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多机电力网络系统振荡中心的存在机理及识别方法

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：李京李振垚甘德强倪秋龙周靖皓曹建伟浙江大学电气工程学院国网浙江省电力有限公司国网浙江省电力有限公司湖州供电公司

随着电网规模和复杂度的不断提升，研究多机复杂场景下电网振荡中心存在机理及识别方法对保障电网的安全稳定运行具有重要意义。首先，基于网络特性，论证电网源荷矩阵FLG行和为1的结构性质，结合电网摇摆模式揭示多机电力网络系统振荡... 详细信息

随着电网规模和复杂度的不断提升，研究多机复杂场景下电网振荡中心存在机理及识别方法对保障电网的安全稳定运行具有重要意义。首先，基于网络特性，论证电网源荷矩阵FLG行和为1的结构性质，结合电网摇摆模式揭示多机电力网络系统振荡中心的存在机理；然后，根据电网节点依特征向量符号特征进行分群的特点，将节点电压的电势分量依据特征向量进行矩阵分解，明晰暂态过程中振荡中心电势分量的演化规律，并结合节点域定理提出基于特征向量元素分布的振荡中心识别方法；最后，IEEE 3机9节点系统算例、IEEE 4机两区域系统算例和IEEE 10机39节点系统算例进一步验证了本文理论分析及所提方法的有效性。

关键词：振荡中心矢量分解特征向量拉普拉斯矩阵识别方法

基于模型响应功率谱密度预测的强迫振荡扰动源设备定位法

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电力系统自动化 2022年第22期46卷 111-119页

作者：栾某德甘德强李振垚许昊李尚远浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 国家电网有限公司国家电力调度控制中心北京市100031

现代同步电网中频发的强迫振荡问题,对系统稳定运行构成了严重威胁。为消除强迫振荡,并避免直接切除扰动源发电机,精准地定位扰动源所在发电机及相应的控制设备具有重要的研究意义。文中给出了发电机的模型响应定义,并构建了其关系式;... 详细信息

现代同步电网中频发的强迫振荡问题,对系统稳定运行构成了严重威胁。为消除强迫振荡,并避免直接切除扰动源发电机,精准地定位扰动源所在发电机及相应的控制设备具有重要的研究意义。文中给出了发电机的模型响应定义,并构建了其关系式;在此基础上,提出了应用发电机边界数据对模型响应的功率谱密度进行预测的原理。针对扰动源和非扰动源发电机响应的不同构成,提出了根据预测的模型响应功率谱密度和实际功率谱密度的匹配性质来实现扰动源发电机定位的方法;进一步,可根据发电机不同位置的扰动源造成不同控制响应的模型响应功率谱密度和实际功率谱密度不匹配程度的显著差异,精确地定位产生扰动源的具体控制设备。10机39节点系统和华北电网的仿真结果验证了所提定位方法的正确性和适用性。

关键词：强迫振荡扰动源定位模型响应功率谱密度预测电力系统

基于单调系统理论的光伏并网系统暂态电压稳定性分析

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电力系统自动化 2023年第3期47卷 19-29页

作者：王波朱晓杰李振垚甘德强廖圣文贺旭国网浙江省电力有限公司宁波供电公司浙江省宁波市315000 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

随着新能源机组大量并网,现代电力系统电压稳定问题日益突出,亟需有效的电压稳定分析方法。基于单调系统理论,对光伏并网的电力系统电压稳定性进行了分析。通过模块化求导方法,证明了电力系统暂态电势子系统的雅可比矩阵符号特性满足互... 详细信息

