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基于虚拟惯性控制的光伏直流微电网稳定性分析

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电力自动化设备 2024年第4期44卷 55-61,95页

作者：王家乾赵晋斌曾志伟毛玲屈克庆上海电力大学电气工程学院上海200090 上海电力大学海上风电研究院上海200090

在“双碳”目标下,直流微电网呈现低惯性特性,这对系统稳定运行造成不利影响。建立基于母线节点导纳网络的负反馈模型,利用其等效开环函数对系统稳定性进行分析。针对系统稳定裕度不足,提出将虚拟惯性控制引入光伏单元,实现光照变化较... 详细信息

在“双碳”目标下,直流微电网呈现低惯性特性,这对系统稳定运行造成不利影响。建立基于母线节点导纳网络的负反馈模型,利用其等效开环函数对系统稳定性进行分析。针对系统稳定裕度不足,提出将虚拟惯性控制引入光伏单元,实现光照变化较大情况下的母线电压平滑输出。理论分析与实验结果表明,所提控制方法在保证光伏利用率的基础上,对母线电压波动的抑制效果明显。

关键词：直流微电网母线节点导纳网络小干扰稳定性虚拟惯性控制

考虑台风影响的海上风电机组部件剩余寿命预测方法

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 35-42页

作者：刘璐洁李传文符杨刘智彬黄玲玲上海电力大学海上风电研究院上海200090 上海电力大学电气工程学院上海200090

针对台风天气影响下海上风电机组剩余寿命预测问题,提出了考虑退化状态与台风冲击相依的海上风电机组部件剩余寿命预测方法。基于台风冲击模型及部件状态对部件退化过程的影响分析,构建了考虑退化状态与冲击相依的海上风电机组部件剩余... 详细信息

针对台风天气影响下海上风电机组剩余寿命预测问题,提出了考虑退化状态与台风冲击相依的海上风电机组部件剩余寿命预测方法。基于台风冲击模型及部件状态对部件退化过程的影响分析,构建了考虑退化状态与冲击相依的海上风电机组部件剩余寿命可靠度模型。利用实际监测数据对部件可靠度模型进行修正更新,建立了剩余寿命动态预测模型。采用fmincon函数对离散化处理后的部件可靠度模型进行参数估计,结合运行监测数据修正参数,进而动态预测剩余寿命。以某海上风电机组齿轮箱部件为例进行仿真,验证了所提方法的有效性。

关键词：海上风电机组台风天气部件可靠度模型剩余寿命预测动态预测

基于三方博弈的多能交互微网群系统双层优化模型

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太阳能学报 2024年第2期45卷 384-394页

作者：谢敬东徐振邦上海电力大学能源电力科创中心上海200082 上海电力大学经济与管理学院上海200082

随着新能源占比不断提高,多能交互微网群凭借其促进微网间能源互济、提升新能源利用率的能力,将成为智能电网的重要发展方向。为解决多能交互微网群在与用户进行能源交易过程中,对能源交易价格具有操纵性,多能交互微网群与用户间无法建... 详细信息

随着新能源占比不断提高,多能交互微网群凭借其促进微网间能源互济、提升新能源利用率的能力,将成为智能电网的重要发展方向。为解决多能交互微网群在与用户进行能源交易过程中,对能源交易价格具有操纵性,多能交互微网群与用户间无法建立公平的能源交易机制的问题,建立政府、多能交互微网群、用户三方博弈模型,保证多能交互微网群与用户间能源交易行为的公平公正。由于传统的单层优化方法难以揭示多主体之间的交互行为,建立基于政府、多能交互微网群、用户三方博弈的多能交互微网群系统双层优化模型。模型上层为政府、多能交互微网群、用户三方博弈,三方博弈目标为政府社会福利最大化、多能交互微网群效益最优、用户满意度最高;模型下层为多能交互微网群系统优化调度,多能交互微网群系统协调各类能源转化最优分配,运行成本最低。最后,通过算例仿真验证该模型的有效性。

关键词：微网群博弈理论优化运行双层优化

基于漏磁场和ICOA-ResNet的变压器绕组早期故障诊断

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电力系统保护与控制 2024年第9期52卷 99-110页

