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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

基于二极管分散整流的风电机组中压直流汇集直接送出系统

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电力系统自动化 2024年第2期48卷 9-19页

作者：杨明扬王晗蔡旭张建文上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市200240

基于二极管分散整流的风电机组中压直流汇集直接送出系统可以省去海上升压站及海上换流站,对于中远距离、中等规模海上风电具有突出经济优势。针对其特有的输电电流纹波问题,建立了多机动态移相参考坐标系(DPSRF)并提出按DPSRF坐标系d... 详细信息

基于二极管分散整流的风电机组中压直流汇集直接送出系统可以省去海上升压站及海上换流站,对于中远距离、中等规模海上风电具有突出经济优势。针对其特有的输电电流纹波问题,建立了多机动态移相参考坐标系(DPSRF)并提出按DPSRF坐标系d轴定向的电压矢量控制,实现多台机组的分散式二极管整流器整流电流矢量和输出电流纹波的交错分布,有效降低直流输电电流和电压纹波。计及纹波交错算法中动态移相角影响,建立风电机组网侧变换器小信号状态空间模型,基于特征根分析辨识系统弱阻尼环节,并针对性地提出镇定控制策略。发挥该系统有望免除直流断路器的优势,制定了基于扰动注入的故障定位策略,配合继电保护逻辑和机组动作时序实现无通信依赖的直流内网多故障位置故障定位与隔离。最后,PSCAD仿真和基于RT-LAB的硬件在环实验验证了所提控制保护策略的有效性。

关键词：海上风电直流汇集直流输电控制与保护

面向高中生计算思维培养的项目式教学模式研究 ——以“程序设计语言”模块为例

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面向高中生计算思维培养的项目式教学模式研究 ——以“程序设计...

作者：蔡旭涛河北科技师范学院

学位级别：硕士

《普通高中信息技术课程标准(2017年版2020年修订)》将计算思维确立为信息技术学科核心素养的关键要素之一,这标志着计算思维成为了高中信息技术课程的核心培养目标。对于一线信息技术学科教师而言,如何在高中课堂中有效培养学生的计算... 详细信息

《普通高中信息技术课程标准(2017年版2020年修订)》将计算思维确立为信息技术学科核心素养的关键要素之一,这标志着计算思维成为了高中信息技术课程的核心培养目标。对于一线信息技术学科教师而言,如何在高中课堂中有效培养学生的计算思维无疑是一项重要挑战。近年来,项目式教学因其独特优势,在教育教学领域得到了广泛应用。项目式教学能发挥学生的主体性和激发学生的学习兴趣,可以让学生领会知识的同时,实现思维层面的培养。其中,项目式教学以解决问题为核心的教学理念与计算思维所强调的求解问题理念高度一致,两者在核心理念上深度契合。因此,本研究构建了面向高中生计算思维培养的项目式教学模式,旨在为高中信息技术教师提供一种有效的教学范式,以便更好地应用项目式教学来培养学生的计算思维能力。本研究采用文献研究、问卷调查、访谈和准实验研究等多种方法。通过文献研究,厘清了计算思维与项目式教学模式的基本概念。并深入分析了国内外在计算思维、项目式教学以及两者结合方面的研究进展,为后续研究奠定了坚实的理论基础。其次,编制问卷和设计访谈提纲,了解高中信息技术课程教学现状、学生的计算思维水平、学生的编程基础。在此基础上,结合调查现状和建构主义学习理论、“做中学”理论、情境认知理论和项目式教学模式构建原则,构建了面向高中生计算思维培养的项目式教学模式。随后,在揭阳市x高中的信息技术课程教学中,对已构建的项目式教学模式进行了准实验研究。最后,结合编制的计算思维量表、作品设计记录表、项目评价表、python水平测试数据和学生访谈等数据,对模式进行效果验证并进行完善。结果表明,本研究构建的项目式教学模式对提升学生的计算思维能力有促进作用。且学生对此教学模式持积极态度,有助于激发其对信息技术学科的学习兴趣,进而提升课程学习效果。

关键词：计算思维项目式教学模式程序设计语言

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

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模块化多电平高压直挂电池储能系统

电力自动化设备 2024年

作者：卞凯吴西奇刘畅李睿蔡旭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

基于模块化多电平变换器的高压直挂电池储能系统（MMC-BESS）将海量电芯分散到众多功率子模块中进行分割管控，能够克服电芯参数不一致、电池管理系统等对单机容量的限制。首先分析了MMC-BESS的拓扑结构、工作原理及其子模块直流侧固有... 详细信息

