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基于数据-模型融合驱动的新能源场站宽频阻抗在线辨识及稳定性评估

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2670-2684,I0013页

作者：饶仪明吕敬王众蔡旭电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240

风电、光伏等新能源在电网中的渗透率不断提高,导致一系列宽频振荡问题。阻抗法是研究新能源并网系统宽频振荡稳定性的有效方法之一,然而由于商业化新能源机组的“黑/灰箱”问题、新能源场站运行状态的随机不确定性等因素,导致新能源场... 详细信息

风电、光伏等新能源在电网中的渗透率不断提高,导致一系列宽频振荡问题。阻抗法是研究新能源并网系统宽频振荡稳定性的有效方法之一,然而由于商业化新能源机组的“黑/灰箱”问题、新能源场站运行状态的随机不确定性等因素,导致新能源场站的精确阻抗/导纳建模困难。为此,提出基于数据-模型融合驱动的新能源场站宽频阻抗/导纳在线辨识方法,针对输入随机不确定的新能源机组,采用数据驱动方法建立其覆盖整个稳态运行工况的宽频阻抗/导纳辨识模型,然后结合新能源场站的物理结构模型,构建数据-模型融合驱动的新能源场站宽频阻抗/导纳在线辨识模型。最后,以风电并网系统为例,利用建立的导纳辨识模型对风电并网系统的宽频振荡稳定性进行在线评估,并通过时域仿真验证稳定性在线分析的正确性。

关键词：数据驱动风电场神经网络阻抗导纳稳定性在线评估

考虑用电和馈电模式的变流器电驱系统建模与稳定性分析

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 203-208页

作者：王凯吕敬林鸿飞柴炜上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 国网上海市电力公司电力科学研究院上海200437

由大量异步电机驱动设备构成的电力电子化交流配用电系统存在严重的次/超同步振荡问题。电驱系统正常工作时具有用电和馈电2种运行模式,现场振荡现象表明不同的运行模式对系统的稳定性影响也不同。建立了含机侧系统的电驱系统详细阻抗模... 详细信息

由大量异步电机驱动设备构成的电力电子化交流配用电系统存在严重的次/超同步振荡问题。电驱系统正常工作时具有用电和馈电2种运行模式,现场振荡现象表明不同的运行模式对系统的稳定性影响也不同。建立了含机侧系统的电驱系统详细阻抗模型,利用阻抗分析法揭示了电驱系统接入电网的次/超同步振荡机理,分析了运行模式、电网强度、控制参数、交流电压幅值等因素对系统次/超同步稳定性的影响,并基于相位裕度灵敏度明确了主导影响因素。基于实际系统数据,搭建了时域仿真模型,仿真复现了振荡现象,并验证了理论分析的正确性。

关键词：异步电机驱动系统次/超同步振荡用电馈电相位裕度灵敏度

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铝合金材料缺陷检测的磁声电方法

材料科学与工艺 2024年第04期32卷 76-84页

作者：吕敬祥徐楚雯井冈山大学电子与信息工程学院辽宁工程技术大学电气与控制工程学院

不同的无损检测方法适用于不同的场景，为丰富现有的无损检测方法，本文提出了一种适用于非铁磁材料缺陷检测的磁声电检测新方法。通过COMSOL仿真软件及磁声电检测实验平台，对铝合金材料裂缝缺陷进行检测，对不同缺陷尺寸进行仿真及实... 详细信息

不同的无损检测方法适用于不同的场景，为丰富现有的无损检测方法，本文提出了一种适用于非铁磁材料缺陷检测的磁声电检测新方法。通过COMSOL仿真软件及磁声电检测实验平台，对铝合金材料裂缝缺陷进行检测，对不同缺陷尺寸进行仿真及实验研究，并验证该方法的可行性。仿真结果表明，在缺陷的边界处获得了明显的磁声电缺陷信号。验证了缺陷宽度与缺陷信号的关系，当缺陷宽度L大于波长λ时，缺陷电信号峰值时间t及幅值U均相同，反之，缺陷左、右壁产生的电信号相互叠加。研究表明，实验与仿真结果具有一致性，说明本文提出的磁声电检测新方法能够实现缺陷的高精度检测。

关键词：铝合金磁声电无损检测数值模拟实验研究

不同控制策略下直驱风电机组的机网耦合特性及稳定性分析

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电力系统自动化 2024年第4期48卷 150-159页

作者：饶仪明吕敬戴金水王晗蔡旭电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240

直驱风电机组与弱交流电网或柔性直流输电系统间相互作用易导致宽频振荡问题。现有研究普遍认为,直驱风电机组与交/直流电网间的交互特性主要取决于其网侧变流器,故通常忽略直驱风电机组的机侧系统动态。已有文献讨论传统矢量控制下机... 详细信息

