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电流密度和运行温度对PEM水电解制氢能耗的影响

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新能源进展 2024年第1期12卷 35-39页

作者：朱宁伟赵京辉谢海洋宋学平吉力强郭辉进安泰环境工程技术有限公司北京100081

质子交换膜(PEM)水电解制氢技术是采用绿电制取绿氢的重要方法,对我国实现双碳目标具有重要意义。优化运行参数是降低PEM水电解制氢系统能耗的一种重要途径。建立一套工业级PEM水电解制氢实验装置,通过现场实验,考察电流密度和运行温度... 详细信息

质子交换膜(PEM)水电解制氢技术是采用绿电制取绿氢的重要方法,对我国实现双碳目标具有重要意义。优化运行参数是降低PEM水电解制氢系统能耗的一种重要途径。建立一套工业级PEM水电解制氢实验装置,通过现场实验,考察电流密度和运行温度对PEM水电解制氢系统能耗的影响,探讨优化运行参数降低运行能耗的方法。结果表明,当电流密度为0.2~1.4 A/cm^(2)、运行温度为20~60℃,PEM水电解制氢系统单位能耗分别与电流密度、运行温度负相关。提高运行温度会引起电解电压下降,系统单位直流能耗显著降低。提高电流密度会造成系统单位直流能耗升高,而单位交流能耗降低。

关键词：质子交换膜水电解电流密度运行温度能耗

基于去离子水冷却±800 kV换流变压器阀侧套管的冷却效果和参数的影响

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电工技术学报 2024年第12期39卷 3884-3894页

作者：刘杉高冲侯俊义周建辉卢斌先先进输电国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司) 北京102211 北京市直流输配电工程技术研究中心(中电普瑞电力工程有限公司) 北京102200 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

随着我国±800 kV大容量特高压直流输电的快速发展,环氧树脂套管的过热问题备受关注。基于去离子水冷却,该文将环氧树脂套管的水道结构由多管道式改进为一体化结构。采用三维电-热-流场耦合分析方法,考虑热传导和热对流的影响,模拟了换... 详细信息

随着我国±800 kV大容量特高压直流输电的快速发展,环氧树脂套管的过热问题备受关注。基于去离子水冷却,该文将环氧树脂套管的水道结构由多管道式改进为一体化结构。采用三维电-热-流场耦合分析方法,考虑热传导和热对流的影响,模拟了换流变压器阀侧套管的温度场分布。通过与温升实验数据对比,仿真结果与实验结果的误差在3.99%以内,验证了该套管模型设计的合理性。与去离子水冷却的多管道式套管相比,改进后的±800 kV去离子水冷却一体化套管的载流导体外表面的最高温度更低且环氧树脂内表面的温差更小,结果表明该套管的去离子水冷却效果极强。研究了水道尺寸、流量和入口水温对去离子水冷却一体化套管温度分布的影响,结果表明该套管的温度分布主要由入口水温和流量控制,将去离子水的流量设置为10 L/min时几乎可以带走套管产生的全部热量,且入口水温越低冷却效果越好。分析结果可用于去离子水冷却±800 kV环氧树脂套管的结构优化与设计。

关键词：去离子水电-热-流场耦合模型冷却效果参数扫描高压套管

基于电参数的IGBT开关瞬态过程耦合关系分析

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高电压技术 2024年第3期50卷 1252-1263页

作者：李雨泽张秀敏袁文迁宋鹏季一润焦超群北京交通大学电气工程学院北京100044 国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京100045 柔性直流输电运维检修技术国家电网公司实验室北京100045

IGBT开关瞬态电流变化过程包括开通电流上升过程和关断电流下降过程,由于功率器件的非线性特征及其与电路参数的紧密耦合,造成瞬态过程电磁现象复杂。重点研究了瞬态过程电压电流参数的耦合规律,分析了耦合关系对IGBT工作特性的影响。首... 详细信息