随着新能源机组大量并网,现代电力系统电压稳定问题日益突出,亟需有效的电压稳定分析方法。基于单调系统理论,对光伏并网的电力系统电压稳定性进行了分析。通过模块化求导方法,证明了电力系统暂态电势子系统的雅可比矩阵符号特性满足互联单调系统条件,进而基于互联单调系统小增益定理对电力系统暂态电势子系统进行稳定性分析,并采用增益函数雅可比矩阵谱半径作为系统平衡点渐近稳定性的判据。借助特殊矩阵论,量化分析了部分电网参数对增益函数雅可比矩阵谱半径的影响,以此作为变流器控制参数设置的理论依据。在10机39节点系统中对上述结论进行了验证。仿真算例结果表明运行在单位功率因数下的跟网型变流器会增加谱半径对同步发电机参数的灵敏度,并导致系统鲁棒性变差;构网型变流器的无功功率-电压下垂系数的增加和出口电抗的减小能够增强系统的电压稳定性。

关键词：光伏发电电压稳定单调系统小增益定理

计及光伏并网的电力系统频率特性和网络方程电压可解性分析

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电力自动化设备 2023年第10期43卷 167-175页

作者：王雪一郝文清李振垚甘德强毛荀倪静怡浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽合肥230601

随着新能源大容量并网,电力系统面临转动惯量不足、电压支撑能力弱等问题,电力系统频率和电压稳定问题突出。考虑光伏并网情况,提出了量化电力系统频率特性和网络方程可解性的分析方法。一方面,基于电力系统近似全状态模型,通过状态变... 详细信息

随着新能源大容量并网,电力系统面临转动惯量不足、电压支撑能力弱等问题,电力系统频率和电压稳定问题突出。考虑光伏并网情况,提出了量化电力系统频率特性和网络方程可解性的分析方法。一方面,基于电力系统近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解,分析了系统参数对频率特征量的影响,证明了在全状态模型下光伏附加频率控制不改变系统惯量但能够增加系统阻尼。进一步,指出系统频率响应主要由主导模式决定,给出了主导特征值的解析计算式。另一方面,聚焦网络方程,分析雅可比矩阵奇异性等值条件,基于实对称矩阵的最小特征值提出一种量化电压可解性的负定性指标。并应用该负定性指标,借助图论分析方法论证了随着电网中光伏渗透率增加,电压可解性下降,电压稳定性恶化。最后,在4机11节点经典算例和实际电网中验证了上述分析方法的有效性。

关键词：紧急功率控制光伏发电频率特性网络方程电压可解性

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电力系统动态电压的单调控制特性

电力自动化设备 2022年第6期42卷 161-169页

作者：张谦陈民权郝文清李振垚甘德强范翔浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 贵州电网有限责任公司电力调度控制中心贵州贵阳550002

高比例新能源和电力电子设备的接入使得当前电网对动态电压的变化更加敏感。将单调控制系统理论应用于动态电压问题,提出输入-输出单调的判定条件,指出动态电压过程中存在单调控制特性。借助该理论论证不同规模交流系统中低压减载控制... 详细信息

高比例新能源和电力电子设备的接入使得当前电网对动态电压的变化更加敏感。将单调控制系统理论应用于动态电压问题,提出输入-输出单调的判定条件,指出动态电压过程中存在单调控制特性。借助该理论论证不同规模交流系统中低压减载控制与动态电压间的单调特性,并在单机系统与区域电网中进行验证。对于新能源接入后的电力系统,简化其故障恢复期间的动态电压模型,在论证其单调控制特性的基础上,对潜在的反复低电压穿越问题进行预判,并在实际新能源送端电网中对该问题进行仿真,验证了所提改进策略的有效性。

关键词：电力系统动态电压单调控制低压减载预防控制故障恢复

基于全状态模型的自同步电压源并网系统频率稳定分析

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中国电力 2023年第5期56卷 182-192页

作者：李振垚甘德强栾某德何国庆浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 中国电力科学研究院有限公司北京100192

使用自同步电压源控制方式的新能源是提升高比例新能源电力系统频率稳定的重要措施。针对自同步电压源并网系统,基于近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解得到系统频率相关特征量与系统参数的量化关系。首先,将频率稳定问题转... 详细信息

