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直驱式风力发电机的建模与并网仿真分析

直驱式风力发电机的建模与并网仿真分析

作者：董桐宇太原理工大学

学位级别：硕士

在世界经济发展对石油、煤炭过度依赖,而传统一次能源日益枯竭的情形下,大力发展可再生清洁能源成为国际社会解决能源问题的主要途径,其中具有取之不尽、分布广泛、绿色清洁等优点的风电得到了更多关注。然而,风能固有的随机性和间歇性... 详细信息

在世界经济发展对石油、煤炭过度依赖,而传统一次能源日益枯竭的情形下,大力发展可再生清洁能源成为国际社会解决能源问题的主要途径,其中具有取之不尽、分布广泛、绿色清洁等优点的风电得到了更多关注。然而,风能固有的随机性和间歇性使得风力发电机成为不稳定电源又成为制约风电场大规模并网的主要因素。近年来随着电力电子技术飞速发展,器件成本不断降低,直驱永磁同步风力发电机(Directly driven wind turbine with Permanent Magnet Synchronous Generators)在风电市场中占据越来越多的份额。这种机型采用永磁同步发电机,经全功率变流器并网,与传统的异步风力发电机和双馈风力发电机有着本质的区别。因此,建立直驱式风力发电机的模型并分析其特性,成为近两年内研究的热点。本文详细介绍了直驱式风力发电机的数学模型以及双PWM变流器的控制策略,通过仿真分析了D-PMSG的动态特性;根据风速的随机性建立了风电场的稳态模型并计算系统潮流,分析风电场并网对系统电压的影响。具体研究内容如下：(1)研究了阵风、渐变风和随机风的数学模型,介绍了风能转换基本原理、风力机模型和桨距角控制策略,通过Simulink仿真得到风能利用系数与桨距角、叶尖速比的关系曲线,在此基础上详细阐述最大风能捕获原理。(2)建立了永磁发电机、PWM变流器和直流环节的数学模型以及双PWM变流器的控制策略。根据永磁电机定子电压方程和磁链方程,发电机侧变流器采用转子磁场定向、网侧变流器采用基于电网电压定向矢量控制方法,实现了有功分量和无功分量的解耦控制,并在Matlab/Simulink平台中搭建了包括风速、风力机在内的整个系统的仿真模型。(3)对直驱式风力发电机在阵风、渐变风以及电网电压跌落和电网短路故障情况下的动态性能进行了仿真,仿真结果表明：所搭建的模型可以很好地反映系统的动态响应;风速扰动对发电机、直流电容电压、网侧变流器电流均有影响,但影响有限;电网电压跌落和三相短路故障下,发电机各物理量变化很小,网侧变流器电流和直流电容电压波动很大;故障不会影响发电机的正常运行,但会对网侧变流器和直流电容产生危害,需要采取相关限制措施加以保护。(4)结合直驱式风力发电机的功率特性建立了风电场的稳态模型,以IEEE-24节点测试系统为例,考虑风速的变化和风电场接入位置的不同,计算系统潮流,在此基础上分析风电场并网对系统电压的影响。结果表明,系统电压随风电场的出力和接入位置的不同而有差别,因此风电场在前期规划时要合理选址。

关键词：风力发电直驱永磁风力发电机双PWM变流器矢量控制策略稳态分析

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智能化变电站的继电保护方案分析

智能化变电站的继电保护方案分析

决策论坛——区域发展与公共政策研究学术研讨会

作者：史天翔董桐宇国网长治供电公司

本文分析了智能化变电站存在的技术优势,探讨了智能变电站继电保护的配置和原则,具体的保护方案。

关键词：智能化变电站继电保护方案

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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变速恒频风电机组的有功-频率控制

电力系统及其自动化学报 2011年第6期23卷 57-61页

作者：韩肖清董桐宇程昱舒王鹏敏太原理工大学电气与动力工程学院太原030024 山西电力科学研究院太原030001

电力系统中风电容量的不断增加,对电力系统调频会产生一定的影响。通过在双馈风力发电机组的控制系统中建立频率-功率控制模块,调整风电机组的风能利用率,使风电机组迅速响应系统频率变化,实现风电机组参与系统频率调节的功能。以IEEE 1... 详细信息

电力系统中风电容量的不断增加,对电力系统调频会产生一定的影响。通过在双馈风力发电机组的控制系统中建立频率-功率控制模块,调整风电机组的风能利用率,使风电机组迅速响应系统频率变化,实现风电机组参与系统频率调节的功能。以IEEE 10机39节点为例,在系统发生切机故障导致频率下降时,所提出的方法能使风电机组配合系统调频,在一定程度上给予电网频率支持。