IGBT开关瞬态电流变化过程包括开通电流上升过程和关断电流下降过程,由于功率器件的非线性特征及其与电路参数的紧密耦合,造成瞬态过程电磁现象复杂。重点研究了瞬态过程电压电流参数的耦合规律,分析了耦合关系对IGBT工作特性的影响。首先,分析了IGBT内寄生PIN结构、集射极电压对栅极控制模型的影响。其次,基于栅极控制模型的分析,提出集电极电流的拟合次数应考虑电流变化过程持续时间及计算场景,二次及以下多项式拟合可近似描述集电极电流波形并开展功率损耗分析,但不适于电流变化率和感应电压分析。再次,比较了开通和关断过程计算所得回路寄生电感值的差异,提出了不同过程计算回路寄生电感的适用范围及FWD封装寄生电感的计算方法。最后,分析了瞬态过程栅极电压和集射极电压的耦合关系,提出了通过栅极电压估计集射极电压的状态监测方法并进行了实验验证。

关键词：栅极电压集射极电压电流上升过程电流下降过程寄生电感耦合关系

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国内柔性直流换流阀与阀控系统综述

电网技术 2024年第9期48卷 3890-3902,I0092,I0093页

作者：高剑剑刘卓锟李国强周凯戴瑞成赵璧国文亮宋坚瑞国网北京市电力公司检修分公司北京市丰台区100069 国家电网有限公司直流技术中心北京市西城区100052

近几年我国柔性直流技术发展迅速,已建成多个高压大容量柔性直流工程。换流阀作为柔性直流系统的核心设备,其可靠性直接影响直流系统的稳定运行。自渝鄂工程开展柔性直流换流阀标准化设计与可靠性提升专项工作以来,国内换流阀可靠性得... 详细信息

近几年我国柔性直流技术发展迅速,已建成多个高压大容量柔性直流工程。换流阀作为柔性直流系统的核心设备,其可靠性直接影响直流系统的稳定运行。自渝鄂工程开展柔性直流换流阀标准化设计与可靠性提升专项工作以来,国内换流阀可靠性得到了明显提升,但随着设备运行时间的增加仍发生了多起因换流阀或阀控系统(valve base controller,VBC)故障导致子模块损坏或直流临停事故。该文通过梳理换流阀和阀控系统设计与功能配置情况、总结不同换流阀厂家技术路线差异并进行分析,最后提出相关建议,为下一阶段换流阀与阀控系统标准化设计与可靠性提升专项工作提供参考。

关键词：子模块保护配置控制策略阀控硬件

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柔性直流输电系统中高频振荡研究综述

电力自动化设备 2024年

作者：李奇南孙宝奎孙华东张晓林王子莹陈鑫南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院) 北京市直流输配电工程技术研究中心(中电普瑞电力工程有限公司) 北京智慧能源研究院国网智能电网研究院有限公司

近年来，国内外多个电压源型柔性直流输电工程中发生了中高频振荡现象，影响系统的安全稳定运行。针对柔性直流输电系统出现的中高频振荡问题，阐述了柔直换流站阻抗模型和状态空间模型的建立方法，交流系统数学模型建立方法。对使用阻... 详细信息

近年来，国内外多个电压源型柔性直流输电工程中发生了中高频振荡现象，影响系统的安全稳定运行。针对柔性直流输电系统出现的中高频振荡问题，阐述了柔直换流站阻抗模型和状态空间模型的建立方法，交流系统数学模型建立方法。对使用阻抗分析法、特征值法进行系统稳定性分析的原理、方法进行了说明。基于换流器阻抗模型，分析了电压前馈、电流内环、锁相环、环流控制等因素对换流器阻抗特性的影响。归纳总结了现有中高频振荡抑制策略及其对柔性直流输电系统动态性能的影响，介绍了谐波保护方法。对中高频振荡问题的抑制措施研究进行展望，给出了未来研究方向建议。

关键词：阻抗模型状态空间模型抑制策略中高频振荡动态性能谐波保护柔性直流输电

基于频域阻抗网络建模分析的交直流微电网振荡问题研究

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2294-2310页

作者：吴翔宇张晓红尚子轩赵一钢吴潇雨北京交通大学电气工程学院北京100044 北京市轨道交通电气工程技术研究中心北京100044 国网山西省电力公司忻州供电公司忻州034001 国网能源研究院有限公司北京102209

交直流微电网在不同类型电力电子变流器的不同带宽控制环节作用下,容易引发系统发生宽频振荡问题。现有的微电网振荡分析主要基于阻抗分析法和特征分析法,然而这两种方法存在一定的局限性。为此,该文研究了基于频域阻抗网络模型的交直... 详细信息

