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基于功率指令切换的双级式构网型光伏故障穿越控制策略

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电网技术 2024年第3期48卷 1281-1290页

作者：吕思卓郑超姜静雅中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

在新型电力系统构建中,构网型光伏将发挥巨大作用。但受限于电力电子器件过流能力,目前针对构网型光伏的故障穿越控制策略还需进一步完善。综合考虑逆变器稳态和暂态过流抑制,提出了一种基于功率指令切换和虚拟阻抗的双级式构网型光伏... 详细信息

在新型电力系统构建中,构网型光伏将发挥巨大作用。但受限于电力电子器件过流能力,目前针对构网型光伏的故障穿越控制策略还需进一步完善。综合考虑逆变器稳态和暂态过流抑制,提出了一种基于功率指令切换和虚拟阻抗的双级式构网型光伏发电故障穿越控制策略,该策略计及光伏直流侧动态响应,能够实现满足电流限幅约束的前提下向并网电压提供无功支撑,同时保持故障期间构网型光伏对系统惯性的支撑特性,提升大扰动下光伏换流器暂态功角稳定性。仿真结果表明,在电网发生严重电压跌落的情况下,所提控制策略可在保持逆变器直流侧电压稳定的同时实现故障穿越功能。

关键词：构网型光伏虚拟同步控制故障穿越控制功率指令虚拟阻抗

脱冰工况下特高压输电铁塔地线横担受力特征及破坏模式

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 4157-4166,I0035页

作者：杨风利李清华邵帅李茂华朱彬荣中国电力科学研究院有限公司北京市西城区100055

受超设计覆冰及脱冰跳跃动力冲击影响,特高压耐张塔地线横担发生弯折破坏。该文采用ANSYS建立了地线-耐张塔-金具串有限元模型,通过脱冰跳跃工况下的几何非线性动力时程分析,确定了不同覆冰厚度时地线挂点处的纵向不平衡张力、垂直荷载... 详细信息

受超设计覆冰及脱冰跳跃动力冲击影响,特高压耐张塔地线横担发生弯折破坏。该文采用ANSYS建立了地线-耐张塔-金具串有限元模型,通过脱冰跳跃工况下的几何非线性动力时程分析,确定了不同覆冰厚度时地线挂点处的纵向不平衡张力、垂直荷载及动力冲击系数。采用梁杆混合单元建立了地线横担精细化有限元模型,将脱冰跳跃荷载峰值施加在挂点位置,分析得到了地线横担杆件应力分布云图,确定了首先发生失稳破坏的杆件位置,端部下平面第二节间主材弯曲应力与轴压应力之比为37.9%,杆端弯矩影响不可忽略。完成了地线30mm覆冰、大号侧整档100%脱冰工况下的地线横担真型试验,揭示了典型杆件在加载过程中的应变发展规律,反演了地线横担的起始破坏位置及失效模式,与有限元仿真结果及现场破坏形态基本吻合。

关键词：脱冰有限元仿真真型试验应变不平衡张力杆端弯矩

广义S变换下串联故障电弧的时频分析及识别研究

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电网技术 2024年第7期48卷 2995-3003页

作者：张蓬鹤秦译为宋如楠陈敢超中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

在当前用户侧负载日益复杂的情形下,故障电弧信号难以有效识别,阻碍了线路隐患监测及预警技术的发展。该文基于广义S变换进行了故障串联电弧的时频分析及识别研究。首先,比较了短时傅里叶变换、小波变换、广义S变换3种电弧时频特征提取... 详细信息

在当前用户侧负载日益复杂的情形下,故障电弧信号难以有效识别,阻碍了线路隐患监测及预警技术的发展。该文基于广义S变换进行了故障串联电弧的时频分析及识别研究。首先,比较了短时傅里叶变换、小波变换、广义S变换3种电弧时频特征提取方法的区别,阐明广义S变换在处理非线性负载高频特征方面的优势。然后,利用双曲高斯窗的广义S变换对负载信号进行时频特征提取,构建图像特征样本。最后,利用二维卷积神经网络对样本进行训练及分类,通过准确率、识别结果聚类进一步分析和验证识别算法的有效性。该文算法总体识别准确率在96.81%,涉及负载广泛,为后续电弧故障的监测识别研究提供参考。

关键词：故障电弧广义S变换双曲高斯窗函数时频域分析卷积神经网络

考虑电力市场化交易的电碳表计量及实现方法研究

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电网技术 2024年第6期48卷 2297-2306页

作者：王春妍卢达李贺龙陈昊张新卉中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

电力间接碳排放是电力用户碳排放的主要来源之一,碳排放流是计算电力间接碳排放的重要方法。目前,基于碳排放流的计量理论尚未考虑电力市场化交易的影响,缺乏相应工程应用的实现方法,参与电力市场化交易的用户难以准确获得其用电量所对... 详细信息

