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构网型直驱风力发电机组比例优化配置分析

电网技术 2025年第2期49卷 490-500,I0030,I0031页

作者：王奕宁向往张浩博贺永杰文劲宇强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

传统风电机组采用跟网型控制策略,难以主动支撑新型电力系统稳定运行,而基于构网型控制的风电机组具有弱电网稳定运行的能力。在未来风电场建设过程中,跟网型风机和构网型风机混合运行是兼具经济性与技术优势的方案。然而,如何确定风电... 详细信息

传统风电机组采用跟网型控制策略,难以主动支撑新型电力系统稳定运行,而基于构网型控制的风电机组具有弱电网稳定运行的能力。在未来风电场建设过程中,跟网型风机和构网型风机混合运行是兼具经济性与技术优势的方案。然而,如何确定风电场中构网型风机的比例,目前的相关研究还较少。对风电场并网系统进行了详细建模,定义了等效短路比来衡量风电场所接入电网的强度,探究了不同构网型风机比例下风电场所能稳定运行的临界等效短路比。此外,分析了无功-电压下垂控制、电网阻抗角和构网型风机位置分布等因素对构网型风机比例配置的影响机理。最后,利用电磁暂态模型和小信号模型对上述结论进行了仿真验证。

关键词：构网型控制小信号稳定性风电场构网型风机比例位置分布

基于二次反行波的新能源送出线路单端暂态量主保护新方案

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电力自动化设备 2025年

作者：翁汉琍刘胜福林湘宁吴宇奇三峡大学电气与新能源学院华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室

传统的单端工频量主保护在新能源送出线路中难以适用，单一边界保护判据无法可靠保护线路全长，行波距离保护在正向区外故障下存在误动风险。为此，提出了一种基于二次反行波的新能源送出线路单端暂态量主保护新方案，通过不同保护判据... 详细信息

传统的单端工频量主保护在新能源送出线路中难以适用，单一边界保护判据无法可靠保护线路全长，行波距离保护在正向区外故障下存在误动风险。为此，提出了一种基于二次反行波的新能源送出线路单端暂态量主保护新方案，通过不同保护判据间的优势互补，恢复并强化新能源交流送出线路单端主保护的动作性能。分析了故障行波的折反射特性及区内外故障反行波波过程。根据区内外故障时，首个同极性波与首个反极性波到达检测点的时刻之和的差异，提出了新的单端测距式行波保护判据，针对所提判据存在的故障判别死区及三相金属性短路故障失效的问题，通过引入边界保护判据及设计新的辅助判据进行互补，形成一种单端暂态量主保护新方案。在PSCAD平台搭建仿真模型，对所提保护判据及方案的有效性、灵敏性与可靠性进行了验证。

关键词：新能源线路边界保护行波距离保护行波极性单端暂态量保护继电保护

考虑风电爬坡限幅及频率安全约束的高比例风电电力系统多层级优化调度

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电力系统保护与控制 2025年第1期53卷 135-146页

作者：王佳旭苗世洪王廷涛姚福星谭昊宇陈池瑶华中科技大学电气与电子工程学院强电磁技术全国重点实验室湖北武汉430074

近年来,具有强不确定性、弱支撑能力的风电机组大规模并网,对新型电力系统的频率安全及稳定运行造成了严重冲击。为保障高比例风电电力系统安全、优质、经济运行,提出了一种考虑风电爬坡限幅与频率安全约束的电力系统多层级优化调度策... 详细信息

近年来,具有强不确定性、弱支撑能力的风电机组大规模并网,对新型电力系统的频率安全及稳定运行造成了严重冲击。为保障高比例风电电力系统安全、优质、经济运行,提出了一种考虑风电爬坡限幅与频率安全约束的电力系统多层级优化调度策略。首先,考虑风电预测误差与风电场并网要求,对相邻调度时段风电爬坡进行几何描述与特征分析。其次,提出日前-日内-实时多阶段风电场站-电力系统级联合调度架构,进一步建立考虑风电爬坡限幅约束的场站级优化调度模型与计及频率安全约束的系统级优化调度模型。最后,基于改进IEEE 39节点系统开展算例分析,验证了所提策略的有效性。

关键词：风电爬坡限幅约束频率安全约束优化调度储能电站高比例风电调频

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支持虚拟电厂提供灵活爬坡服务的云边协同市场模型

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上海交通大学学报 2025年第2期59卷 186-199,I0001页

