基础上,结合国内现役CFB锅炉存在的屏式受热面变形问题,得到了工质流量不均匀、工质流量... 详细信息

为了掌握循环流化床(CFB)锅炉屏式受热面变形原因和治理因其导致的受热面爆管泄漏等问题,在探讨分析设备结构特征、工质流动特性、传热效果影响等基础上,结合国内现役CFB锅炉存在的屏式受热面变形问题,得到了工质流量不均匀、工质流量与热负荷不匹配、传热效果差异等是导致屏式受热面产生较大热偏差的主要原因,由此进一步诱发屏式受热面出现应力偏差造成了管屏变形现象,而屏式受热面竖直方向膨胀受阻也会导致不可逆的管屏变形。提出了屏式受热面“割管+分屏+扩径”管屏改造措施以减小管屏热偏差,“双吊架+密封改进”膨胀改造措施以实现管屏自由膨胀;从运行管理角度提出了CFB锅炉启动阶段运行控制技术措施,以减小该阶段屏式受热面的壁温偏差和热应力等。治理措施已取得良好实践改造效果,能有效解决屏式受热面的变形严重问题,具有普遍推广性。

关键词： CFB锅炉屏式受热面热偏差变形治理

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