直驱风电机组与弱交流电网或柔性直流输电系统间相互作用易导致宽频振荡问题。现有研究普遍认为,直驱风电机组与交/直流电网间的交互特性主要取决于其网侧变流器,故通常忽略直驱风电机组的机侧系统动态。已有文献讨论传统矢量控制下机侧系统对直驱风电机组并网特性的影响,但针对不同控制策略下直驱风电机组的机网耦合特性尚缺少相关研究。文中针对4种典型控制策略下直驱风电机组的机网耦合特性进行比较研究。首先,推导并验证了直驱风电机组在不同控制策略下的详细阻抗模型;然后,基于机网耦合度指标对直驱风电机组的机网耦合特性进行对比分析,得出不同控制策略下机侧系统动态对直驱风电机组交流侧阻抗特性及并网稳定性的影响;最后,通过直驱风电机组并弱交流电网分析案例验证了理论分析的正确性。

关键词：直驱风电机组机网耦合矢量控制虚拟同步机惯性自同步控制阻抗稳定性

基于薄弱点定位的电力电子化交流配用电系统振荡抑制方法

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上海交通大学学报 2024年

作者：沈冰柴炜王凯李骁远吕敬上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室国网上海市电力公司电力科学研究院

近年来，电力电子变流器的可控性与灵活性等特点使得其在交流配用电系统中得到了大量应用。然而，随着电力电子设备接入比例的不断提高，由高度电力电子化带来的振荡稳定性问题成为目前新型配用电系统面临的关键技术难题之一。在实际交... 详细信息

近年来，电力电子变流器的可控性与灵活性等特点使得其在交流配用电系统中得到了大量应用。然而，随着电力电子设备接入比例的不断提高，由高度电力电子化带来的振荡稳定性问题成为目前新型配用电系统面临的关键技术难题之一。在实际交流配用电系统中，次/超同步振荡问题频发，严重影响了工业生产和电网安全稳定运行。为此，本文提出一种基于薄弱点定位的电力电子化交流配用电系统振荡抑制方法，通过构建电力电子化交流配用电系统的频域阻抗网络，建立该系统的节点导纳矩阵模型，基于主导特征值分析了多机系统的次/超同步稳定性；进一步计算得到系统薄弱模态的节点参与因子矩阵，确定系统薄弱节点，并定义节点耦合度，量化评估节点间的交互作用强弱；最后，提出了一种基于直流电压反馈有源阻尼的振荡抑制方法。通过某实际电力电子化交流配用电系统算例验证了所提方法的有效性。

关键词：电力电子化电力系统次同步振荡薄弱点定位频域模态分析节点参与因子

基于电路等效的并网逆变器失稳分析与稳定控制

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2325-2341页

作者：高磊吕敬马骏超刘佳宁蔡旭电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海200240 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310000

以并网逆变器为功率接口的新能源发电系统在弱电网条件下易发生振荡失稳问题。该文将并网逆变器的控制回路可视化为电路元件组成的虚拟阻抗,基于该电路模型分析了弱电网条件下电流内环与锁相环交互作用导致并网逆变器振荡失稳的机理,在... 详细信息

以并网逆变器为功率接口的新能源发电系统在弱电网条件下易发生振荡失稳问题。该文将并网逆变器的控制回路可视化为电路元件组成的虚拟阻抗,基于该电路模型分析了弱电网条件下电流内环与锁相环交互作用导致并网逆变器振荡失稳的机理,在此基础上,提出了基于有源阻尼的稳定控制设计方法,并对不同有源阻尼控制的电路特性以及稳定性提升能力进行了对比分析。研究结果表明,针对锁相环引入负电阻造成的振荡失稳问题,阻抗-高通滤波器型有源阻尼控制策略具有更优的稳定性提升能力。最后通过PSCAD/EMTDC仿真和远宽StarSim控制器硬件在环实验对比了不同有源阻尼控制策略的振荡抑制效果,并验证了阻抗-高通滤波器型有源阻尼控制的动态性能。结果表明,所设计的稳定控制能够在200 ms内有效抑制系统振荡,并且可实现在短路比为1的极弱电网条件下稳定运行。

关键词：并网逆变器电路等效振荡稳定性有源阻尼虚拟阻抗稳定控制

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副溶血性弧菌快速定量检测方法研究进展

中国食品卫生杂志 2024年第3期36卷 360-368页

作者：王殿夫齐欣徐娜卢雁吕敬章麻丽丹辽东学院辽宁丹东118002 大连海关技术中心辽宁大连116002 大连海关综合技术服务中心辽宁大连116699 黑龙江省绿色食品科学研究院黑龙江哈尔滨150086 深圳市检验检疫科学研究院广东深圳518045 丹东海关综合技术服务中心辽宁丹东118000