关键词：风力发电双馈风电机组变速恒频频率调节频率稳定

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直驱式风力发电机的建模与仿真分析

中小企业管理与科技 2013年第28期 305-308页

作者：董桐宇赵玉婷廉建鑫长治供电公司晋城供电公司

为了分析直驱式永磁风力发电机组控制及其并网运行情况,搭建了PWM变流器、永磁发电机和直流环节的数学模型,同时制定规划了双PWM变流器的控制策略。借助永磁电机定子电压方程和磁链方程,发电机侧变流器采用转子磁场定向、网侧变流器采... 详细信息

为了分析直驱式永磁风力发电机组控制及其并网运行情况,搭建了PWM变流器、永磁发电机和直流环节的数学模型,同时制定规划了双PWM变流器的控制策略。借助永磁电机定子电压方程和磁链方程,发电机侧变流器采用转子磁场定向、网侧变流器采用基于电网电压定向矢量控制方法,进而对有功分量和无功分量进行解耦控制,借助Matlab/Simulink平台搭建风速的系统仿真模型,在阵风、渐变风扰动模式下测试直驱式风力发电机的动态仿真性能。测试结果表明:系统的动态响应通过本文所搭建的模型能够很好地反映;在一定程度上,发电机、直流电容电压、网侧变流器电流等均受到风速扰动的影响。

关键词：风力发电永磁发电机双PWM变流器矢量控制策略

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高效高精度隧洞岩体超前速度建模及成像

岩土工程学报 2024年第2期46卷 452-458页

作者：董士琦周黎明付代光张杨董新桐钟铁长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010 吉林大学仪器科学与电气工程学院吉林长春130061 东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012

准确提取隧洞掌子面前方岩体的纵波速度信息并对异常地质体构造进行准确成像是提高地震波法超前地质预报精度的关键。时间域全波形反演(full waveform inversion, FWI)技术可以实现对掌子面前方岩体纵波速度的高精度建模;将FWI结合互相... 详细信息

准确提取隧洞掌子面前方岩体的纵波速度信息并对异常地质体构造进行准确成像是提高地震波法超前地质预报精度的关键。时间域全波形反演(full waveform inversion, FWI)技术可以实现对掌子面前方岩体纵波速度的高精度建模;将FWI结合互相关目标函数,可以解决隧洞中不同炮孔能量不均对反演结果的影响,并提高反演算法的抗噪性;结合隧洞地震数据混合震源编码策略,可以显著提高FWI计算效率;利用FWI提供的准确速度模型,进行基于双向照明补偿互相关成像条件的逆时偏移(reverse time migration, RTM),可以实现对异常地质构造的精准成像。通过多种隧洞常见地质体模型的数值试验验证了高效高精度隧洞岩体超前速度建模及成像方法的有效性,并为实际隧洞工程应用提供了理论支撑。

关键词：隧洞超前地质预报全波形反演混合震源编码互相关目标函数逆时偏移成像

ScCO作用下晋城成庄无烟煤结构变化及机理研究

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煤炭转化 2024年

作者：董夔贾秉义孔少奇牛志宇太原理工大学矿业工程学院中煤科工西安研究院(集团)有限公司西安科技大学安全科学与工程学院

深部CO2封存技术(CO2-ECBM)具有提高煤层气产量和封存CO2的双重作用。但超临界二氧化碳(ScCO2)与煤相互作用会导致煤结构发生改变进而影响其吸附能力，而ScCO2作用后煤结构的变化及，对储层的影响目前尚不明确。以山西晋城成庄矿二叠系... 详细信息

深部CO2封存技术(CO2-ECBM)具有提高煤层气产量和封存CO2的双重作用。但超临界二氧化碳(ScCO2)与煤相互作用会导致煤结构发生改变进而影响其吸附能力，而ScCO2作用后煤结构的变化及，对储层的影响目前尚不明确。以山西晋城成庄矿二叠系山西组三号煤层为研究对象，在高压注入CO2吸附实验的基础上，采用原子力显微镜（AFM）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）技术，分析ScCO2对样品纳米孔隙结构、官能团与芳香结构的影响。使用Materials Studio 2019软件构建煤超分子结构模型，运用ReaxFF-MD模拟煤分子结构的反应途径、转化路径和动力学行为。将实验与分子模拟相结合，从纳米-分子尺度分析ScCO2作用后煤中孔隙结构与化学结构的变化机理及耦合关系。结果表明：ScCO2作用后，孔隙排列无序性增加，微孔体积增加26.7%、比表面积增加2.81%、平均孔径从1.16增加为1.31 nm；表面粗糙度Ra由1.43变为1.57、Rq由2.34变为2.65，表面高低起伏程度Rku值由2.78变为2.56、Rsk值由-0.64变为-0.87。反应过程中，样品化学结构变化经历四个阶段：结构增大、边缘支链断裂、芳香结构移位和芳香结构复位。脂肪结构含量增加，芳香结构含量减少，Cal-Cal数量从61增加到72又减少为63，Car-Car数量从176减少到154又增加为162，C-H数量从146减少到122，C-O数量从29减少为12。ScCO2作用下，煤孔隙结构随化学结构变化的关系为：低能键断裂形成新孔但数量有限，芳香结构膨胀导致孔径变小，长链结构占据原有孔隙空间，使分子间孔转化为分子内孔，芳香结构的开环和重组则显著增大孔隙。

