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计及工作点偏移的减载风电系统频率响应模型

电力系统自动化 2024年第16期48卷 79-87页

作者：张龙孙丹张旭年珩浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

随着风电并网容量不断升高,利用减载风电机组参与一次调频对保障系统频率稳定性具有重要意义。然而,风机的工作点会随其转速变化而发生偏移,使得风机的实际一次调频贡献小于期望值。为此,文中首先分析了频率故障后风电机组减载功率跟踪... 详细信息

随着风电并网容量不断升高,利用减载风电机组参与一次调频对保障系统频率稳定性具有重要意义。然而,风机的工作点会随其转速变化而发生偏移,使得风机的实际一次调频贡献小于期望值。为此,文中首先分析了频率故障后风电机组减载功率跟踪控制与综合惯量控制的交互影响,指出了风机工作点偏移导致其调频效果削弱的基本原理。其次,基于风机的转子运动方程推导了风电功频传递函数,建立了计及减载风电机组工作点偏移的系统频率响应模型,并利用最小二乘法对其进行降阶,推导了系统频率最低点的解析式。然后,针对虚拟惯量控制的频率恢复期间引起功率倒流、微分环节放大噪声等缺点,提出利用下垂控制替代综合惯量控制。同时,为使减载风电机组获得期望的调频效果,基于频率最低点和稳态频率指标对风机控制参数进行了修正,提出了两种等效下垂系数的计算方法。最后,在MATLAB/Simulink平台建立了四机两区域模型,验证了所提降阶方法及修正方法的有效性。

关键词：风电机组系统频率响应模型降阶惯量控制等效下垂系数

计及阻尼和角速度的锁相环暂态同步稳定性分析与提升方法

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电力系统自动化 2024年第13期48卷 130-137页

作者：占领胡彬王垚鑫年珩浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

电力电子装置在电网中渗透率的不断提高导致电网强度和惯量降低,电网故障下暂态同步稳定问题日益突出。针对弱电网故障下并网逆变器的暂态失步问题,建立了计及锁相环阻尼和故障瞬间初始角速度的并网逆变器暂态同步模型,分析了锁相环阻... 详细信息

电力电子装置在电网中渗透率的不断提高导致电网强度和惯量降低,电网故障下暂态同步稳定问题日益突出。针对弱电网故障下并网逆变器的暂态失步问题,建立了计及锁相环阻尼和故障瞬间初始角速度的并网逆变器暂态同步模型,分析了锁相环阻尼和初始角速度变化对暂态同步稳定性的影响规律。提出了基于频率偏差反馈矫正的锁相环附加阻尼控制方法,以提升并网逆变器的暂态同步稳定性。针对不存在稳定平衡点的严重电网故障带来的暂态失步问题,提出了锁相环输出角速度动态补偿方法,实现了故障恢复后系统的稳定运行。最后,搭建硬件在环实验平台,对理论分析和控制方法进行了验证。

关键词：暂态同步稳定性锁相环并网逆变器附加阻尼

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考虑系泊点深度的单点系泊系统锚桩水平承载性能理论分析

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岩土力学 2024年第5期45卷 1356-1364页

作者：董恒年孔纲强周杨杨庆河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连辽宁116024

单点系泊系统因其克服恶劣海况的优越性成为我国海洋石油开发的重要系泊形式。然而,水下单点系泊系统锚桩-土体相互作用机制尚不清楚,尤其缺少考虑系泊点深度的水平承载性能计算方法。基于复合地基反力法,建立水平荷载下单点系泊系统锚... 详细信息

单点系泊系统因其克服恶劣海况的优越性成为我国海洋石油开发的重要系泊形式。然而,水下单点系泊系统锚桩-土体相互作用机制尚不清楚,尤其缺少考虑系泊点深度的水平承载性能计算方法。基于复合地基反力法,建立水平荷载下单点系泊系统锚桩的挠曲控制方程和边界条件,并编制相关计算程序;通过迭代法求解,获得不同系泊点位置下的锚桩荷载-位移曲线以及桩身位移、弯矩沿桩身的分布规律曲线;通过与数值模拟和既有离心模型试验结果的对比分析,验证了其准确性和可靠性;继而考虑系泊点深度对锚桩水平承载力的影响,进行参数分析,给出了最优系泊点深度取值范围。分析结果表明,增加系泊点深度可以显著减小锚桩的水平位移及弯矩最大值,从而提高锚桩的水平极限承载力。