使用自同步电压源控制方式的新能源是提升高比例新能源电力系统频率稳定的重要措施。针对自同步电压源并网系统,基于近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解得到系统频率相关特征量与系统参数的量化关系。首先,将频率稳定问题转化为二次特征值问题,证明了系统惯量减小会降低系统频率惯量响应阶段的抗扰动性。其次,将自同步电压源模型与同步机模型参数进行对应,证明了调速器的作用相当于增加系统阻尼,能够减小受扰动后系统频率的稳态频率误差。然后,提出了一种满足预设频率动态安全要求的自同步电压源新能源虚拟惯量和下垂系数估计方法。最后,在10机39节点算例中验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：频率稳定全状态模型二次特征值问题新能源发电自同步电压源

基于广域测量系统的新能源发电系统参数在线辨识方法研究

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基于广域测量系统的新能源发电系统参数在线辨识方法研究

作者：李振垚浙江大学

学位级别：硕士

大规模新能源并网的同时总是伴随着大量电力电子设备的接入,随着风力、光伏以及其他新能源并网装机总量的快速增长,以同步机为主的传统电力系统开始发生结构上的变革,向着高比例新能源和高比例电力电子设备的“双高”电力系统发展,呈现... 详细信息

大规模新能源并网的同时总是伴随着大量电力电子设备的接入,随着风力、光伏以及其他新能源并网装机总量的快速增长,以同步机为主的传统电力系统开始发生结构上的变革,向着高比例新能源和高比例电力电子设备的“双高”电力系统发展,呈现出电源波动性大、负荷随机性大和运行环境变化快等特征。现阶段,大型互联电网一般采用数字仿真的方式来评估电网运行性能并开展系统规划和设计,因此为了对“双高”电力系统的结构和特征进行准确的描述和分析,必须建立准确的新能源发电系统的数学模型。近年来,广域测量系统（Wide Area Measurement System,WAMS）在电力系统中的广泛应用使得获取高精度电网实时运行数据成为现实,从而为电力系统元件在线动态建模提供了成熟的条件,为了充分发挥WAMS数据在新能源发电系统建模方面的作用,本文提出了基于WAMS数据的双馈风电机组和光伏发电系统参数在线辨识方法。本文的主要工作和创新成果如下:1)针对新能源建模及其并网结构问题,首先建立了双馈风电系统机电暂态模型和光伏发电系统机电暂态模型,该组模型既可以表示单台机组的模型,也可以代表风电场或者光伏电场的单台等值机模型。然后,分析了其等效模型并网闭环系统结构特征,包括前向通道扰动和反馈通道扰动对闭环辨识造成的不同影响,以及直接运用开环辨识方法解决闭环辨识问题会得到有偏估计的原因。最后,提出了基于预报误差法的解决闭环辨识问题的方法,并分析了预报误差法的估计一致性。2)针对双馈风力发电机组参数在线辨识问题,提出了一种基于WAMS数据的双馈风电机组参数辨识方法。首先分析了双馈风电机组参数辨识可辨识的条件。然后提出了基于卡尔曼滤波的预报误差参数辨识方法。搭建了基于Matlab/Simulink仿真平台的含双馈风力发电机组的单机无穷大电网模型,对比了预报误差法和方程误差法的辨识结果。最后给出了基于广东阳江电网风电场WAMS实测数据的参数辨识算例,证明了所提方法的有效性和可行性。3)针对光伏发电系统参数在线辨识问题,提出了一种基于WAMS数据的光伏发电系统参数辨识方法。首先分析了光伏发电系统参数辨识可辨识的条件,包括参数唯一可辨识性以及基于L曲线的多项式模型阶次选择。然后提出了基于Box-Jenkins模型的预报误差参数辨识方法。搭建了基于Matlab/Simulink仿真平台的含光伏发电系统的单机无穷大电网模型,对比了BJ模型和ARX模型的辨识结果。最后给出了基于宁夏电网光伏电站WAMS实测数据的参数辨识算例,证明了所提方法的有效性和可行性。

