检索结果-内蒙古大学图书馆

清华大学学报（自然科学版） 2020年第6期60卷 530-536页

作者：崔彬李欣阳薛芃蒋晓华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控制和仿真国家重点实验室北京100084

随着新一代宽禁带半导体器件在双主动全桥(DAB)变换器中的应用,变换器交流侧出现较高的电压上升率(dv/dt)。高dv/dt含有丰富的高频谐波成分,引起变压器分布电容与系统感性元件之间产生严重的高频振荡问题。该文基于高频变压器π型三电... 详细信息

随着新一代宽禁带半导体器件在双主动全桥(DAB)变换器中的应用,变换器交流侧出现较高的电压上升率(dv/dt)。高dv/dt含有丰富的高频谐波成分,引起变压器分布电容与系统感性元件之间产生严重的高频振荡问题。该文基于高频变压器π型三电容分布参数模型,推导了变压器端口电压高频振荡的时域解析方程,定量分析了dv/dt和变压器分布电容对高频振荡幅值的影响,并通过调节系统dv/dt实现了对高频振荡幅值的抑制。搭建了DAB变换器实验样机系统和对应的LTspice电路仿真模型,验证了高频振荡问题理论分析的合理性和正确性。

关键词：双主动全桥变换器高频振荡分布电容高速开关器件

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高空风力发电系统能量捕获及变换技术：现状与展望

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中国电机工程学报 2024年

作者：姜阳陆超袁志昌郭佩乾刘迪新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系)

高空风能系统(high altitude wind energy system，HAWES)具备有功出力稳定、容量系数高、可移动性强以及环境友好等特点，是新能源领域备受关注的方向之一。尽管其应用潜力巨大，当前HAWES技术研究与应用仍处于初级阶段，示范应用相对... 详细信息

高空风能系统(high altitude wind energy system，HAWES)具备有功出力稳定、容量系数高、可移动性强以及环境友好等特点，是新能源领域备受关注的方向之一。尽管其应用潜力巨大，当前HAWES技术研究与应用仍处于初级阶段，示范应用相对较少，并网容量有限。为此，本文首先对国内外采用HAWES技术的示范应用开展了系统梳理与分析，重点关注HAWES中的系留电缆、电机—风力机组、电力电子变换器(power electronic converter，PEC)和储能装置等能量捕获及变换设备，对各核心装备及其控制方法进行了总结与综述。结合现有风电并网技术与大容量电力电子设备方案，提出了采用中压交流发电—中压直流输电技术的万米级大容量HAWES技术方案，分析系留电缆、永磁同步电机(permanent magnet synchronous generator，PMSG)与PEC设备设计需求与难点，并提出了能量捕获及变换系统中电气设备的设计需求和技术路线。最后，对万米级大容量HAWES并网方案的应用前景进行了展望。

关键词：高空风能系统系留电缆永磁同步电机电力电子变换器直流传输新能源并网

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计及火电阶梯式爬坡率的耦合系统优化调度方法

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中国电机工程学报 2022年第1期42卷 153-163页

作者：杨龙杰周念成胡博陈磊徐飞王强钢曲直输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 国网辽宁省电力有限公司辽宁省沈阳市110006 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) 北京市海淀区100084

北方地区普遍存在可再生能源和火力发电通过同一并网点接入电网的耦合方式。在该方式下,火电和可再生能源可作为一个整体共同参与调峰辅助服务,进一步挖掘两者的协同调度潜力。该文首先针对该类耦合方式,对耦合系统的定义进行研究,并分... 详细信息

北方地区普遍存在可再生能源和火力发电通过同一并网点接入电网的耦合方式。在该方式下,火电和可再生能源可作为一个整体共同参与调峰辅助服务,进一步挖掘两者的协同调度潜力。该文首先针对该类耦合方式,对耦合系统的定义进行研究,并分析耦合系统的特征和潜力;其次,根据火电机组深度调峰的运行特性,提出计及阶梯式爬坡率的火电机组运行模型,并在此基础上建立耦合系统优化调度模型;最后,以辽宁某局域电网为例的仿真结果表明,计及阶梯式爬坡率的火电机组运行模型能更精确地反映深度调峰时机组的实际运行状态,且耦合系统在现有政策下可进一步提升可再生能源和火力发电的整体控制性能和经济效益。

关键词：耦合系统阶梯式爬坡率深度调峰优化调度

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高性能电力电子设计自动化求解器关键因素与解决方法

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中国电机工程学报 2021年第20期41卷 7055-7067页

作者：袁立强陆子贤戴宇轩赵争鸣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) 北京市海淀区100084

电力电子设计自动化有望加快电力电子系统设计效率,优化设计结果,兼具实用性和通用性。但面对复杂结构的大容量电力电子装置设计问题时,现有的设计工具在设计速度和精度这两个矛盾性能上的权衡失调,无法应用于工程实践。当前研究侧重多... 详细信息