关键词：超临界CO 无烟煤孔隙结构化学结构作用机理

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益生菌对幼鱼生长发育的影响及调控机制

水产学报 2024年第1期48卷 19-27页

作者：张美玲董温昕杜震宇华东师范大学生命科学学院

近年来，高密度、集约化的水产养殖模式导致养殖鱼类疾病频发，其中幼鱼发病率和死亡率的上升严重影响水产养殖业的健康快速发展。如何保障幼鱼的健康是当前水产养殖业亟需解决的问题。益生菌能够通过多种方式提高幼鱼的抗病力、增强幼... 详细信息

近年来，高密度、集约化的水产养殖模式导致养殖鱼类疾病频发，其中幼鱼发病率和死亡率的上升严重影响水产养殖业的健康快速发展。如何保障幼鱼的健康是当前水产养殖业亟需解决的问题。益生菌能够通过多种方式提高幼鱼的抗病力、增强幼鱼对营养素的摄取、促进幼鱼的生长发育。已有大量的研究阐述了益生菌在幼鱼生长发育及免疫调节中的作用，但相关机制还需深入探究。本文综述了近年来益生菌在幼鱼生长发育及抗病方面发挥的有益作用及其可能的机制，讨论了益生菌在幼鱼养殖应用时可能存在的问题以及发展方向，为益生菌在水产动物幼体养殖中的应用提供了理论参考。

关键词：幼鱼益生菌水产养殖发育肠道菌群

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基于文献数据化的科研机构历时画像构建研究

情报理论与实践 2024年第7期47卷 88-96页

作者：胡潜吴茜董寒宇华中师范大学信息管理学院湖北武汉430079

[目的/意义]提出基于文献数据化的科研机构历时画像构建方法,为科研机构发展历程的全景动态刻画、科技竞争情报工作中的机构类竞争对手分析提供支持。[方法/过程]按照画像实现一般流程,首先构建科研机构历时画像标签体系,提出科研机构... 详细信息

[目的/意义]提出基于文献数据化的科研机构历时画像构建方法,为科研机构发展历程的全景动态刻画、科技竞争情报工作中的机构类竞争对手分析提供支持。[方法/过程]按照画像实现一般流程,首先构建科研机构历时画像标签体系,提出科研机构历时画像时间窗划分思路;在此基础上,构建基于文献数据化的科研机构历时画像生成模型,并通过期刊论文进行画像方法效果验证。[结果/结论]实证证明,所构建的科研机构历时画像生成模型具有可行性且效果良好,能够系统地展示科研机构属性特征的动态演化。

关键词：文献数据化科研机构机构画像机构历时画像

长株潭地区耕地景观安全时空格局动态变化分析

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湖南师范大学自然科学学报 2024年第3期47卷 19-27页

作者：刘帆宇曾雨桐刘窑军湖南师范大学地理科学学院长沙410081 湖南省国土资源规划院长沙410007

分析区域耕地景观安全的时空变化,对协调长株潭地区城市发展建设与耕地安全保护具有重要意义。本研究采用中国科学院遥感与数字地球研究所提供的土地利用数据,在斑块和景观尺度上,计算景观类型斑块破碎度、景观类型边界破碎度、面积加... 详细信息

分析区域耕地景观安全的时空变化,对协调长株潭地区城市发展建设与耕地安全保护具有重要意义。本研究采用中国科学院遥感与数字地球研究所提供的土地利用数据,在斑块和景观尺度上,计算景观类型斑块破碎度、景观类型边界破碎度、面积加权形状因子、分维数和景观分离度5个耕地景观格局指数,构建耕地景观安全评价模型,定量评价长株潭地区1995—2020年耕地景观安全及变化。结果表明:(1)长株潭地区耕地景观安全指数由0.470 9降低至0.258 1,耕地景观安全水平总体呈下降态势;(2)各区域耕地景观安全指数变化可分为波动递减型、动态稳定型和小幅增长型3种类型,且与1995年相比,2020年长株潭地区耕地景观安全等级低的区域由近、中郊区县扩展到除浏阳市、茶陵县、炎陵县和长沙市市辖区以外的所有区县;(3)耕地景观斑块破碎度不断增大,多数区域耕地景观分离度有所提高,部分近中郊区域耕地斑块形状有待进一步规整,是长株潭地区耕地景观安全存在的主要风险。

关键词：耕地景观安全安全评价模型动态变化长株潭地区