关键词：单点系泊系统锚桩水平承载力理论分析

储能/发电机级联式供电系统功率传输控制策略

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电力工程技术 2024年第1期43卷 11-20页

作者：马志豪孙丹年珩赵琛浙江大学电气工程学院浙江杭州310058

随着可再生能源渗透率的不断提升,区域电网惯性逐步降低,暂态支撑能力严重不足,给电网带来了一系列安全问题。文中提出一种储能与开绕组永磁同步发电机(open-winding permanent magnet synchronous generator,OW-PMSG)级联供电的新型分... 详细信息

随着可再生能源渗透率的不断提升,区域电网惯性逐步降低,暂态支撑能力严重不足,给电网带来了一系列安全问题。文中提出一种储能与开绕组永磁同步发电机(open-winding permanent magnet synchronous generator,OW-PMSG)级联供电的新型分布式并网发电拓扑,在保证可再生能源消纳的前提下,重新利用原有柴油机,为电网提供功率后备以及惯量支撑。通过对OW-PMSG进行建模以及系统功率流矢量分析,设计基于源网相位差闭环控制的功率传输策略,实现发电机的稳定同步运行。基于该策略,拓扑中的储能变流器可具备同步发电机特性,实现了电网惯性和暂态支撑能力的进一步提升。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

关键词：可再生能源开绕组永磁同步发电机(OW-PMSG) 储能系统级联供电分布式发电暂态支撑

基于CSA-PLS算法的养殖水体水质快速高光谱预测反演模型研究

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海洋与湖沼 2024年第2期55卷 375-385页

作者：马启良刘梅祁亨年杨小明原居林湖州师范学院浙江省现代农业资源智慧管理与应用研究重点实验室浙江湖州313000 湖州师范学院信息工程学院浙江湖州313000 浙江省淡水水产研究所浙江湖州313001

养殖水体水质的优劣直接影响养殖对象的成长,准确、快速、全面地掌控养殖水环境的水质参数变化情况具有重要意义。传统的水质指标监测方法都通过人工采样的方式,不仅耗费时间长,且只能体现局部水体情况。针对这些问题,提出了一种乌鸦搜... 详细信息

养殖水体水质的优劣直接影响养殖对象的成长,准确、快速、全面地掌控养殖水环境的水质参数变化情况具有重要意义。传统的水质指标监测方法都通过人工采样的方式,不仅耗费时间长,且只能体现局部水体情况。针对这些问题,提出了一种乌鸦搜索算法(CSA)结合偏最小二乘回归(PLSR)的高光谱特征波段筛选方法,快速构建回归模型,实现光谱数据的精准预测反演。以连片的养殖小区为研究对象,采集养殖水体样本并拍摄同时期的高光谱影像数据。首先对提取的采样点光谱数据利用多种数据变换方法分别预处理;其次利用这些数据,对水质指标总氮(TN)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)分别构建全波段的SVR和AdaBoost回归模型,同时与提出的CSA-PLS自动筛选波段方法和传统的连续投影算法(SPA)筛选波段后构建的模型进行比较分析;最后根据决定系数(R^(2))和均方根误差(REMS)选出适合各水质指标的最优模型。从实验结果可以看出,所提波段筛选方法的AdaBoost模型预测结果优于SVR和传统SPA方法提取特征波段后构建的模型,与全波段最优模型相比,在评价指标R^(2)和RMSE上TN提升了18.32%和10.73%;NH_(4)^(+)-N提升了17.42%和11.19%;COD提升了2.15%和2.54%。结果表明,基于CSA-PLS算法的光谱波段自动筛选方法结合AdaBoost构建的预测反演模型是有效、可行的,具有较高的精准度,为实现养殖水环境实时准确的预警调控提供了一种新的数据预测模型。

关键词：高光谱数据水质预测乌鸦搜索算法养殖水环境集成学习

计及调频能力和经济效益的储能集群多状态区间优化策略

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电力系统自动化 2024年第5期48卷 58-67页

作者：段潇涵孙丹赵琛年珩浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

可再生能源发电系统的快速增长使得电力系统的频率安全面临着挑战。针对分布式储能集群二次调频过程中所面临的问题,提出一种计及调频能力和经济效益的储能集群多状态区间优化策略。该策略依据荷电状态将所有储能单元划分为多个状态区间... 详细信息

可再生能源发电系统的快速增长使得电力系统的频率安全面临着挑战。针对分布式储能集群二次调频过程中所面临的问题,提出一种计及调频能力和经济效益的储能集群多状态区间优化策略。该策略依据荷电状态将所有储能单元划分为多个状态区间,再结合自动发电控制指令及各区间的极限功率确定优化区间。针对非优化区间内的单元,输出功率直接由出力优先级确定;针对优化区间内的单元,利用反映调频成本和整体荷电状态的目标函数及约束条件完成最优求解,从而确定输出功率。仿真结果表明,所提策略能大大减小控制中心的运算量,功率分配结果能有效提升储能集群的二次调频能力,同时提升储能集群的经济效益。