电力电子设计自动化有望加快电力电子系统设计效率,优化设计结果,兼具实用性和通用性。但面对复杂结构的大容量电力电子装置设计问题时,现有的设计工具在设计速度和精度这两个矛盾性能上的权衡失调,无法应用于工程实践。当前研究侧重多物理模型的建立和求解,忽略了设计架构、设计流程、优化算法等求解器范畴的关键因素对设计性能的提升。文中提出一种用于电力电子设计自动化的求解器,方法论上,所提出的求解器与电力电子系统特性深度适配、与实用需求紧密结合、搭建统一框架,预留接口增加可扩展性和适用性;效果上,与已有设计工具相比,能在更短的设计周期内,优化并平衡了变换器损耗与体积的综合性能。最后,使用该工具设计一套50kW隔离双向DC-DC变换器样机,通过实验验证了所述工具计算合理性和优异性。

关键词：电力电子设计自动化计算机辅助设计工具求解器设计架构设计流程遗传算法隔离双向直流变换器

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基于碳排放流的电力系统低碳需求响应机制研究及效益分析

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中国电机工程学报 2022年第8期42卷 2830-2841页

作者：李姚旺张宁杜尔顺刘昱良蔡啸贺大玮清华四川能源互联网研究院四川省成都市610213 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

电力碳排放占我国全社会碳排放的四成以上,电力行业是实现“双碳”目标的排头兵。在电力系统碳减排方法的相关研究中,现有研究大多从把控源侧直接碳排放入手,而较少从“碳视角”出发,关注用户用电行为对电力系统碳减排目标的反作用。然... 详细信息

电力碳排放占我国全社会碳排放的四成以上,电力行业是实现“双碳”目标的排头兵。在电力系统碳减排方法的相关研究中,现有研究大多从把控源侧直接碳排放入手,而较少从“碳视角”出发,关注用户用电行为对电力系统碳减排目标的反作用。然而,电力系统“源随荷动”特征使得荷侧才是电力系统碳排放的主要责任人,用户的用电行为将对系统碳排放产生显著影响。为此,该文提出一种引导用户主动响应并降低系统碳排放的电力系统碳减排新机制——低碳需求响应机制。该机制以动态碳排放因子为引导信号,以用户自身减碳意愿或碳市场中的价格因素为激励信号。基于全国电力规划与运行模拟数据以及武汉市某企业负荷数据开展实证分析,分别从系统角度和用户角度验证了低碳需求响应技术具有较大的减碳潜力。最后,从新标准、新技术、新机制三方面对影响低碳需求响应机制实施效果的关键环节进行了研究展望。

关键词：电力系统碳减排低碳需求响应碳流理论碳计量实证分析

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柔性直流输电系统高频振荡建模分析与抑制策略综述

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中国电机工程学报 2023年第9期43卷 3308-3321,中插2页

作者：满九方谢小荣陈垒姚谦李鹏中国华能集团有限公司北京市西城区 100031 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) 北京市海淀区 100084 中国大唐集团科学技术研究总院华北电力试验研究院北京市石景山区 100040

柔性直流输电技术凭借其自身的经济性优势在可再生能源大规模外送和跨区输电等方面得到了广泛应用.近年来,在国内外基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统中发生了多起高频振荡事件,严重威胁电力系统的安全稳定运行并制约可再生能... 详细信息

柔性直流输电技术凭借其自身的经济性优势在可再生能源大规模外送和跨区输电等方面得到了广泛应用.近年来,在国内外基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统中发生了多起高频振荡事件,严重威胁电力系统的安全稳定运行并制约可再生能源的大规模消纳.为深入研究并解决该新型电力系统高频振荡问题,该文首先归纳了国内外实际发生的部分典型高频振荡事件及其危害.在此基础上,从振荡稳定分析、阻抗建模和抑制策略等三方面入手,总结柔性直流输电系统高频振荡的研究现状.最后,针对柔性直流输电系统的高频振荡问题,给出当前研究面临的困难与挑战,并对未来研究方向进行了展望.