电力间接碳排放是电力用户碳排放的主要来源之一,碳排放流是计算电力间接碳排放的重要方法。目前,基于碳排放流的计量理论尚未考虑电力市场化交易的影响,缺乏相应工程应用的实现方法,参与电力市场化交易的用户难以准确获得其用电量所对应的间接碳排放量。为解决这一难题,该文研究碳排放流理论的分布式电能实现方法,考虑电力市场化交易对交易双方及相关用户碳排放因子的影响,提出含电力市场化交易的电力系统源、网、荷全过程电碳排放量计量方法;并研究存在绿电交易、储能等情况下的电碳排放因子特点及计算方法。基于上述理论,研制了电碳表及其相关系统,并利用电碳表系统对某地电网部分实际拓扑进行分析,验证了所提方法的有效性及电碳表的实用性。

关键词：碳计量电碳表电碳排放因子电力市场化交易绿电交易储能

高比例新能源接入下快速真空断路器容性开合能力提升研究

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电网技术 2024年第6期48卷 2670-2679页

作者：田阳李志兵田宇张然中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

随着新能源高比例接入电力系统,尤其用户侧随机性和波动性较大的分布式光伏大容量接入10kV中压配电网并网运行,导致系统电压波动较频繁,易造成常规变电站10kV侧并联电容器组无功补偿更加频繁投切,常规无功补偿投切断路器容性开合能力已... 详细信息

随着新能源高比例接入电力系统,尤其用户侧随机性和波动性较大的分布式光伏大容量接入10kV中压配电网并网运行,导致系统电压波动较频繁,易造成常规变电站10kV侧并联电容器组无功补偿更加频繁投切,常规无功补偿投切断路器容性开合能力已不满足要求,因此有必要开展高容性开合能力真空断路器关键技术研究及工程化样机研制。文中分析了实际三相背靠背电容器组投切工况,提出了容性开合能力提升影响因素,据此提出无功补偿快速真空断路器关键技术参数,设计了快速真空断路器同轴垂直分相操作结构并阐述工作原理。优化设计了断路器分合闸特性以适配容性开合性能,开展了高压大电流老练试验技术研究,提升了触头表面组织形貌,提高了抗熔焊能力和介质恢复速度。为进一步提高容性开合能力,结合选相技术,提出了选相关合策略,研究影响关合算法精度的影响因素,确保充分抑制关合涌流产生。依据上述研究成果,研制了12kV无功补偿用高容性电寿命快速真空断路器,并开展了型式试验验证,试验结果表明该快速真空断路器不选相和选相分别完成2轮C2级共计416次三相背靠背电容器组开合试验,试验过程中未发生重击穿现象,性能指标满足技术要求,具备工程应用条件。

关键词：新能源无功补偿快速真空断路器分布式光伏

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电力碳排放计量网络溯源方法及计量分析

电网技术 2024年第8期48卷 3373-3381页

作者：王春妍卢达李贺龙陈昊赵莎中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

碳排放流理论在电力间接碳排放量计量中有效应用,电碳表等计量装置已试点部署,形成电力碳排放计量网络(简称电碳计量网络)。电碳计量网络具有数字化、网络化的特征,是一种新的计量方式,目前尚未有针对电碳计量网络的溯源研究及分析。该... 详细信息

碳排放流理论在电力间接碳排放量计量中有效应用,电碳表等计量装置已试点部署,形成电力碳排放计量网络(简称电碳计量网络)。电碳计量网络具有数字化、网络化的特征,是一种新的计量方式,目前尚未有针对电碳计量网络的溯源研究及分析。该文在基于电能的碳排放流理论实现方法基础上,首先讨论用户碳排放量的计量属性,再通过对电碳计量网络中通信线路不确定度、电碳表不确定度、电碳计量算法不确定度的研究,提出电碳计量网络整体溯源方法,并对溯源方法进行分析,得出普遍贡献、电能有限影响、逐级递减3条结论,可为电碳计量网络的实际应用提供理论支撑,最后,利用实验室中部署的电碳表系统验证了文中提出的溯源方法及结论的有效性。

关键词：电碳表溯源电力间接碳排放量数字化计量网络

一种体现构网型控制特征的柔性直流机电暂态改进建模方法

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电网技术 2024年第2期48卷 897-903页

作者：丁平安宁万凯遥李亚楼田鹏飞蔡靖中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

总结柔性直流采用构网型控制呈现的新特性并提出相应的机电暂态建模方法。通过分析,提出构网型控制替代跟网型控制给柔性直流带来的主要变化是:电压源支撑,故障穿越切换措施以及电流限幅方法。相对应的,构网控制型柔性直流机电暂态模型... 详细信息

