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计及风电、调相机支撑特性的频率安全约束分布鲁棒机组组合调度方法

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电工技术学报 2025年第1期40卷 80-95页

作者：江一航赵书强王慧汪盈杉新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

能源转型过程中,电力系统频率安全问题日益突出,现有调度方法难以兼顾频率安全性与风电消纳要求。为此,提出一种计及风电、调相机支撑特性的频率安全约束分布鲁棒机组组合调度方法。首先,基于惯性控制及功率备用控制机理,提出一种适用... 详细信息

能源转型过程中,电力系统频率安全问题日益突出,现有调度方法难以兼顾频率安全性与风电消纳要求。为此,提出一种计及风电、调相机支撑特性的频率安全约束分布鲁棒机组组合调度方法。首先,基于惯性控制及功率备用控制机理,提出一种适用于调度模型的全风况风电频率支撑特性建模方法;然后,对同步调相机及具备调相工况转换能力的改造火电机组频率支撑特性进行分析与建模,并将其统一纳入系统频率响应模型,通过时频域交替求解提取频率动态过程安全约束集,提出一种改进的分段线性化方法对非线性项进行线性转换;最后,基于数据驱动分布鲁棒优化对风电不确定性进行建模,构建嵌入频率安全约束集的两阶段分布鲁棒机组组合模型,以改进的列和约束生成算法对模型进行求解。算例分析结果表明,调相机的有功替代效应对于减小系统弃风、提升系统旋转惯量水平具有积极作用,在调度框架中考虑风电、调相机支撑特性能够在兼顾系统频率安全的同时提升经济性。

关键词：风电频率支撑同步调相机机组组合频率安全分布鲁棒优化

水电机组调相运行与新能源发电协同优化技术研究

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电力系统保护与控制 2025年第3期53卷 108-119页

作者：齐郑吉苏朋华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

新能源直流外送系统发生直流闭锁后会产生暂态过电压,严重限制了系统内新能源机组的出力。针对这一问题,分析了新能源直流外送系统发生直流闭锁后产生暂态过电压的机理及其对新能源消纳的影响,提出了水电机组调相运行与新能源发电协同... 详细信息

新能源直流外送系统发生直流闭锁后会产生暂态过电压,严重限制了系统内新能源机组的出力。针对这一问题,分析了新能源直流外送系统发生直流闭锁后产生暂态过电压的机理及其对新能源消纳的影响,提出了水电机组调相运行与新能源发电协同优化技术。以系统运行经济性最优为优化目标,考虑暂态过电压等约束,建立了水电机组调相运行与新能源发电协同优化模型。利用改进粒子群算法进行寻优,得到水电机组和新能源机组的优化运行方案。根据某地区实际电网搭建仿真算例,仿真计算结果表明所提模型及方法不仅能促进新能源的消纳,而且能有效抑制新能源直流外送系统的暂态过电压,使系统运行的经济性、安全性得到显著提升。

关键词：水电机组暂态过电压新能源直流外送粒子群算法

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基于切换调制策略的ANPC三电平逆变器开路故障诊断方法研究

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电力系统保护与控制 2025年第2期53卷 27-37页

作者：陈怡薇徐永海袁敞宋昕一孙曙光华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

由于开关器件故障是有源中性点箝位(active neutral point clamped,ANPC)三电平逆变器故障的主要类型,快速定位故障器件对提升ANPC三电平逆变器的可靠性具有重要意义。针对ANPC三电平逆变器开关器件开路故障,从传播路径的角度分析了不... 详细信息

由于开关器件故障是有源中性点箝位(active neutral point clamped,ANPC)三电平逆变器故障的主要类型,快速定位故障器件对提升ANPC三电平逆变器的可靠性具有重要意义。针对ANPC三电平逆变器开关器件开路故障,从传播路径的角度分析了不同调制算法下开关器件故障对输出电流的影响以及输出电流与负载侧电压的相位差对故障电流波形的影响。以三相输出电流作为故障特征量,提出一种基于切换调制策略的ANPC三电平逆变器开路故障诊断方法。首先采用电流平均值法先对故障开关器件的大致范围进行判定,然后切换调制策略以实现故障器件的精确定位。最后,通过仿真与实验验证了该方法可以在1个基波周期内实现故障定位,具有检测速度快、抗干扰能力强的优点,且无需额外增加用于故障检测的传感器。