关键词：广域测量系统风力发电光伏发电闭环辨识在线辨识预报误差法

激光焊接不锈钢H形截面轴压短柱截面承载力研究

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建筑结构学报 2024年第2期45卷 226-236页

作者：冉红东陈展鹏贺垚垚马云美孙瑶西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055 中国建筑西北设计研究院有限公司陕西西安710018 西交利物浦大学土木工程系江苏苏州215123

为研究激光焊接奥氏体不锈钢H形截面轴心受压构件截面承载性能,对9根激光焊接不锈钢H形截面短柱进行轴心受压试验,分析了紧凑和薄柔截面短柱的截面承载力和组成板件的局部稳定性能。试验结果表明:紧凑截面短柱存在较明显的应变硬化阶段... 详细信息

为研究激光焊接奥氏体不锈钢H形截面轴心受压构件截面承载性能,对9根激光焊接不锈钢H形截面短柱进行轴心受压试验,分析了紧凑和薄柔截面短柱的截面承载力和组成板件的局部稳定性能。试验结果表明:紧凑截面短柱存在较明显的应变硬化阶段,其极限承载力高于全截面屈服承载力;而薄柔截面短柱由于板件局部屈曲,其极限承载力低于全截面屈服承载力。利用ABAQUS建立了短柱有限元数值模型,基于短柱试验结果验证了有限元模型的适用性,并对激光焊接不锈钢H形截面轴压短柱开展参数分析,研究了局部几何初始缺陷和焊接残余应力对短柱截面承载性能的影响。结合试验和有限元数值分析结果,对CECS 410:2015《不锈钢结构技术规程》轴心受压构件截面承载力设计公式进行评估,结果表明,我国现行规范设计结果普遍偏保守。通过应变硬化影响系数和修正有效宽度折减计算系数对CECS 410:2015中相关计算公式进行修正,修正后公式能够准确预测焊接不锈钢H形截面轴心受压构件截面承载力。

关键词：不锈钢短柱激光焊接静力试验有限元分析局部稳定截面承载力应变硬化

珠江流域城市工业碳排放效率的空间关联网络特征与影响因素

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环境科学 2024年

作者：尹剑龙垚垚姜洪涛贵州财经大学大数据应用与经济学院贵州财经大学西部现代化研究中心

中国经历了城市化和工业化的快速发展，探索城市工业碳排放及其空间关联特征对推动城市间协同减排，实现“双碳”目标具有重要意义．以珠江流域49个城市为研究对象，运用包含非期望产出的超效率松弛测度模型测算了2010～2020年的城市工... 详细信息

中国经历了城市化和工业化的快速发展，探索城市工业碳排放及其空间关联特征对推动城市间协同减排，实现“双碳”目标具有重要意义．以珠江流域49个城市为研究对象，运用包含非期望产出的超效率松弛测度模型测算了2010～2020年的城市工业碳排放效率，采用探索性时空数据分析探究其空间格局；并利用社会网络分析和二次赋值过程回归方法探讨城市工业碳排放效率的空间关联网络特征及其影响因素．结果表明，珠江流域城市工业碳排放效率整体呈下降趋势且在空间上存在较强的不平衡性和异质性；在工业碳排放效率空间关联网络中，珠三角地区始终占据主导地位，形成了以核心网为首要组成部分、常规网为辅助部分的多层次复合网络体系；经济发达城市，如广州、深圳和东莞等长期处于网络中心，发挥着显著的中介作用；城市化水平、科学技术水平和工业化水平对碳排放网络的联系强度有愈发显著的正向影响．结合工业碳排放效率网络的空间结构特征、聚类特点和驱动因素，可有效反应城市协同碳减排潜力，可为区域低碳发展战略的制定与实施提供参考．

关键词：工业碳排放效率探索性时空数据分析社会网络分析(SNA) 协同碳减排空间关联