总结柔性直流采用构网型控制呈现的新特性并提出相应的机电暂态建模方法。通过分析,提出构网型控制替代跟网型控制给柔性直流带来的主要变化是:电压源支撑,故障穿越切换措施以及电流限幅方法。相对应的,构网控制型柔性直流机电暂态模型是对跟网控制型柔性直流模型的改进,包括将换流器与交流网络的接口由传统的一个交流仿真步长内的平均功率改为平均电压;增加故障穿越措施切换逻辑以及增加基于用户自定义的电流限幅措施。通过交直流间接口方法仿真对比,以及机电、电磁暂态模型故障模拟验证所提模型的有效性。该模型能高精度模拟构网控制型柔性直流在交流电网中的动态行为,具有良好的应用价值。

关键词：电压源型换流器构网型控制电压源型接口交流故障穿越切换逻辑电流限幅机电暂态模型

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数据驱动的电力系统暂态稳定评估方法综述

中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3408-3428,I0006页

作者：范士雄赵泽宁郭剑波马士聪王铁柱李东琦中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

快速、准确地识别电力系统暂态稳定态势,是保证大电网安全稳定运行的重要前提。相较于传统物理解析方法,基于数据驱动的电力系统暂态稳定评估技术在解决复杂非线性映射和快速评估方面具有较大的优势,已成为目前电力系统暂态稳定评估技... 详细信息

快速、准确地识别电力系统暂态稳定态势,是保证大电网安全稳定运行的重要前提。相较于传统物理解析方法,基于数据驱动的电力系统暂态稳定评估技术在解决复杂非线性映射和快速评估方面具有较大的优势,已成为目前电力系统暂态稳定评估技术研究的重要方向。该文首先结合电力系统暂态稳定评估场景需求和通用智能应用框架建立基于数据驱动的暂态稳定评估技术的基本架构,从离线训练、在线应用和反馈更新的维度分析数据驱动下各个流程环节的功能;其次,围绕着数据增强、机器学习算法和学习机制3个方面针对数据驱动技术在电网暂态稳定评估中的应用研究工作进展以及关键技术进行综述,分析不同模型和方法在解决电力系统暂态稳定评估的数据拟合和泛化能力的优势和不足。最后,结合高比例新能源电力系统暂态稳定评估新特点和当前人工智能技术的发展,从数据、模型和应用3个方面对电力系统暂态稳定评估技术的研究方向进行展望,为电网暂态稳定评估数字化和智能化提供技术参考。

关键词：电力系统暂态稳定评估人工智能数据驱动主动学习迁移学习

热泵蓄能光伏发电系统与配电网耦合联动运行性能研究与分析

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建筑科学 2024年第8期40卷 128-138页

作者：李瑞霞冯晓梅杨晨郭新锋李昊王天任薛汇宇崔一鸣中石化新星(北京)新能源研究院有限公司北京100000 建科环能科技有限公司北京100013 中国建筑科学研究院有限公司北京100013

随着建筑低碳发展,热泵和光伏等可再生能源技术在建筑能源系统中逐步得到规模化应用,然而其无序应用会给电网配电和承载带来较大压力。本文提出了1种“热泵+蓄能+光伏”冷热电耦合建筑能源系统,采用源网荷储联动运行方法,通过有序调节... 详细信息

随着建筑低碳发展,热泵和光伏等可再生能源技术在建筑能源系统中逐步得到规模化应用,然而其无序应用会给电网配电和承载带来较大压力。本文提出了1种“热泵+蓄能+光伏”冷热电耦合建筑能源系统,采用源网荷储联动运行方法,通过有序调节光伏、配电网、热泵、蓄能运行状态,实现建筑低成本供冷供热,促进可再生能源发电本地消纳和电网调度平衡。同时,本文通过模拟平台验证了源网荷储联动运行方法的应用效果,结果表明,采用源荷储联动运行方法较热泵直供运行方法,在冬季部分负荷典型日,可再生能源本地消纳提升24.13%,系统全天运行费用降低34.10%,电力移峰量提高27.60%;在夏季部分负荷典型日,可再生能源本地消纳提升21.47%,系统全天运行费用降低33.20%,电力移峰量提高21.11%。全年能源系统可再生能源本地消纳提升22.47%,运行费用降低33.59%,电力移峰量提高15.95%,系统静态投资回收周期为4.67 a。本文表明了“热泵+蓄能+光伏”系统采用源网荷储联动运行方法在很大程度上节省了系统运行费用,促进了本地可再生能源消纳,平衡了电网,研究结果可用于指导工程应用。

关键词：热泵蓄能光伏源网荷储联动运行费用可再生能源本地消纳移峰量

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