关键词： ANPC三电平逆变器切换调制策略开路故障故障诊断

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直流微网系统小干扰稳定性分析及有源阻尼控制

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电网技术 2025年第1期49卷 323-332,I0101-I0102页

作者：刘欣李佳燏华北电力大学电力工程系河北省保定市071003

直流微电网包含众多变流器,结构复杂。为了简化直流微电网的稳定性分析,该文首先将系统分为各变流器和线路网络两个部分,结合变流器的端口阻抗和线路网络的节点导纳矩阵建立了直流微电网的开环传递函数矩阵,然后基于此开环传递函数矩阵... 详细信息

直流微电网包含众多变流器,结构复杂。为了简化直流微电网的稳定性分析,该文首先将系统分为各变流器和线路网络两个部分,结合变流器的端口阻抗和线路网络的节点导纳矩阵建立了直流微电网的开环传递函数矩阵,然后基于此开环传递函数矩阵,使用特征值法分析了系统稳定性关于不同变流器的灵敏度,最后根据灵敏度对不稳定贡献最大的变流器进行附加有源阻尼以增强系统阻尼,提升系统稳定性。结合Matlab/Simulink仿真算例,验证了稳定性分析方法及控制策略的有效性。

关键词：直流微电网稳定性分析灵敏度分析有源阻尼方法恒功率负荷

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实复域多尺度多层次融合的复合故障定位方法

电子测量技术 2025年

作者：宋佳宇高雪莲陈哲煊华北电力大学

针对模拟电路多故障并发的定位问题，提出了一种实复域相结合的定位算法。在实数域利用空间和通道注意力机制的不同操作，在控制网络深度和参数数量的同时获取完整数据特征；在复数域利用复数卷积神经网络跨越层级产生的差异，通过跳跃... 详细信息

针对模拟电路多故障并发的定位问题，提出了一种实复域相结合的定位算法。在实数域利用空间和通道注意力机制的不同操作，在控制网络深度和参数数量的同时获取完整数据特征；在复数域利用复数卷积神经网络跨越层级产生的差异，通过跳跃联接构建深浅层特征融合结构，保留了易丢失的浅层信息并将其与深层信息融合后得到复数域特征。将实复域特征融合用于模拟电路复合故障定位研究，定位平均准确率均在85%以上，最高准确率达到100%。该方法具有较强的稳定性和鲁棒性，为模拟电路复合故障定位研究提供了可行性方案。

关键词：复合故障定位注意力机制复数卷积特征融合

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冲击载荷下圆柱形锂离子电池的动态响应预测

爆炸与冲击 2025年第2期45卷 159-170页

作者：黄子轩张新春顾丽蓉安利强饶理想张玮琦华北电力大学机械工程系河北保定071003 华北电力大学河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室河北保定071003

为提高径向冲击载荷下圆柱形锂离子电池的安全性,基于膜力因子法研究了大变形下电池的动态响应特性。将电池首先简化为包括内芯和外壳的夹层梁结构,根据抗拉屈服强度建立了电池横截面的塑性屈服准则和膜力因子,进一步将膜力因子引入运... 详细信息

为提高径向冲击载荷下圆柱形锂离子电池的安全性,基于膜力因子法研究了大变形下电池的动态响应特性。将电池首先简化为包括内芯和外壳的夹层梁结构,根据抗拉屈服强度建立了电池横截面的塑性屈服准则和膜力因子,进一步将膜力因子引入运动方程实现了大变形下动态响应的求解。此外,基于拉压试验测定了电池构件的力学性能,进一步建立了电池整体有限元模型。研究表明:电池位移响应和速度响应的理论结果和有限元结果具有一致性;冲击载荷下电池初始速度越高,轴力效应对动态响应的影响越大;电池最大挠度随初始速度近似线性增加,且实际的响应时间具有饱和性;电池最大挠度随内芯和外壳屈服强度之比的减小而增大,电池外壳越薄,屈服强度的影响越显著;电池最大挠度随外壳厚度的增大而减小,屈服强度比越大,外壳厚度的影响越显著。

关键词：锂离子电池动态响应大变形冲击载荷膜力因子法

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考虑能量转换装置可变效率的综合能源系统多目标优化调度

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电力系统保护与控制 2025年第1期53卷 71-83页

作者：姜延卓高冲刘艳云张真理叶荣江李万彬谢庆华北电力大学电力工程系河北保定071003 华北电力大学经济管理系河北保定071003 国网山东省电力公司德州供电公司山东德州253075

