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水电机组数字孪生系统构想及应用展望

中国电机工程学报 2024年

作者：王渝红曹添高仕林陈颖郑宗生陈文晟周旭清华大学电机工程与应用电子技术系四川大学电气工程学院

随着中国水电快速发展，大规模水电机组在建模-运维-控制等方面面临的新问题逐步凸显。数字孪生可赋能水电机组多领域应用，有望解决水电机组的数字化建模与智能调控等多方面问题。为此，该文首先阐述了数字孪生应用于水电机组的必要性... 详细信息

随着中国水电快速发展，大规模水电机组在建模-运维-控制等方面面临的新问题逐步凸显。数字孪生可赋能水电机组多领域应用，有望解决水电机组的数字化建模与智能调控等多方面问题。为此，该文首先阐述了数字孪生应用于水电机组的必要性。基于必要性分析，构建了水电机组数字孪生系统框架并分析了其实施路径。其次，介绍了面向水电机组数字孪生系统的关键技术。最后，结合水电机组实际需求，探讨了数字孪生在水电机组全生命周期管理、故障诊断与健康管理、水电源网协调控制等领域的应用构想，以期为水电机组的多领域应用提供基于数字孪生的新方案。

关键词：水电机组数字孪生应用框架状态评估智能运维

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交直流电网多时间尺度暂态仿真接口综述

南方电网技术 2024年第07期 27-37+54页

作者：高仕林曹添陈颖王渝红宋炎侃于智同陈文晟四川大学电气工程学院清华大学电机工程与应用电子技术系清华四川能源互联网研究院能源电力系统数字孪生研究所

为满足大规模交直流电网多时间尺度动态过程的准确、高效仿真需求，已有研究结合不同仿真建模理论深入讨论了多时间尺度分区仿真方法。对于多时间尺度分区仿真，不同分区间的仿真接口是决定仿真成败的关键。首先，分析了交直流电网的多... 详细信息

为满足大规模交直流电网多时间尺度动态过程的准确、高效仿真需求，已有研究结合不同仿真建模理论深入讨论了多时间尺度分区仿真方法。对于多时间尺度分区仿真，不同分区间的仿真接口是决定仿真成败的关键。首先，分析了交直流电网的多时间尺度特性及分区多时间尺度仿真的分类。然后，梳理了机电-电磁暂态离线仿真接口设计的关键问题。进一步，归纳了多速率电磁暂态仿真接口和移频-常规电磁暂态混合仿真接口的研究现状。最后，对多时间尺度分区协同仿真接口设计的未来研究方向进行了展望。

关键词：交直流电网多时间尺度仿真分区仿真机电暂态仿真电磁暂态仿真接口设计

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高仕林国画作品

飞天 2012年第4期 2+169-170页

作者：高仕林

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基于根匹配的移频电磁暂态建模与仿真

中国电机工程学报 2022年第1期42卷 105-113页

作者：谭镇东高仕林宋炎侃沈沉陈颖清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084 清华四川能源互联网研究院云仿真与智能决策研究中心四川省成都市610042

现有的大步长移频电磁仿真方法在仿真电网故障等非稳态情况时存在准确性问题。首先分析传统移频电磁暂态仿真方法在仿真非稳态工况时精度较差的原因。进一步,提出一种基于根匹配技术的改进移频电磁暂态仿真方法,并理论分析所提方法的精... 详细信息

现有的大步长移频电磁仿真方法在仿真电网故障等非稳态情况时存在准确性问题。首先分析传统移频电磁暂态仿真方法在仿真非稳态工况时精度较差的原因。进一步,提出一种基于根匹配技术的改进移频电磁暂态仿真方法,并理论分析所提方法的精度优势。基于该方法,构建交流电网部分元件的根匹配–移频电磁暂态模型。最后,通过IEEE 39节点系统算例测试,验证所提根匹配–移频电磁暂态仿真方法的准确性。

关键词：电磁暂态仿真大步长移频仿真根匹配截断误差移频分析

面向新型电力系统的高性能电磁暂态云仿真技术

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中国电机工程学报 2022年第8期42卷 2854-2863页

作者：陈颖高仕林宋炎侃黄少伟沈沉于智同清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084 清华四川能源互联网研究院能源电力系统数字孪生研究所四川省成都市610042

高性能电磁暂态仿真是新型电力系统安全运行的必备分析工具。受建模仿真能力、计算效率、扩展性等方面的限制,传统电磁暂态仿真工具难以适应新型电力系统的需求。为此,该文通过新型电力系统电磁暂态建模、高性能并行计算、开放性电磁暂... 详细信息