基于模块化多电平变换器的高压直挂电池储能系统（MMC-BESS）将海量电芯分散到众多功率子模块中进行分割管控，能够克服电芯参数不一致、电池管理系统等对单机容量的限制。首先分析了MMC-BESS的拓扑结构、工作原理及其子模块直流侧固有的脉动电流成分，进而解析出在电池与功率子模块间引入LC无源滤波器参数对电池电流和直流侧电压成分的影响。电池和滤波电感支路接入后使得MMC-BESS相间环流产生的机理不同于传统的MMC换流器，从理论上推导出环流与桥臂电抗和LC滤波器之间的耦合关系，进而提出了一种桥臂电感和LC源滤波器的参数设计方法。最后在MATLAB/Simulink中搭建了35kV/100MW的MMC-BESS，仿真结果验证了所提关键参数的设计方法及其对环流影响规律的正确性。

关键词：高压直挂模块化多电平变换器电池储能系统 LC无源滤波环流

考虑区域特点和车型差异的氢燃料电池汽车全生命周期减碳预测分析

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环境科学 2024年第2期45卷 744-754页

作者：马菁蔡旭张春梅兰利波陈轶嵩付佩长安大学汽车学院西安710064

发展氢燃料电池汽车是我国实现“双碳”战略的重要路径之一,目前我国多个区域正在推广应用包括乘用车、客车以及重卡在内的氢燃料电池汽车,如何量化研究未来不同车型和不同区域的氢燃料电池汽车减碳潜力成为如今的研究热点之一.基于全... 详细信息

发展氢燃料电池汽车是我国实现“双碳”战略的重要路径之一,目前我国多个区域正在推广应用包括乘用车、客车以及重卡在内的氢燃料电池汽车,如何量化研究未来不同车型和不同区域的氢燃料电池汽车减碳潜力成为如今的研究热点之一.基于全生命周期的评价方法,考虑了未来的汽车燃油经济性、电力碳排放因子、氢能碳排放因子和氢燃料电池汽车推广规模及制氢方式的区域差异,量化评价了不同类型的氢燃料电池汽车(FCV)、传统燃油汽车(ICEV)和纯电动汽车(BEV)的全生命周期碳排放量(以CO_(2)当量计),对比分析了氢燃料电池汽车在不同时间及不同区域的减碳潜力,并对百公里氢耗量进行了不确定性分析.结果发现,到2025年氢燃料电池客车的全生命周期碳排放比传统燃油客车降低36.0%,而氢燃料电池重卡相较于传统燃油重卡并没有减碳效益.随着未来我国氢能来源结构的不断优化,到2035年氢燃料电池重卡的全生命周期碳排放比传统燃油重卡降低36.5%,相较于乘用车和客车两种车型,其减碳效益是最明显的.以2035年京津冀示范群为例,随着百公里氢耗量降低20%,FCV乘用车、客车和重卡的减碳规模分别增加了7.29%、9.93%和19.57%.因此建议氢燃料电池汽车推广应短期以客车为主,长期以重卡为主,乘用车推广作为补充.分区域和分阶段推广氢燃料电池汽车更有助于推进我国汽车领域的低碳化进程.

关键词：氢燃料电池汽车全生命周期评价碳排放不同车型预测分析

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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理解导数概念，把握导数本质

新世纪智能 2023年第89期 10-13页

作者：蔡旭林无锡市立人高级中学

利用导数的概念及运算法则解决相关问题，已成为高考命题的热点.但有的同学认为这部分内容比较基础、简单，在新课学习时往往不够重视，相关错误时有发生.下面我们就导数的概念及其运算的常考题型做一些归纳和探讨，以供借鉴.题型一利...

利用导数的概念及运算法则解决相关问题，已成为高考命题的热点.但有的同学认为这部分内容比较基础、简单，在新课学习时往往不够重视，相关错误时有发生.下面我们就导数的概念及其运算的常考题型做一些归纳和探讨，以供借鉴.题型一利用定义求函数的导数例1利用定义求函数f(x)=1/(x+1)的导数.

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闯四关,攻克截面中的最值问题

新世纪智能 2022年第37期 15-18页

作者：蔡旭林江苏省太湖高级中学

动截面最值问题是立体几何学习中的一个难点,也是高考考查的热点.同学们想要顺利解题,需要攻克四个难关:寻找动截面大致位置;判断动截面形状特征;猜想最值截面所在位置;求动截面面积表达式和最值.下面结合两个问题带领大家一起闯关.

关键词：