关键词：分布式储能集群自动发电控制调频经济效益多状态区间功率分配

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含多电解槽的新能源制氢能量管理优化

电力工程技术 2024年第2期43卷 2-10页

作者：陈磊磊年珩赵建勇范彩兄周军石生超浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 杭州电子科技大学信息工程学院浙江杭州311305 国网青海省电力公司电力科学研究院青海西宁810003

新能源制氢系统是提升风能、太阳能等新能源消纳的有效途径。目前国内外关于电解槽能量管理的研究以单电解槽为主。单电解槽能量管理未考虑电解槽非线性的工作特性,难以兼顾多个电解槽制氢效率,影响系统经济性。文中针对含有多电解槽的... 详细信息

新能源制氢系统是提升风能、太阳能等新能源消纳的有效途径。目前国内外关于电解槽能量管理的研究以单电解槽为主。单电解槽能量管理未考虑电解槽非线性的工作特性,难以兼顾多个电解槽制氢效率,影响系统经济性。文中针对含有多电解槽的新能源制氢系统的能量管理问题进行了研究,以新能源消纳率、经济收益、制氢率为目标,考虑单个电解槽运行特性以及生产约束条件,建立包含风电、光伏、蓄电池、多电解槽的能量管理优化模型,并采用强度Pareto进化算法2(strength Pareto evolutionary algorithm 2,SPEA2)求解多目标优化问题。仿真研究表明,文中所提能量管理策略能够实现新能源发电的100%消纳,单位制氢收益可提升5.15%。因此,对多电解槽制氢系统进行有效的能量管理有助于提高制氢效率,可有效克服单电解槽运行及能量管理的不足。

关键词：多电解槽能量管理制氢收益新能源制氢系统强度Pareto进化算法2(SPEA2) 并网场景

能源汇集系统中多模式接入储能的协调控制及优化设计方法

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电力科学与技术学报 2024年第3期39卷 159-167页

作者：黄弘扬张震霄解志良年珩吴建勇国网浙江省电力有限公司浙江杭州310000 浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 国网浙江省电力有限公司建设分公司浙江杭州310000 国网浙江省电力有限公司丽水供电公司浙江丽水323000

随着能源汇集系统中新能源设备接入比例不断增加,光伏、负荷的不确定性将带来电能质量问题,给电网稳定运行带来挑战,为解决此问题,通过储能接入实现系统电压和功率的补偿控制。首先,分析电网电压与功率之间的耦合影响机理;然后,利用串... 详细信息

随着能源汇集系统中新能源设备接入比例不断增加,光伏、负荷的不确定性将带来电能质量问题,给电网稳定运行带来挑战,为解决此问题,通过储能接入实现系统电压和功率的补偿控制。首先,分析电网电压与功率之间的耦合影响机理;然后,利用串联型接入储能和并联型接入储能针对电网中的电压波动与功率波动进行协调补偿;最后,基于储能的协调控制对不同接入模式的储能传输容量进行优化设计,满足能源汇集系统补偿需求,保障系统稳定运行。通过仿真算例验证了所提协调控制及优化设计方法的有效性,能够降低储能设计总量,具有实际应用价值。

关键词：电能质量治理电压补偿功率补偿储能并网控制协调控制容量优化设计

暂态谐波电网下双馈风力发电机建模与控制技术

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 82-92页

作者：焦浩然金萧许国东周波年珩浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 浙江运达风电股份有限公司浙江省杭州市311106 国网四川省电力公司电力科学研究院四川省成都市610041

换相失败、励磁涌流、冲击性负荷等引起的暂态谐波进入电网易造成双馈感应发电机(DFIG)产生变流器过流脱网、机组稳定性破坏等严重后果。为提高暂态谐波电网下DFIG的运行性能,改善其馈入电网的电能质量,首先,建立了暂态谐波电网下DFIG... 详细信息

换相失败、励磁涌流、冲击性负荷等引起的暂态谐波进入电网易造成双馈感应发电机(DFIG)产生变流器过流脱网、机组稳定性破坏等严重后果。为提高暂态谐波电网下DFIG的运行性能,改善其馈入电网的电能质量,首先,建立了暂态谐波电网下DFIG的数学模型;其次,提出了一种基于重复控制调节器的控制策略,在暂态谐波冲击下分别实现了转子电流平衡且正弦和定子电流平衡且正弦的控制目标;然后,分析了所提控制策略的控制性能,包括谐波电压抗干扰性能及控制目标切换后的稳定性能;最后,基于硬件在环仿真平台,对所提控制策略的有效性进行了实验验证。

关键词：暂态谐波双馈风力发电机重复控制控制策略