高性能电磁暂态仿真是新型电力系统安全运行的必备分析工具。受建模仿真能力、计算效率、扩展性等方面的限制,传统电磁暂态仿真工具难以适应新型电力系统的需求。为此,该文通过新型电力系统电磁暂态建模、高性能并行计算、开放性电磁暂态仿真平台构建等方面的创新,解决了现有电磁暂态仿真平台“大规模新型电力系统建模仿真难”、“仿真效率提升代价大”和“服务决策能力不足”3个技术难题,研发了面向新型电力系统的高性能电磁暂态云仿真平台,形成了共享、灵活的仿真体系。

关键词：新型电力系统电磁暂态仿真电力系统建模新能源并行计算云边融合

新型电力系统仿真应用软件设计理念与发展路径

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电力系统自动化 2022年第10期46卷 75-86页

作者：沈沉陈颖黄少伟于智同宋炎侃高仕林清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 清华四川能源互联网研究院四川省成都市610042 清鸾科技(成都)有限公司四川省成都市610042

文中归纳总结了新型电力系统新能源发电高渗透、电力电子设备高渗透的特性给电力系统仿真带来的挑战,提出了电力系统仿真应用软件的设计理念,即模型完备、建模准确、计算高效、场景全面、接口开放、服务灵活这6个方面;基于仿真是认识和... 详细信息

文中归纳总结了新型电力系统新能源发电高渗透、电力电子设备高渗透的特性给电力系统仿真带来的挑战,提出了电力系统仿真应用软件的设计理念,即模型完备、建模准确、计算高效、场景全面、接口开放、服务灵活这6个方面;基于仿真是认识和改造新型电力系统的工具而非目的,以及仿真应适应新型电力系统背景下电力企业数字化转型需求的认知,指出了国产电力系统仿真应用软件的功能定位要从单纯的仿真工具向电力系统仿真应用软件开发平台和运行环境过渡,并提出了一条助力用户业务自动化、平台使用便捷化、应用开发生态化的发展路径。最后,通过介绍所研发的面向新型电力系统的仿真应用软件开发平台和运行环境——CloudPSS,展示了上述设计理念与发展路径对软件研发和推广的指导作用。

关键词：新型电力系统电力系统建模电力系统仿真数字化转型

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计算机网络犯罪中的侵入行为及其规制

中国刑事法杂志 2024年第3期 142-159页

作者：高仕银中国社会科学院机关党委

“侵入”在计算机网络犯罪中特指未经授权或超越授权访问计算机信息系统的行为。计算机网络犯罪中的侵入行为因具体罪名的不同而在体系性地位上呈现三种类型:犯罪成立的决定性要件、犯罪成立的基础性要件、犯罪成立的前提性条件。计算... 详细信息

“侵入”在计算机网络犯罪中特指未经授权或超越授权访问计算机信息系统的行为。计算机网络犯罪中的侵入行为因具体罪名的不同而在体系性地位上呈现三种类型:犯罪成立的决定性要件、犯罪成立的基础性要件、犯罪成立的前提性条件。计算机网络犯罪中的侵入行为的不法本质是避开、突破计算机信息系统安全保护措施或不按既定程式操作,进而实现非法访问目的。由此,应根据程序编码设置的安全限制标准来确立侵入行为的刑事不法性,以使用服务协议和代理人法则建立的契约信任标准来确定侵入行为的民事违法性;应对突破计算机信息系统安全保护措施的侵入行为予以刑事惩罚,将违背既定告知条款要求或背弃约定信任义务的侵入行为纳入民事惩处。实现不同侵入行为类型下计算机网络不法行为的刑民规制,有利于数字经济时代正确厘定和界分计算机网络侵入行为的犯罪化和非犯罪化,实现对计算机信息系统特别是其中的数据的合理保护和有效利用的调衡。

关键词：非法侵入计算机信息系统罪非法获取计算机信息系统数据罪非法控制计算机信息系统罪破坏计算机信息系统罪网络爬虫

含柔性直流电网的交直流混联系统运行特性研究

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含柔性直流电网的交直流混联系统运行特性研究

作者：高仕林山东大学

学位级别：硕士

基于电压源换流器的多端柔性直流电网（Voltage Source Converter Based Multi-Terminal Direct Current,VSC-MTDC）的灵活运行、无换相失败等特点使得其在解决大规模可再生能源并网、长距离大容量输电等一系列问题时,有着巨大的技术优... 详细信息

