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防腐阻锈和防腐涂料技术在甘肃省昌马大型灌区改造项目中的研究与应用

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中国水能及电气化 2022年第2期 45-49页

作者：吴学广甘肃省疏勒河流域水资源利用中心甘肃玉门735211

甘肃省昌马灌区地处昌马洪积扇扇缘,地下水经洪积扇到达灌区后,造成土壤中含有大量SO_(4)^(2-)、Cl^(-),对混凝土和混凝土中的钢筋造成了严重腐蚀,如对新建渠道不进行防腐处理,将使渠道使用年限大幅降低,造成巨大经济损失。文章研究与... 详细信息

甘肃省昌马灌区地处昌马洪积扇扇缘,地下水经洪积扇到达灌区后,造成土壤中含有大量SO_(4)^(2-)、Cl^(-),对混凝土和混凝土中的钢筋造成了严重腐蚀,如对新建渠道不进行防腐处理,将使渠道使用年限大幅降低,造成巨大经济损失。文章研究与应用了防腐阻锈外加剂水性和厚质弹性防腐涂料技术,解决了混凝土渠道和钢筋混凝土渠道内外质量受SO_(4)^(2-)、Cl^(-)的破坏问题,大幅提升了工程质量和使用年限,可供其他类似灌区推广借鉴。

关键词：防腐阻锈技术研究应用

大规模光伏电站经柔性直流并网系统故障穿越策略

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工程科学与技术 2023年第2期55卷 107-116页

作者：孙银锋李溶刘金鑫李国庆王振浩吴学光现代电力系统仿真控制与绿色能源新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林吉林132012 全球能源互联网研究院北京102211 直流电网技术与仿真北京市重点实验室北京102211

大规模光伏经柔性直流并网系统采用直流架空线路是未来新能源并网的趋势之一。然而,架空线直流短路故障发生概率较大,极易导致光伏电站脱网或换流站电力电子器件损坏。本文首先根据柔性直流输电系统、光伏电站特性,建立了相应的数学模... 详细信息

大规模光伏经柔性直流并网系统采用直流架空线路是未来新能源并网的趋势之一。然而,架空线直流短路故障发生概率较大,极易导致光伏电站脱网或换流站电力电子器件损坏。本文首先根据柔性直流输电系统、光伏电站特性,建立了相应的数学模型及仿真系统模型;其次,针对大容量光伏经双极模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流功率传输系统发生直流架空线路单极短路接地故障工况,分析其故障特性;最后,提出综合考虑直流断路器(direct current circuit breaker,DCCB),换流站控制方式,光伏电站功率出力控制的直流故障穿越的协调控制策略。即故障发生时利用非故障极换流站继续进行功率传输,根据换流站额定功率与光伏电站输出功率计算得到不平衡功率,充分利用光伏阵列自身功率输出特性,优化光伏电站内的直流线路电压,实现控制光伏电站输出功率减载;对直流架空线路在瞬时故障情况下的故障穿越问题,提出了光伏电站减载以及换流站功率前馈增量控制,从而维持系统功率平衡,提高系统的并网稳定性;基于PSCAD/EMTDC的建模仿真,通过故障穿越措施前后的系统参数对比,表明所提方法能够有效地维持光伏电站与柔性直流系统运行特性,平稳实现故障穿越。

关键词：光伏电站故障穿越柔性直流

基于分散式储能的风电柔直并网直流故障穿越协调控制

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工程科学与技术 2023年第1期55卷 35-47页

作者：孙银锋刘宇晗郭宇航李国庆王振浩吴学光现代电力系统仿真控制与绿色能源新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林吉林132012 全球能源互联网研究院北京102211 直流电网技术与仿真北京市重点实验室北京102211

采用架空线的柔性直流输电技术是解决高渗透率、远距离可再生能源并网消纳的有效方案。然而,架空线路故障率较高,其直流故障穿越问题亟待研究。本文提出利用风场现有分散储能实现风电柔直并网直流故障穿越协调控制。首先,研究风电场接... 详细信息

采用架空线的柔性直流输电技术是解决高渗透率、远距离可再生能源并网消纳的有效方案。然而,架空线路故障率较高,其直流故障穿越问题亟待研究。本文提出利用风场现有分散储能实现风电柔直并网直流故障穿越协调控制。首先,研究风电场接入多端柔性直流输电系统(multi-terminal HVDC based on MMC, MMC–MTDC)中MMC及风电场储能系统等主要组成部分的拓扑结构和基本工作原理;其次,针对大规模风电经柔直并网系统的直流故障,定量分析非故障极功率裕量,通过控制风电机组全功率变流器现有并联储能系统来消纳故障期间的不平衡功率;针对不同功率消纳方案,提出由储能系统、换流站、直流断路器和风电场协调配合进行故障穿越,根据直流断路器动作信号进行故障分类,改变换流站控制方式与风电场出力,从而实现不同故障类型的快速恢复。该策略能够保持系统在故障期间并网运行且不出现闭锁、过载等问题,提升系统的稳定性。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建上述仿真模型,详细研究了风电场经MMC–MTDC并网系统的直流故障穿越策略,验证了本文所提出的基于储能系统的直流故障穿越策略能够维持故障期间的功率平衡,实现故障快速恢复,平稳实现直流故障穿越。本文所提故障穿越策略有望对新能源柔直并网提供必要的依据和参考。