作者：刘建锋李志远周亚茹上海电力大学电气工程学院上海200090

针对变压器绕组变形、轻微匝间短路故障诊断准确率低的问题,提出一种变压器绕组早期故障诊断方法。首先,利用ANSYS仿真软件建立与实验变压器相关参数一致的有限元模型,分析变压器在绕组发生各种故障的漏磁场分布规律,并根据这些规律选... 详细信息

针对变压器绕组变形、轻微匝间短路故障诊断准确率低的问题,提出一种变压器绕组早期故障诊断方法。首先,利用ANSYS仿真软件建立与实验变压器相关参数一致的有限元模型,分析变压器在绕组发生各种故障的漏磁场分布规律,并根据这些规律选取合适的故障特征以及光纤漏磁场传感器安装位置。然后,通过改进长鼻浣熊优化算法(improved coati optimization algorithm,ICOA)寻找残差神经网络(ResNet)的最优超参数,以此参数构建ICOA-ResNet模型,将所得故障特征量输入模型进行故障诊断。最后,通过仿真数据和动模实验验证所提出的变压器绕组早期故障诊断模型的可行性。所提模型与支持向量机等4种模型相比,在绕组早期故障诊断上有更高的准确率,表明所提方法对变压器绕组变形、匝间短路故障诊断的有效性。

关键词：变压器早期故障诊断绕组变形漏磁场长鼻浣熊优化算法残差神经网络超参数优化

考虑氢储的风光氢综合能源系统多时间尺度随机生产模拟

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上海交通大学学报 2024年第6期58卷 881-892页

作者：范宏邢梦晴王兰坤田书欣上海电力大学电气工程学院上海200090

风光发电出力的不确定性和电力存储困难制约着新能源的发展.氢能作为一种优质二次能源,具有绿色无污染和能量密度大的优点.为应对新能源出力的波动性与随机性,提出一种考虑氢储的风光氢综合能源系统多时间尺度随机生产模拟方法.首先,考... 详细信息

风光发电出力的不确定性和电力存储困难制约着新能源的发展.氢能作为一种优质二次能源,具有绿色无污染和能量密度大的优点.为应对新能源出力的波动性与随机性,提出一种考虑氢储的风光氢综合能源系统多时间尺度随机生产模拟方法.首先,考虑在氢储系统模型中加入热能回收环节,构建包含电热氢多元储能的风光氢综合能源系统模型;其次,对风光氢综合能源系统进行多时间尺度随机生产模拟,通过中长期生产模拟得到系统检修安排与氢储季节分配方案,并将中长期模拟结果作为边界进行短期生产模拟,实现电氢热多元储能相互配合平抑风光随机波动性.最后,利用IEEE-RTS79节点算例验证所提方法能够提高系统运行的可靠性、灵活性、低碳性.

关键词：新能源氢储电热氢多元储能风光氢综合能源系统多时间尺度随机生产模拟

基于SEM-MIP状态估计的配电网拓扑辨识方法

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电力系统保护与控制 2024年第13期52卷 69-77页

作者：刘博陈佳漩李江上海电力大学电气工程学院上海200090

配电网拓扑辨识是配电系统操作的关键问题和重要前提。由于缺乏足够的量测设备和配电系统拓扑的频繁变化,导致实际的配电网拓扑辨识问题十分具有挑战性。为此提出了基于同步量测数据状态估计的实时拓扑辨识方法。该方法可以利用少量相... 详细信息

配电网拓扑辨识是配电系统操作的关键问题和重要前提。由于缺乏足够的量测设备和配电系统拓扑的频繁变化,导致实际的配电网拓扑辨识问题十分具有挑战性。为此提出了基于同步量测数据状态估计的实时拓扑辨识方法。该方法可以利用少量相量测量单元的测量数据准确估计配电网拓扑结构。首先,在配电网中引入结构方程模型(structural equation model,SEM),用于捕捉拓扑与支路电流的关系。然后,针对拓扑辨识问题提出了混合整数规划(mixed integer programming,MIP)方法,通过复数方程的虚实部解耦,利用泰勒展开与等效松弛等手段对复数方程和约束条件进行线性化。此外,将配电网运行方式约束以节点为单位进行了重新规划。最后,所提基于结构方程模型的混合整数规划方法(SEM-MIP)可以使用现有的商业求解器求解,并通过一个实际12节点配电系统和IEEE 33节点测试系统验证了所提方法的有效性。