关键词：柔性直流输电系统高频振荡阻抗建模稳定性分析抑制策略

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电池储能提高电力系统调频性能分析

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电力系统自动化 2022年第1期46卷 174-181页

作者：王凯丰谢丽蓉乔颖鲁宗相杨欢可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830047 电力系统及大型发电设备控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084

针对同功率电池储能系统对火电机组调频替代能力量化不明确的问题,通过分析对比电池储能系统与火电机组调频的原理,确定储能调频在频率响应稳定性和快速性方面的优势。从调差系数出发,分析储能对高比例可再生能源调频系统的影响,确定同... 详细信息

针对同功率电池储能系统对火电机组调频替代能力量化不明确的问题,通过分析对比电池储能系统与火电机组调频的原理,确定储能调频在频率响应稳定性和快速性方面的优势。从调差系数出发,分析储能对高比例可再生能源调频系统的影响,确定同功率储能对火电机组在提升调频效果方面的优势。定义了储能调频替代的功率和能量指标,并提出储能提高频率最低点的替代指标。最后,根据所提出的相关定量指标,以中国东部某区域电网系统为例,分析了不同扰动场景下多时间尺度的储能的替代能力,验证了电池储能对火电机组的高替代能力。

关键词：电池储能火电机组调频替代能力调差系数

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基于时频特性相似度的新能源场站T接型送出线路高速保护

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电力系统保护与控制 2023年第4期51卷 1-11页

作者：温志文贾科余磊刘鑫孔繁哲毕天姝新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

新能源短路电流呈现幅值受限的非工频特征,导致差动保护的动作性能下降。在分析新能源电源与传统同步发电机故障特性的基础上,提出基于时频特性相似度的新能源场站T接型送出线路高速保护原理。该方法首先利用压缩感知压缩高频率采样信号... 详细信息

新能源短路电流呈现幅值受限的非工频特征,导致差动保护的动作性能下降。在分析新能源电源与传统同步发电机故障特性的基础上,提出基于时频特性相似度的新能源场站T接型送出线路高速保护原理。该方法首先利用压缩感知压缩高频率采样信号,传输低频率压缩信号,降低保护通信量。然后利用小波变换提取故障电流的时频特征,利用主成分分析法(principal component analysis, PCA)剔除时频特征的冗余信息,得到时频特征矩阵。最后利用堪培拉距离衡量时频特征矩阵相似度,提出基于时频特性相似度的高速保护原理。所提保护理论上可以在故障5 ms内可靠识别区内外故障,具有较强的耐受故障电阻和系统噪声的能力,并且适用于新能源弱出力的场景。硬件在环实验结果和现场录波数据验证了所提保护的有效性。

关键词：新能源场站 T接型送出线路压缩感知堪培拉距离高速保护

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基于频率变化极值时间的风电虚拟惯量约束与支撑控制

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高电压技术 2023年第6期49卷 2491-2504页

作者：张祥宇金召展付媛万怿华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室保定071003

在系统频率变化极值时间内约束变速风机的虚拟惯量,是提升风电对系统频率主动支撑可靠性的关键。为此,首先分析了风电机组虚拟惯量的可控特性及评估方法。其次,量化风电高比例并网系统的频率变化极值时间,并考虑风机转速及功率裕度,在... 详细信息

在系统频率变化极值时间内约束变速风机的虚拟惯量,是提升风电对系统频率主动支撑可靠性的关键。为此,首先分析了风电机组虚拟惯量的可控特性及评估方法。其次,量化风电高比例并网系统的频率变化极值时间,并考虑风机转速及功率裕度,在频率跌落或抬升期间约束虚拟惯量,提高风机惯量评估的可信度。在此基础上,分析系统频率安全下的惯量需求,利用风机转速追踪性能,提出频率变化极值时间内变速风机的虚拟惯量控制策略。最后,搭建风电高渗透电网仿真系统,对所提控制策略进行验证。研究结果表明:变速风机在所提控制策略下能够可靠满足系统调频需求,显著提升其对电网的主动支撑性能。

关键词：风力发电虚拟惯量频率支撑惯量约束转速追踪惯量需求

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永磁同步发电机电磁暂态等效建模方法及稳定性分析

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电力系统保护与控制 2023年第13期51卷 25-36页

作者：邹明赵成勇许建中新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

嵌套同时快速求解(nested fast and simultaneous solution,NFSS)算法通过消去电路节点可以显著提高仿真速度。然而,商业仿真软件提供的永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)模型无法获取等效电路,限制了该算... 详细信息

嵌套同时快速求解(nested fast and simultaneous solution,NFSS)算法通过消去电路节点可以显著提高仿真速度。然而,商业仿真软件提供的永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)模型无法获取等效电路,限制了该算法在海上风电中的应用。针对上述问题,提出了PMSG电磁暂态(electro-magnetic transient,EMT)等效建模方法,并分析了建模方法的稳定性。首先,将PMSG数学模型离散化,得到用三相受控电流源表示的等效电路及接口方法,给出PMSG的控制模式和等效模型求解流程。并结合实际PMSG参数取值,分析了等效建模方法的稳定性。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了PMSG详细模型和等效模型进行仿真精度对比及稳定性验证,结果表明,所提模型及稳定性分析具有较好的正确性,为NFSS算法在海上风电中的应用提供了模型基础,也为发电机参数的选取提供了约束条件。

关键词：海上风电永磁同步发电机电磁暂态等效模型稳定性分析

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