副溶血性弧菌(VP)是我国沿海地区食物中毒最常见的病原菌之一,引发的食品安全事件逐年上升。目前定量检测食品中副溶血性弧菌的国家标准方法为最大可能数法,该方法检测时限长且操作步骤繁琐,不能满足快速定量检测的需求。随着现代生物... 详细信息

副溶血性弧菌(VP)是我国沿海地区食物中毒最常见的病原菌之一,引发的食品安全事件逐年上升。目前定量检测食品中副溶血性弧菌的国家标准方法为最大可能数法,该方法检测时限长且操作步骤繁琐,不能满足快速定量检测的需求。随着现代生物技术的发展,新的定量检测方法不断涌现,研发了多种快速灵敏的副溶血性弧菌定量检测方法。本文综述了近年来生物技术领域常见的定量方法在副溶血性弧菌快速定量检测中的研究现状及应用进展,充分了解各检测方法的特点,以期为食品中副溶血性弧菌的快速精准定量检测研究提供理论参考及发展方向。

关键词：副溶血性弧菌快速定量检测研究进展生物技术

基于端口频域特性的直驱风电机组控制器“黑/灰箱”辨识

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电力建设 2024年第4期45卷 111-122页

作者：王潇饶仪明吕敬吴林林任怡娜国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司) 北京市100045 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240

为解决风电变流器控制器“黑/灰箱”化导致的建模难题,提出了一种基于端口测量阻抗的直驱风电机组控制器“黑/灰箱”辨识方法。首先,推导和验证了不同控制方式下机侧变流器直流端口和网侧变流器交流端口的解析阻抗模型;其次,分析了直流... 详细信息

为解决风电变流器控制器“黑/灰箱”化导致的建模难题,提出了一种基于端口测量阻抗的直驱风电机组控制器“黑/灰箱”辨识方法。首先,推导和验证了不同控制方式下机侧变流器直流端口和网侧变流器交流端口的解析阻抗模型;其次,分析了直流端口阻抗和交流端口阻抗的参数灵敏度,论证了控制参数的可辨识性,并通过阻抗的参数灵敏度提取了不同控制方式下直流端口阻抗的特征。在此基础上,提出了基于端口阻抗特征匹配的直驱风电机组“黑箱”控制方式辨识方法;进一步地,提出了一种基于端口测量阻抗的直驱风电机组“灰箱”控制参数辨识方法,即利用阻尼最小二乘算法使端口实测阻抗与理论阻抗在各个频率点处差值的平方和最小,可实现变流器所有控制参数的准确辨识。最后,通过算例验证了所提方法的有效性。

关键词：直驱风电机组阻抗匹配黑箱辨识灰箱辨识控制参数辨识

巴东组泥岩大断面隧道开挖面大变形滑塌失稳机制与防治措施研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1418-1432页

作者：吕敬康阳军生郑响凑汤宇谢亦朋梁雄中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中铁五局集团第一工程有限责任公司湖南长沙410117

隧道穿越富水软弱地层时易发生开挖面滑塌失稳破坏,为此,本文以郑万高铁巴东隧道为工程依托、以巴东组紫红泥岩为研究对象,开展系列室内试验,揭示泥岩遇水软化的力学特征。综合考虑围岩节理发育及施工扰动等因素的影响,基于Hoek-Brown... 详细信息

隧道穿越富水软弱地层时易发生开挖面滑塌失稳破坏,为此,本文以郑万高铁巴东隧道为工程依托、以巴东组紫红泥岩为研究对象,开展系列室内试验,揭示泥岩遇水软化的力学特征。综合考虑围岩节理发育及施工扰动等因素的影响,基于Hoek-Brown强度准则将室内试验获取的完整岩体的强度参数转化为现场岩体参数,并采用两相单质点流固耦合物质点法(MPM)对隧道开挖面滑塌失稳大变形全过程进行模拟,并结合现场评价超前帷幕注浆预加固措施的有效性。研究结果表明:开挖面滑塌失稳过程可大致分为开挖面隆起变形、开挖面局部失稳及滑塌体加速运动、滑塌体稳定这3个主要阶段。随着开挖面前方滑塌体的加速运动,围岩的渗流场发生明显的变化,渗水形态呈“漏斗状”,水流向开挖面“缺口”汇集;滑塌体稳定后呈锥体状堆积,滑塌体坡脚与开挖面的距离约25 m,与现场滑塌体最终形态较吻合。采取超前帷幕注浆预加固措施后围岩稳定性较好,确保了隧道施工安全顺利推进。流固耦合物质点法可动态再现地下水渗流作用下软弱地层隧道滑塌失稳破坏全过程,可为类似工程研究提供参考。

关键词：巴东组泥岩大变形失稳流固耦合物质点法帷幕注浆

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