关键词：拓扑辨识配电网结构方程模型图论混合整数规划方法

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基于电力系统分区惯量估计的储能容量配置策略

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 13-20页

作者：米阳王沛林周杰马思源李东东上海电力大学电气工程学院上海200090

针对大规模新能源接入导致电力系统惯量水平下降,提出了一种基于分区惯量估计的储能容量配置策略。基于传统电力系统的惯量机理分析,建立了含新能源电力系统的等效惯量模型和风光储能虚拟惯量模型。运用谱聚类对电力系统进行分区解决惯... 详细信息

针对大规模新能源接入导致电力系统惯量水平下降,提出了一种基于分区惯量估计的储能容量配置策略。基于传统电力系统的惯量机理分析,建立了含新能源电力系统的等效惯量模型和风光储能虚拟惯量模型。运用谱聚类对电力系统进行分区解决惯量空间分布不均影响估计精度问题,并基于皮尔逊相关系数确定测量节点。运用差值法对分区后系统的各个区域进行惯量估计,进而利用分区惯量估计结果设计电力系统储能容量配置策略。在DIgSLIENT/PowerFactory中搭建含风机的IEEE 10机39节点模型进行仿真验证。仿真结果表明所提方法可以减小惯量估计误差,基于惯量估计结果可以对储能容量进行合理配置,保证储能系统实现快速调频和提供虚拟惯量支撑。

关键词：惯量估计系统分区谱聚类差值法储能容量配置策略

无线充电系统旋转式电磁耦合器损耗计算及热点温度研究

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电工技术学报 2024年第7期39卷 1932-1942,1956页

作者：程志远宋晓逸吴晓婷贵子航李东东上海电力大学电气工程学院上海200090

电磁耦合器是实现无线电能传输(WPT)技术的核心元件,其工作温度决定了系统运行的稳定性与使用寿命。为此该文以抗偏移能力强的旋转式电磁耦合器为研究对象,针对该电磁耦合器在非正弦激励下损耗及温度精确计算的问题,同时为避免大量实验... 详细信息

电磁耦合器是实现无线电能传输(WPT)技术的核心元件,其工作温度决定了系统运行的稳定性与使用寿命。为此该文以抗偏移能力强的旋转式电磁耦合器为研究对象,针对该电磁耦合器在非正弦激励下损耗及温度精确计算的问题,同时为避免大量实验数据繁琐采集过程,利用瞬态电磁-热流场双向间接耦合方法,建立考虑绝缘引起的匝间距及温度对材料属性影响的三维电磁场仿真模型,而后将电磁损耗计算结果作为载荷耦合至热流场中并建立对应关系,实现对热点温度计算。仿真与实验结果表明,物理模型的热点温度与测量值最大误差为5.15%,仿真得出的温升分布规律能较准确地展示实际情况,验证了物理仿真模型的合理性,可为旋转式电磁耦合器的散热设计提供依据,在工程应用中具有一定指导意义。

关键词：无线电能传输旋转式电磁耦合器多物理场耦合温升特性电磁损耗

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抗偏移混合拓扑恒流无线充电系统研究

电力系统保护与控制 2024年第15期52卷 105-114页

作者：梁雨晴唐忠上海电力大学电气工程学院上海200090

针对电动汽车无线充电系统因偏移导致充电效率降低的实际问题,提出一种新型强抗偏移的恒流无线充电系统。首先,在磁耦合设计上,引入DDQD大解耦线圈有效减缓X、Y两方向偏移耦合系数衰减,通过与DDQ线圈的对比体现所提出的DDQD线圈在抗偏... 详细信息

针对电动汽车无线充电系统因偏移导致充电效率降低的实际问题,提出一种新型强抗偏移的恒流无线充电系统。首先,在磁耦合设计上,引入DDQD大解耦线圈有效减缓X、Y两方向偏移耦合系数衰减,通过与DDQ线圈的对比体现所提出的DDQD线圈在抗偏移方面的优越性。然后,在补偿拓扑设计上,通过DDQD线圈将随耦合系数呈不同变化趋势的LCC拓扑和LC拓扑进行串联,使输出功率变化平缓,进一步提高了系统的抗偏移能力,并且使系统具有恒流输出特性。最后,通过仿真实验验证了该方案的有效性,在磁耦合机构发生偏移时,减缓了无线充电系统的线圈耦合系数和传输效率的下降程度,具有一定的现实意义。

关键词：电动汽车无线电能传输恒流输出抗偏移串联混合型