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风光储混合系统的雷电过电压仿真

高电压技术 2023年第2期49卷 738-746页

作者：张毅龙沈思远杨冬阳刘亚坤上海交通大学电气工程系电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

风光储混合系统相比于单一风电场或光伏系统具有多端源载混合的特点,混合系统的端口阻抗网络及其雷电下暂态响应特性与单一系统存在差别。利用PSCAD/EMTDC搭建风光储混合系统的暂态模型,计算风光储混合系统的雷电过电压分布,分析混合系... 详细信息

风光储混合系统相比于单一风电场或光伏系统具有多端源载混合的特点,混合系统的端口阻抗网络及其雷电下暂态响应特性与单一系统存在差别。利用PSCAD/EMTDC搭建风光储混合系统的暂态模型,计算风光储混合系统的雷电过电压分布,分析混合系统遭受雷击位置、架空线长度和避雷器接地方式对混合系统过电压水平的影响。结果表明,混合系统中光伏侧遭受雷击时变压器的过电压峰值高于风机侧遭受雷击情况;增大风机侧接入母线的架空线长度或减小光伏侧的架空线长度均可降低混合系统的过电压;风机侧与光伏侧的变压器高压侧避雷器均采用公共接地方式,储能侧采用单独接地方式可有效抑制混合系统的雷电过电压水平。

关键词：雷击 PSCAD 风光储混合系统过电压避雷器

三种风电机组拓扑下风光储混合系统的雷电过电压仿真分析

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高电压技术 2022年第11期48卷 4506-4515页

作者：沈思远刘亚坤张毅龙上海交通大学电气工程系电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

风光储混合系统与单一风电场或光伏系统的雷电暂态响应存在较大差别,混合系统中风电机组通常有链形、环形和星形3种拓扑,不同拓扑会改变系统的端口阻抗网络特征,进而影响混合系统的过电压分布。为此,采用PSCAD/EMTDC搭建了3种风机拓扑... 详细信息

风光储混合系统与单一风电场或光伏系统的雷电暂态响应存在较大差别,混合系统中风电机组通常有链形、环形和星形3种拓扑,不同拓扑会改变系统的端口阻抗网络特征,进而影响混合系统的过电压分布。为此,采用PSCAD/EMTDC搭建了3种风机拓扑下风光储混合系统的暂态模型,计算3种拓扑下风机遭受雷击后混合系统的过电压分布,分析风机拓扑对过电压的影响。结果表明,链形及环形拓扑下,接闪风机的位置会显著影响混合系统的过电压水平,最靠近母线风机遭雷击时光伏及储能系统的过电压峰值是其余风机接闪时的3倍;链形、环形和星形3种拓扑对混合系统过电压的抑制效果依次增强,结果可为风光储混合系统的雷电防护提供参考。

关键词：雷电过电压风光储混合系统风机拓扑暂态建模 PSCAD

基于机电信号融合的电励磁双凸极电机绕组匝间短路故障诊断

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电工技术学报 2023年第1期38卷 204-219页

作者：赵耀陆佳煜李东东杨帆朱淼上海电力大学电气工程学院上海200090 电能传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海200240

定子绕组匝间短路是电励磁双凸极电机常见的故障,当匝间短路故障匝数较少时,对电机磁场的影响较小,使得难以通过单一故障特征精确地识别故障。该文通过分析该电机的本体结构和故障特征的提取机理,提出了一种基于振动和相电流信号的多源... 详细信息

定子绕组匝间短路是电励磁双凸极电机常见的故障,当匝间短路故障匝数较少时,对电机磁场的影响较小,使得难以通过单一故障特征精确地识别故障。该文通过分析该电机的本体结构和故障特征的提取机理,提出了一种基于振动和相电流信号的多源机电信号融合的电励磁双凸极电机短路故障综合诊断方法——基于多分类支持向量机及改进卷积神经网络的信号融合故障诊断。该文首先根据电励磁双凸极的结构特点研究了短路故障发生时特征信号的变化情况及提取机理;其次根据理论分析结果提出了一种自寻优卷积神经网络结合支持向量机的多源信号融合的故障诊断方法,该方法首先分别利用两种算法计算两个单信号特征下的故障诊断概率,再利用DS证据理论,得出融合后的诊断结果;最后通过实验表明,该文所提出的诊断方法可以更有效地识别电机不同的短路故障,降低了误判率,解决了单一信号源诊断方法精度较低的问题,具有良好的可靠性和互补性。