关键词： MMC–MTDC 风力发电储能系统直流故障穿越

大规模多节点柔性直流控制保护仿真测试方法研究

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电网技术 2017年第10期41卷 3130-3139页

作者：吴学光刘昕林畅刘栋先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院) 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 直流电网技术与仿真北京市重点实验室(全球能源互联网研究院)

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电技术已经展现出广阔的应用前景,精确高效的MMC仿真技术是进行MMC-HVDC研究的基础。文中对当前MMC物理仿真、实时数字仿真以及物理–数字混合仿真3种仿真技术涉... 详细信息

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电技术已经展现出广阔的应用前景,精确高效的MMC仿真技术是进行MMC-HVDC研究的基础。文中对当前MMC物理仿真、实时数字仿真以及物理–数字混合仿真3种仿真技术涉及到的相关技术和方法分别进行阐述讨论。对柔性直流控制保护系统测试控制硬件在环和功率硬件在环2种方式进行论述,分析了各自的技术优势及不足。最后,通过归纳现有技术,对未来大规模多节点柔直控制保护仿真测试技术的发展给出几点建议。

关键词：模块化多电平换流器物理动模仿真实时数字仿真数字–物理混合仿真硬件在环混合仿真柔直控制保护系统

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VSC瞬时电流控制及李雅普诺夫稳定性分析

中国电机工程学报 2020年第13期40卷 4142-4149页

作者：纪锋高路崔翔吴学光先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司) 北京市昌平区102200 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

针对电压源型换流器(voltage source converter,VSC)接入弱电网时易发生的次同步频带振荡问题,该文提出使用三相解耦的VSC瞬时电流直接控制方法来改善系统的稳定性。控制目标可以用一组微分方程来描述,使用差分方程近似微分方程的方法... 详细信息

针对电压源型换流器(voltage source converter,VSC)接入弱电网时易发生的次同步频带振荡问题,该文提出使用三相解耦的VSC瞬时电流直接控制方法来改善系统的稳定性。控制目标可以用一组微分方程来描述,使用差分方程近似微分方程的方法实现了VSC离散时间控制器的设计。为了分析控制系统的稳定性,通过将控制系统实现的约束方程施加在电路系统微分方程中,构造包含VSC控制系统的弱电网系统的微分方程,进而构造了用于判断系统稳定性的能量函数。最后使用李雅普诺夫第二方法,验证了该文所述控制方法的稳定性。

关键词：电压源型换流器弱同步电网瞬时电流控制稳定性能量函数李雅普诺夫第二方法

基于储能的风电柔直并网系统直流故障穿越协调控制策略

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电力系统自动化 2023年第3期47卷 122-132页

作者：孙银锋路玉泽刘宇晗王振浩李国庆吴学光现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林省吉林市132012 全球能源互联网研究院有限公司北京市102209 直流电网技术与仿真北京市重点实验室北京市102209

采用具有明显技术和经济优势的架空线柔性直流输电是大规模可再生能源并网的理想方案。然而,架空线故障率较高且直流系统故障发展迅速,仅靠直流断路器隔离故障线路并不能完善地解决系统的故障穿越问题。为解决该问题,针对大规模风电场... 详细信息

采用具有明显技术和经济优势的架空线柔性直流输电是大规模可再生能源并网的理想方案。然而,架空线故障率较高且直流系统故障发展迅速,仅靠直流断路器隔离故障线路并不能完善地解决系统的故障穿越问题。为解决该问题,针对大规模风电场经柔性直流输电并网系统的直流线路故障工况,充分利用风电场中广泛配置的储能系统,提出从故障定位隔离到故障类别判断,再到储能系统与换流站、风电场之间协调控制的一套完整直流故障穿越策略,并从能量角度展开故障特性分析。与现有工程中采用的耗能电阻方式相比,所提策略调节系统不平衡功率的灵活性更高,控制效果更优,且对所储存能量可以再利用,避免能量浪费。此外,为降低对储能系统的功率及容量需求,提出风电机组转子加速控制以减少风电场出力的方案。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提方法的有效性。