交直流微电网在不同类型电力电子变流器的不同带宽控制环节作用下,容易引发系统发生宽频振荡问题。现有的微电网振荡分析主要基于阻抗分析法和特征分析法,然而这两种方法存在一定的局限性。为此,该文研究了基于频域阻抗网络模型的交直流微电网振荡问题建模与分析方法。首先,建立了交直流微电网在频域下的等效阻抗网络模型,并计算节点频域导纳矩阵及回路频域阻抗矩阵。其次,基于频域模式分析法,建立了交直流微电网的节点/回路振荡参与程度指标以及设备和控制参数的灵敏度指标,给出了振荡的交直流传播特性分析方法,便于明晰系统振荡机理与关键影响因素。最后,通过Matlab/Simulink时域仿真及算例分析验证了上述频域阻抗网络建模和振荡稳定性分析方法的有效性。

关键词：交直流微电网频域阻抗网络建模振荡稳定性频域模式分析

±800kV特高压直流输电系统主回路参数研究

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高电压技术 2007年第1期33卷 17-21页

作者：刘宝宏殷威扬杨志栋孙中明北京网联直流工程技术有限公司北京100005

为制定直流系统的控制策略并提供基本的稳态控制参数,以向家坝—上海±800kV特高压直流输电工程为依托,根据直流输电的基本理论并结合特高压直流系统的特点研究了主回路参数,提出了特高压直流系统的基本控制策略,以及2组12脉动换流器串... 详细信息

为制定直流系统的控制策略并提供基本的稳态控制参数,以向家坝—上海±800kV特高压直流输电工程为依托,根据直流输电的基本理论并结合特高压直流系统的特点研究了主回路参数,提出了特高压直流系统的基本控制策略,以及2组12脉动换流器串联(400kV+400kV)构成±800kV特高压的全新换流站接线方案和灵活的运行接线方式。在主回路参数研究和设计中分析了影响主回路参数设计的关键因素,给出了特高压换流站主设备的参数,为特高压直流技术研究提供了基础数据。

关键词：特高压直流主回路参数换流变压器换流阀平波电抗器

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葛南同杆并架直流工程可靠性研究

高电压技术 2007年第1期33卷 152-155页

作者：周静马为民石岩韩伟北京网联直流工程技术有限公司北京100005

目前国内尚无同杆并架双回直流的工程,为了研究同杆并架双回直流对单回直流可靠性的影响程度,利用马尔可夫原理理论分析了同杆并架直流输电系统的可靠性,通过系统各状态之间的转移关系进行了理论计算,并利用riskspectrum软件通过建模来... 详细信息

目前国内尚无同杆并架双回直流的工程,为了研究同杆并架双回直流对单回直流可靠性的影响程度,利用马尔可夫原理理论分析了同杆并架直流输电系统的可靠性,通过系统各状态之间的转移关系进行了理论计算,并利用riskspectrum软件通过建模来计算3种重要的可靠性指标。结果表明,两回直流采用同杆并架的型式对单回直流输电的可靠性指标的影响很小,故采用同杆并架输送两回直流既可提高输送容量,又不影响单回直流输电系统的可靠性。

关键词：直流输电可靠性同杆并架能量可用率双极强迫停运率单极强迫停运率

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±800kV干式平波电抗器的户内、外布置

高电压技术 2006年第9期32卷 114-116,162页

作者：张燕秉郑劲北京网联直流工程技术有限公司北京100005

为了研究±800 kV干式平波电抗器户内、外布置的可行性,基于该电抗器电感值的线性度较好不易饱和、运行维护简单等优点和现有运行经验,根据±800kV直流输电工程的初步方案和对相关制造厂调研,对换流站直流场中干式平波电抗器的户内、外... 详细信息

为了研究±800 kV干式平波电抗器户内、外布置的可行性,基于该电抗器电感值的线性度较好不易饱和、运行维护简单等优点和现有运行经验,根据±800kV直流输电工程的初步方案和对相关制造厂调研,对换流站直流场中干式平波电抗器的户内、外布置方式技术、经济性比较。研究表明干式平波电抗器的户内、外布置方案均具有可行性。

关键词：高压直流干式平波电抗器换流站户内、外布置技术经济性比较