关键词：电励磁双凸极电机短路故障机电信号融合卷积神经网络支持向量机

全直流海上风电场高升压比DC/DC变换技术综述

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电力系统保护与控制 2018年第12期46卷 158-169页

作者：郭灵瑜姚钢周荔丹电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海200240

采用直流汇聚、直流传输的全直流海上风电场,可以避免使用笨重的工频交流变压器,在功率密度、建设成本、系统损耗等方面具有较大的优势,因此基于直流汇聚、直流传输的全直流海上风电是目前海上电能传输的研究热点。在全直流海上风电系统... 详细信息

采用直流汇聚、直流传输的全直流海上风电场,可以避免使用笨重的工频交流变压器,在功率密度、建设成本、系统损耗等方面具有较大的优势,因此基于直流汇聚、直流传输的全直流海上风电是目前海上电能传输的研究热点。在全直流海上风电系统中,风机端口电压需进行高变比升压后才能远距离传输,所以高升压比DC/DC变换器是整个风能变换传输系统中的重要环节。首先从变比、容量、故障隔离等角度对适用于全直流海上风电的直流变换器进行需求分析。其次对各种直流变换器的拓扑实现进行总结分类,并指出各种拓扑的优缺点以及应用前景。最后对各种拓扑结构及控制方法进行比较,对未来适用于全直流海上风电场的高升压比直流变换器进行展望。

关键词：全直流海上风电高升压比 DC/DC变换器晶闸管谐振模块化多电平

非正交坐标系下双三相感应电机SVPWM控制策略

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电机与控制学报 2014年第12期18卷 17-23页

作者：李洪亮姜建国上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200030

针对传统双三相电机空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法中含有大量的三角函数和求根运算,且电机定子电流谐波含量大的问题。结合双三相电机的矢量分类技术,在120°的非正交坐标系下提出了一种双三相... 详细信息

针对传统双三相电机空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法中含有大量的三角函数和求根运算,且电机定子电流谐波含量大的问题。结合双三相电机的矢量分类技术,在120°的非正交坐标系下提出了一种双三相感应电机的空间矢量脉冲宽度调制算法。判断三相给定电压信号的最大值和最小值,通过总结规律,可直接求得各相开关的切换时刻,无须进行扇区和基本电压矢量作用时间的计算。对仿真和实验结果的分析表明,与传统双三相SVPWM算法相比,所提出的双三相感应电机SVPWM算法可以有效抑制电机定子电流谐波的同时,大大缩短算法执行时间。定子电流谐波的抑制可提高电机控制性能,算法执行时间的缩短将为处理器节约资源。

关键词：双三相感应电机空间矢量脉宽调制非正交坐标系抑制谐波双三相逆变器

高比例清洁能源接入下计及需求响应的配电网重构

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电力系统保护与控制 2022年第1期50卷 116-123页

作者：黄鸣宇张庆平张沈习闫振华高博李秀广国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川750000 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海200240

提出了高比例清洁能源接入下计及需求响应的配电网重构方法。首先,以考虑网损成本、弃风弃光成本和开关操作惩罚成本的综合成本最小为目标,建立高比例清洁能源接入下计及需求响应的配电网重构模型。然后,针对配电网重构模型的非凸性,引... 详细信息

提出了高比例清洁能源接入下计及需求响应的配电网重构方法。首先,以考虑网损成本、弃风弃光成本和开关操作惩罚成本的综合成本最小为目标,建立高比例清洁能源接入下计及需求响应的配电网重构模型。然后,针对配电网重构模型的非凸性,引入中间变量并对其进行二阶锥松弛,构建混合整数凸规划模型,使其能够在获得全局最优解的同时提高求解效率。最后,采用改进的IEEE 33节点配电网进行算例仿真,分析了需求响应措施和清洁能源渗透率对配电网重构结果的影响。算例结果表明,计及需求响应的配电网重构方法,可以有效提升清洁能源消纳能力,平移负荷峰谷差,提升运行经济性。