关键词：柔性直流输电风电场协调控制储能系统直流故障穿越

电网电压对称骤升下双馈风力发电系统的改进控制策略研究

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电网技术 2020年第4期44卷 1360-1367页

作者：邹乐吴学光寇龙泽李威华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司) 北京市昌平区102209

该文基于双馈风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG),在电网电压对称骤升下,对电网电压与转子电流之间的暂态过程进行详细的理论推导,提出一种有效抑制转子过电流的控制策略,并针对网侧变换器传统控制方法作出相应的改进。在... 详细信息

该文基于双馈风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG),在电网电压对称骤升下,对电网电压与转子电流之间的暂态过程进行详细的理论推导,提出一种有效抑制转子过电流的控制策略,并针对网侧变换器传统控制方法作出相应的改进。在不增加任何硬件设备的情况下,转子侧和网侧分别附加转子电流抑制(rotor current suppression,RCS)和外环电网电压控制(grid voltage suppression,GVS)措施,并给出详细的控制框图。该控制方法不仅可以减少Crowbar装置频繁动作致使转子侧变换器快速短接的问题,而且充分发挥风电机组自身的动态无功支撑能力,保证风电机组在电网电压故障骤升期间不脱网运行,有效提高双馈风力发电机的高电压穿越(high voltage ride through,HVRT)能力及风电机组运行的可靠性。最后,在PSCAD/EMTDC中对所提出的控制策略进行仿真建模分析,验证了该控制方案的有效性和可行性。

关键词：电网电压对称骤升高电压穿越双馈风力发电机不脱网运行

基于电压变化率故障检测的高压直流断路器保护策略

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电网技术 2019年第2期43卷 554-561页

作者：李威吴学光常彬刘栋邹乐华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司) 北京市昌平区102209 全球能源互联网研究院有限公司北京市昌平区102209 直流电网技术与仿真北京市重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司) 北京市昌平区102209

快速检测故障并准确实现故障隔离是柔性直流电网的基本运行要求。为提高直流电网运行的可靠性,以典型的4端口柔性直流输电工程为研究对象,针对工程中应用的高压直流断路器提出了一种就近检测电压变化率(rateofchange of voltage,ROCOV)... 详细信息

快速检测故障并准确实现故障隔离是柔性直流电网的基本运行要求。为提高直流电网运行的可靠性,以典型的4端口柔性直流输电工程为研究对象,针对工程中应用的高压直流断路器提出了一种就近检测电压变化率(rateofchange of voltage,ROCOV)的高压直流电网保护控制策略,通过对保护原理的分析提出了保护所需要的故障判据,并给出了动作阈值的整定方法。此外在目前的直流电网保护策略基础上进行了改进,针对易发生保护误动的情况具体地提出了抗扰动的方法和区分区内区外故障的控制策略,最后在PSCAD/EMTDC中搭建了4端口柔性直流输电模型,对不同的工况和故障进行仿真,验证了方法的准确性以及保护动作的选择性、可靠性和速动性,并证明了该方法具有一定的抗干扰性和抗过渡电阻的能力。

关键词：多端直流电网 ROCOV 高压直流断路器直流线路保护故障检测

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柔性直流输电稳定性分析及控制参数整定

电工技术学报 2017年第6期32卷 231-239页

作者：李国庆孙银锋吴学光东北电力大学电气工程学院吉林132012 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 全球能源互联网研究院北京102211 直流电网技术与仿真北京市重点实验室北京102211

针对柔性直流输电的特点,将其稳定性分析分为两部分,即柔直系统直流侧稳定性分析和交直流互联的稳定性分析。对于直流侧的稳定性分析,首先建立柔直系统的简化复频域电路,然后得到等效环路增益,采用Middlebrook判据进行稳定性判断;对于... 详细信息

针对柔性直流输电的特点,将其稳定性分析分为两部分,即柔直系统直流侧稳定性分析和交直流互联的稳定性分析。对于直流侧的稳定性分析,首先建立柔直系统的简化复频域电路,然后得到等效环路增益,采用Middlebrook判据进行稳定性判断;对于柔直系统与交流互联网络,首先探讨其稳定性机理,然后通过dq旋转坐标系下的电流环控制结构框图构建换流站的等效电路,并推导出换流站的等效导纳表达式,最后通过注入非特征谐波电流法进行交流侧阻抗检测,利用交直流阻抗比的频域特性进行稳定性判断,找出稳定的控制参数域。利用PSCAD/EMTDC软件对实际工程中不同等效场景下交流侧阻抗对稳定性的影响进行仿真,证明了采用所提方法进行稳定性判断及控制参数整定的有效性。

关键词：柔性直流输电稳定性 Middlebrook判据交直流阻抗比控制参数整定