作者：彭超逸陈文哲徐苏越李建设周华锋顾慧杰聂涌泉孙海顺中国南方电网电力调度控制中心广州510530 华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

虚拟电厂(VPP)拥有一定的负荷时移能力和功率调节能力,具备参与电力市场并提供灵活性爬坡服务(FRPs)的潜能,但受系统需求不确定影响,VPP难以进行准确的市场申报.因此,提出支持VPP参与电力市场并提供FRPs的云边协同市场架构,建立了对应... 详细信息

虚拟电厂(VPP)拥有一定的负荷时移能力和功率调节能力,具备参与电力市场并提供灵活性爬坡服务(FRPs)的潜能,但受系统需求不确定影响,VPP难以进行准确的市场申报.因此,提出支持VPP参与电力市场并提供FRPs的云边协同市场架构,建立了对应的分布式优化交易模型.市场出清过程由系统运营商和VPP协同交互完成,能够准确引导VPP优化用电曲线并提供灵活爬坡服务.分布式优化模型采用目标级联分析方法迭代求解,并引入启发式约束条件来提升算法的收敛性.最后,在“鸭形曲线”典型场景中验证了所提市场交易模型的有效性,算例结果表明所提模型能有效降低系统运营费用,同时提升可再生能源消纳.

关键词：虚拟电厂灵活性爬坡服务云边协同分布式优化

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桉木与煤掺混燃烧实验研究

华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 92-99页

作者：范泽伟桂其林李兵张世红华中科技大学能源与动力工程学院华中科技大学煤燃烧国家重点实验室宝钢湛江钢铁有限公司

针对燃煤耦合生物质混燃过程中所需要解决的系统性科学问题，选用典型生物质桉木作为原料与煤粉混燃．采用综合热分析仪、固定床反应系统和灰成分测试技术分别探究了桉木与煤混燃过程中的耦合燃烧特性、污染物排放特性及积灰结渣特性．... 详细信息

针对燃煤耦合生物质混燃过程中所需要解决的系统性科学问题，选用典型生物质桉木作为原料与煤粉混燃．采用综合热分析仪、固定床反应系统和灰成分测试技术分别探究了桉木与煤混燃过程中的耦合燃烧特性、污染物排放特性及积灰结渣特性．实验结果表明：随着桉木掺混比例的增加，着火温度、燃尽温度和活化能整体均有所降低．当桉木质量掺混比例为10%时，综合燃烧特性指数和综合燃烬特性指数分别上升了36.2%和13.55%；当桉木质量掺混比例为5%～15%时，污染物燃料型NO和SO2的总转化率降低最为明显；当桉木质量掺混比例达到30%时，熔融特征温度下降56～100℃．高温过程中桉木小颗粒熔融后会附着于煤灰和焦炭颗粒上，发生不完全燃烧及加剧颗粒附着现象，从而增加炉膛结渣风险，因此应控制桉木掺混比例在30%以下．

关键词：煤桉木燃烧特性污染物排放特性积灰结渣特性

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考虑频率安全及风能转移的风电场规划与运行

电力建设 2025年

作者：金楚李作红林勇刘若平魏繁荣广东电网有限责任公司电网规划研究中心强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学)

大规模风电持续并网显著影响大电网运行的频率安全性和经济性，为此，提出一种考虑系统频率安全及场间风能转移的风电场协同规划与运行方法。首先，考虑风电场场间出力相关性，构建场间风能转移模型。其次，基于风机综合惯性控制与减载... 详细信息

大规模风电持续并网显著影响大电网运行的频率安全性和经济性，为此，提出一种考虑系统频率安全及场间风能转移的风电场协同规划与运行方法。首先，考虑风电场场间出力相关性，构建场间风能转移模型。其次，基于风机综合惯性控制与减载运行策略，建立了风机参与调频的系统频率响应模型，并据此制定了系统频率最大偏差约束条件。进而，设计了考虑系统频率安全及场间风能转移的风电场协同规划与运行方法。基于IEEE 30节点系统算例分析表明，所提风电场规划方法能够提高风电场风能利用率，保证系统频率安全稳定。

关键词：风电场规划频率安全频率响应风电出力相关性场间风能转移

杯状纵磁触头结构参数对电弧特性影响实验研究

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高压电器 2025年第1期61卷 80-88页

作者：张宁周万迪陈立学袁召兰昕宇尤彭昊何俊磊全球能源互联网研究院有限公司北京102211 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学脉冲功率技术教育部重点实验室武汉430074