为了全面考虑综合能源系统的运行性能,提出一种计及能量转换装置可变效率的综合能源系统多目标优化运行方法。首先,对具有可变效率的能量转换设备运行特性曲线进行分段线性化处理。其次,建立以经济成本、碳排放量和综合能源利用效率为... 详细信息

为了全面考虑综合能源系统的运行性能,提出一种计及能量转换装置可变效率的综合能源系统多目标优化运行方法。首先,对具有可变效率的能量转换设备运行特性曲线进行分段线性化处理。其次,建立以经济成本、碳排放量和综合能源利用效率为优化对象的多目标优化调度模型,并通过Charnes-Cooper变换解决综合能源利用效率目标的非凸非线性问题。最后,在求解该多目标模型时,运用规格化法平面约束法生成均匀分布的帕累托前沿,再采用改进熵权双基点法决策出折衷最优解。对修改的IEEE 33节点电网和8节点热网耦合的综合能源系统进行仿真分析。结果表明:优化后的模型和算法可以得到兼顾综合能源系统经济性、低碳性及高效性的优化运行方案,为决策者提供科学的决策参考。

关键词：综合能源系统多目标优化可变效率规格化法平面约束法改进熵权双基点法

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计及构网型储能电站的新能源基地无功协调优化控制

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电力系统自动化 2025年第1期49卷 59-68页

作者：林俐马笑寒丁文敏华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206

与传统火电主导的系统相比,缺乏同步电源支撑的新能源基地呈现低抗扰性和弱支撑性,采用构网型储能电站(GFMS)是一种有效的解决方案。文中首先对GFMS控制原理进行分析,确定了稳态及动态条件下GFMS的功率调节范围,并建立了GFMS运行模型。... 详细信息

与传统火电主导的系统相比,缺乏同步电源支撑的新能源基地呈现低抗扰性和弱支撑性,采用构网型储能电站(GFMS)是一种有效的解决方案。文中首先对GFMS控制原理进行分析,确定了稳态及动态条件下GFMS的功率调节范围,并建立了GFMS运行模型。然后,提出了考虑GFMS辅助治理的无功协调优化控制策略,以适应无功协调优化及实时电压支撑需求。在无功协调优化阶段,以经济性最优和动态无功预留容量最大为目标,对无功源进行日前-日内集中优化;在实时电压支撑阶段,提出了一种基于并网点电压支撑需求的GFMS电压控制策略。选取中国西北地区某缺乏同步电源支撑的新能源基地为算例进行仿真,验证所提策略的有效性。结果表明,所提无功协调优化控制策略有效提高了新能源基地安全稳定水平,充分发挥了GFMS的作用。

关键词：构网型储能电站新能源基地电压稳定无功优化电压支撑

掺氨对乙烯氧化过程中多环芳烃生成影响的分子动力学模拟

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中国电机工程学报 2025年第2期45卷 461-468,I0005页

作者：廉钰坤王春波洪迪昆华北电力大学动力工程系河北省保定市071003

作为可再生能源的储能载体,氨与碳氢燃料掺混燃烧可实现大规模二氧化碳(CO_(2))减排。该文以多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAH)重要前驱体乙烯为对象,采用反应分子动力学模拟方法研究掺氨对乙烯氧化过程中PAH生成的影响... 详细信息

作为可再生能源的储能载体,氨与碳氢燃料掺混燃烧可实现大规模二氧化碳(CO_(2))减排。该文以多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAH)重要前驱体乙烯为对象,采用反应分子动力学模拟方法研究掺氨对乙烯氧化过程中PAH生成的影响。结果表明,PAH的生成呈阶段特征,包括PAH的形成、生长和聚集成核过程。掺氨基本不影响PAH前驱体(C_(1)-C_(5)碳氢化合物)的生成和消耗,因此对PAH形成阶段的影响较小。掺氨导致含氮PAH分子的分解反应增强,进而抑制了PAH的生长,但掺氨基本不影响PAH的芳环结构分布。掺氨引入的N原子导致PAH分子间通过二维边界相互连接聚合的次数减少,但通过三维堆积产生的平行层结构增加,从而降低了PAH的稳定性。可知,掺氨抑制PAH生长的原因是PAH生长速度减慢以及PAH聚合的稳定性降低。

关键词：多环芳烃乙烯氧化氨反应分子动力学