基于电压源换流器的多端柔性直流电网（Voltage Source Converter Based Multi-Terminal Direct Current,VSC-MTDC）的灵活运行、无换相失败等特点使得其在解决大规模可再生能源并网、长距离大容量输电等一系列问题时,有着巨大的技术优势。VSC各种拓扑中,模块化多电平换流器（Modular Multi-Level Converter,MMC）最有前景,因其具有容量大、波形质量高等特点。在运行的或者将要投入运行的直流电网都是基于MMC的。未来,还将有张北柔性直流电网等一大批柔性直流电网投入运行。深入分析含MMC-MTDC的大规模交直流混联系统的运行特性在提高电网的安全稳定水平方面有重要作用。本文对含MMC-MTDC的交直流混联电网的短路电流特性、静态安全特性、暂态稳定特性进行研究,并基于此,研究了降低含MMC-MTDC的交直流混联系统短路电流水平、提升其静态安全性和暂态稳定性的方法。论文主要工作和研究成果如下:（1）对含MMC-MTDC的交直流混联系统进行了短路电流计算与短路电流特性分析。对于直流电网短路,首先研究了一种基于伴随电路法的高效的直流电网短路电流计算方法;然后利用著名的叠加定理分析直流电网的短路电流特性,并利用所提的直流电网短路电流计算方法对其进行了验证;最后,研究直流短路电流的抑制策略。对于交流短路,首先研究了 MMC对交流短路电流的影响机理;然后,研究了张北直流电网近区交流网络的短路容量;最后,研究了降低含MMC-MTDC的交直流混联系统中交流电网短路容量的控制方法。（2）对含MMC-MTDC的交直流混联系统的静态安全性进行了研究。首先提出了一种高效的含MMC-MTDC的交直流混联电网解耦潮流计算方法,分别在IEEE39节点算例和华北电网上与交替迭代法进行了对比,验证了计算方法的正确性。然后,基于此,分析了含张北柔性直流电网的华北电网的潮流分布,并对其进行了静态安全分析。最后,针对出现的静态安全问题,还进行了紧急控制方法研究,如功率转带策略等。（3）研究了含MMC-MTDC电网的交直流混联系统的暂态稳定特性和暂态稳定水平提升策略。首先,建立含MMC-MTDC的交直流混联电网机电-电磁暂态仿真模型,并与详细模型进行对比,验证所建立的机电模型的正确性。然后,分别从交流和直流故障两个方面,研究了含MMC-MTDC的交直流混联电网的暂态特性。最后,研究了含MMC-MTDC的混联系统的暂态稳定水平提升策略。其中,探索了控制器参数、控制方式对暂态响应特性的影响,并提出改良暂态响应的方法;另外,还研究了一种提升含MMC-MTDC的交直流混联电网频率稳定水平的协调控制策略,明显改善了交流电网的频率稳定水平。论文进行的关于含MMC-MTDC电网的交直流混联系统运行特性研究可以显著提升电网的安全稳定水平。

关键词：运行特性研究柔性直流电网交直流混联系统短路电流潮流计算机电-电磁暂态模型

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如何对超大规模新型电力系统进行精细仿真

科技纵览 2023年第1期 70-75页

作者：沈沉陈颖黄少伟于智同宋炎侃高仕林清华大学学位委员会清华大学电机系学位评定分委员会清华四川能源互联网研究院数字化研究中心清华四川能源互联网研究院能源电力系统数字李生研究所清华大学电机系

以新能源为主体的新型电力系统是未来电力系统发展的重要方向。在新型电力系统中,风电、光伏等新能源将成为主要电源;同时,为实现大规模新能源的并网和消纳,各种电力电子技术将在各电压等级电网中得到广泛应用。这两大特点将使新型电力... 详细信息

以新能源为主体的新型电力系统是未来电力系统发展的重要方向。在新型电力系统中,风电、光伏等新能源将成为主要电源;同时,为实现大规模新能源的并网和消纳,各种电力电子技术将在各电压等级电网中得到广泛应用。这两大特点将使新型电力系统的物理形态和运行特性发生显著变化。新型电力系统中,微秒级电力电子开关过程与毫秒、秒级的交流电机过渡过程相互影响,相较于传统电力系统,新型电力系统的非线性、不确定性增加,规模和复杂度骤增。

关键词：新型电力电力电子技术电力电子开关交流电机电压等级微秒级新能源物理形态