真空灭弧室触头的结构参数对其燃弧过程电弧特性具有重要的影响。通过设计两种实验平台进行实验研究,得到了触头开槽数、开距和铁磁结构对电弧特性的影响。实验结果表明:触头开槽对加快电弧扩散、改善开断能力具有重要影响:开槽数的增... 详细信息

真空灭弧室触头的结构参数对其燃弧过程电弧特性具有重要的影响。通过设计两种实验平台进行实验研究,得到了触头开槽数、开距和铁磁结构对电弧特性的影响。实验结果表明:触头开槽对加快电弧扩散、改善开断能力具有重要影响:开槽数的增加会使得电弧形态更加稳定,但同时过多的开槽数会使得纵向磁场强度幅值过大,不利于电弧快速扩散;开距对阴极斑点的运动有两种相反的影响,适当的开距可以改善电弧形态;添加铁磁材料可以使触头阴极斑点分布更加均匀,且能使触头边缘更稳定地燃烧,提高触头表面利用率。

关键词：触头结构铁磁材料电弧特性阴极斑点

磁场分选在废旧锂电池正负极材料回收中的应用

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储能科学与技术 2025年

作者：陈英健吴尚曹元成杜宝帅王振兴欧阳钟文汤舜华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室国网山东省电力公司电力科学研究院

随着电动汽车、移动通讯和储能行业的快速发展，废旧锂离子电池的数量逐年增加。这些废旧电池中的正负极材料含有Co、Li、石墨等高价值资源，其回收利用对于资源的再生和环境保护具有重要意义。传统的火法和湿法回收工艺尽管有效，但往... 详细信息

随着电动汽车、移动通讯和储能行业的快速发展，废旧锂离子电池的数量逐年增加。这些废旧电池中的正负极材料含有Co、Li、石墨等高价值资源，其回收利用对于资源的再生和环境保护具有重要意义。传统的火法和湿法回收工艺尽管有效，但往往存在能耗高、污染严重、回收流程长的问题。磁场分选技术作为一种绿色、高效的分离方法，通过利用材料间物理性质的差异来实现分离，常与其他回收工艺的融合使用，在废旧锂电池正负极材料回收中具有广阔的应用前景。本文综述了磁场分选技术在废旧锂电池回收中的应用现状，重点分析了近年来发展的高梯度磁选、涡流分选、湿式磁选等磁场分选方法在回收工艺中的基本原理和具体应用，并总结各技术在材料分离、金属杂质去除中的作用和效果。同时，本文也指出了当前磁场分离技术在大规模产业化应用中面临的挑战，如磁场强度不足、设备集成度不高、适应性差等问题，并对未来发展趋势进行了展望，推动废旧锂电池材料回收的绿色化、闭环化发展。

关键词：废旧锂电池正负极材料磁分选回收

磁场能量收集中整流桥输出特性与开路电压法最大功率点确定方法

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中国电机工程学报 2025年第4期45卷 1563-1574,I0028页

作者：赵宜栋彭晗肖洪飞刘沣仪孙寒燚强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

磁场能量收集是能源互联网中无线传感器供电的有效方法。磁场能量收集器(magnetic field energy harvester,MFEH)需要配合串联匹配电容、整流桥和DC-DC变换器以实现能量的最大功率提取与传输。然而,由MFEH与匹配电容和整流桥构成的高阶... 详细信息

磁场能量收集是能源互联网中无线传感器供电的有效方法。磁场能量收集器(magnetic field energy harvester,MFEH)需要配合串联匹配电容、整流桥和DC-DC变换器以实现能量的最大功率提取与传输。然而,由MFEH与匹配电容和整流桥构成的高阶非线性电路无法采用低阶简化模型对其输出特性展开分析。因匹配电容与等效电感谐振,整流桥的开路电压可能超过MFEH的交流开路电压峰值,不能简单地将MFEH的交流开路电压峰值视为整流桥的开路电压。为此,文中采用相量法和高斯-赛德尔迭代法建立高阶非线性整流桥的稳态最佳输出电压的精准模型;采用四阶-五阶龙格库塔自适应方法提取整流桥的暂态开路输出特性,实现非侵入式磁场能量收集的自供电的低功耗开路电压法最大功率跟踪方案。该研究可为磁场能量收集系统最大功率点的确定和开路电压法中参数的设定提供理论支撑。

关键词：磁场能量收集器整流桥开路电压法最大功率点跟踪稳态最佳输出电压开路暂态电压

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