关键词：高比例清洁能源需求响应配电网重构混合整数二阶锥规划

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开关电感级联型高倍升压AC-DC变换器

电气传动 2022年第6期52卷 33-39页

作者：李咏秋杨喜军上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

针对电感并联充电、串联放电的升压原理,提出一种开关电感级联型高倍升压AC-DC功率变换器。通过该变换器工作原理理论分析、IR1155S芯片单周期控制理论参数计算和仿真与实验验证的方法,对该AC-DC功率变换器的功率因数校正性能、高倍升... 详细信息

针对电感并联充电、串联放电的升压原理,提出一种开关电感级联型高倍升压AC-DC功率变换器。通过该变换器工作原理理论分析、IR1155S芯片单周期控制理论参数计算和仿真与实验验证的方法,对该AC-DC功率变换器的功率因数校正性能、高倍升压能力进行理论分析与实验验证。研究结果表明:所研究的开关电感级联型高倍升压AC-DC功率变换器具有良好的功率因数校正性能、高倍升压能力与运行安全稳定性,为高倍升压DC-DC变换器和AC-DC变换器提供了一种解决方案。

关键词：功率变换器功率因数校正级联连接单周期控制开关电感

计及动态碳排放因子的多H_(2)-IES双层优化运行方法

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上海交通大学学报 2024年第5期58卷 610-623,I0003-I0007页

作者：付文溪窦真兰张春雁王玲玲蒋传文熊展上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 国网上海综合能源服务有限公司上海200023

在“双碳”目标背景下,能源系统的低碳转型是其未来的发展方向.近年来,高热值、低污染的氢能受到广泛重视.基于碳排放流理论提出一种计及动态碳排放因子的多含氢综合能源系统(H_(2)-IES)双层优化运行模型.在上层模型中,上级能源网基于... 详细信息

在“双碳”目标背景下,能源系统的低碳转型是其未来的发展方向.近年来,高热值、低污染的氢能受到广泛重视.基于碳排放流理论提出一种计及动态碳排放因子的多含氢综合能源系统(H_(2)-IES)双层优化运行模型.在上层模型中,上级能源网基于效益最优原则建立经济调度模型,确定各园区的能源价格与碳排放因子并下发给下层;在下层模型中,基于纳什谈判理论建立了多园区低碳合作运行模型,并采用自适应交替方向乘子法分布式求解,确定各园区的能源需求量并反馈给上层;所提模型在多次迭代互动中实现上下层协同优化.为了实现对多园区合作收益的合理分配,提出一种基于综合议价能力的收益分配方法.算例分析表明,该双层优化方法可实现上下层间的协同运行,同时兼顾多园区运行的低碳性与经济性,通过合理分配合作收益,保证园区参与合作的积极性.

关键词：含氢综合能源系统动态碳排放因子综合议价能力电氢交易自适应交替方向乘子法

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基于谐波状态空间模型的MMC解析仿真方法

中国电机工程学报 2024年

作者：黄颂开徐晋汪可友邢法财国网山东省电力公司电力科学研究院电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学)

随着输送电压等级的提升和MMC子模块数量的增加，基于详细模型的MMC的仿真方法已难以应对子模块数量增长带来的计算效率上挑战。对此，本文提出一种基于谐波状态空间法的MMC解析建模仿真方法，在能够独立地提供各阶次谐波的暂态波形的... 详细信息

随着输送电压等级的提升和MMC子模块数量的增加，基于详细模型的MMC的仿真方法已难以应对子模块数量增长带来的计算效率上挑战。对此，本文提出一种基于谐波状态空间法的MMC解析建模仿真方法，在能够独立地提供各阶次谐波的暂态波形的同时，实现了大步长仿真。本文首先建立考虑交直流侧耦合的MMC在时域下的状态方程，之后通过谐波状态空间法将其转换至谐波域，并推导出其开环控制下的阶跃响应解析式。然后基于该解析式提出仿真全过程的迭代公式及其数值算法。最后通过仿真算例验证了所提方法的有效性。

关键词：模块化多电平换流器电磁暂态仿真谐波状态空间解析仿真