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低频电压下含纤维素颗粒变压器油绝缘特性及影响因素

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电工技术学报 2024年第4期39卷 1198-1207页

作者：刘云鹏赵家莹刘贺晨赵涛尹子澳华北电力大学河北省绿色高效电工新材料与设备重点实验室保定071003 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

低频变压器是低频输电系统中的关键设备,低频电压下的绝缘特性对其设计及运行具有重要意义。该文为了研究低频电压下含纤维素颗粒的变压器油的绝缘特性,分别研究20、30、40、50 Hz四种频率交流电压下不同纤维素颗粒度(低、中、高)水平... 详细信息

低频变压器是低频输电系统中的关键设备,低频电压下的绝缘特性对其设计及运行具有重要意义。该文为了研究低频电压下含纤维素颗粒的变压器油的绝缘特性,分别研究20、30、40、50 Hz四种频率交流电压下不同纤维素颗粒度(低、中、高)水平的变压器油击穿特性。同时,通过仿真及试验分析不同频率下变压器油中纤维素颗粒运动及积聚过程。研究结果表明,交流电压频率对变压器油中纤维素颗粒的成桥特性及击穿电压具有显著影响。随着频率的降低,纤维素颗粒向电极移动速度变慢并难以黏附在电极表面,减缓了纤维素颗粒在电极表面的积聚过程及杂质小桥的形成速度。相同频率交流电压下,变压器油击穿电压均随颗粒物浓度的升高而降低;相同纤维素颗粒浓度下,变压器油击穿电压随着频率的降低而增大。研究结果为低频变压器的设计及运行维护提供了基础数据支撑。

关键词：变压器油交流电压低频输电纤维素颗粒运动

超临界回热燃煤发电系统热力循环的构建及分析

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中国科学：技术科学 2024年第2期54卷 236-246页

作者：孙恩慧李汇锋钱启琛纪洪福张磊徐进良华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室保定071003 华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

回热过程对朗肯循环热效率的提升起重要作用,但当前有关回热的研究仅局限在亚临界区域,并未对超临界区域进行深入的探索.本文提出超临界回热方式,构建了超临界回热循环,从效率角度探明了该回热过程的优势.以某二次再热燃煤发电系统为例... 详细信息

回热过程对朗肯循环热效率的提升起重要作用,但当前有关回热的研究仅局限在亚临界区域,并未对超临界区域进行深入的探索.本文提出超临界回热方式,构建了超临界回热循环,从效率角度探明了该回热过程的优势.以某二次再热燃煤发电系统为例,基于热力学第一、第二定律对其与BEST小机回热进行热力学理论计算与对比分析.结果表明,超临界回热可有效提高发电效率,在本文案例中,当主汽参数为32 MPa和610/625/622℃时,所提出的两种超临界回热过程可在发电效率47.57%基础上,分别提升0.96%与1.02%, BEST小机回热可使发电效率提升0.1%.同时发现BEST小机回热可有效降低循环回热过程的?损,超临界回热则可大幅降低锅炉?损,当两者耦合时,可以实现效率的进一步提升(48.7%和48.76%).本文提出的超临界回热过程是在亚临界区域回热的基础上突破瓶颈,进一步实现了在超临界区域的回热,是循环回热优化的进一步发展.

关键词：朗肯循环超临界回热 BEST小机发电效率 ?分析

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考虑透平背压影响的燃气轮机动态特性研究

中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3155-3164,I0018页

作者：何怡冲李永毅林育超张国强杨泽雨张磊华北电力大学能源动力与机械工程学院北京市昌平区102206 华北电力大学动力工程系河北省保定市071003

燃气透平的背压是决定燃气轮机性能的重要参数之一,对燃气轮机运行效率以及安全性都具有不可忽略的影响。该文采用模块化建模方法,结合燃气轮机的控制策略,基于仿真平台建立某重型燃气轮机的动态仿真模型,研究透平背压调控过程及负荷波... 详细信息

燃气透平的背压是决定燃气轮机性能的重要参数之一,对燃气轮机运行效率以及安全性都具有不可忽略的影响。该文采用模块化建模方法,结合燃气轮机的控制策略,基于仿真平台建立某重型燃气轮机的动态仿真模型,研究透平背压调控过程及负荷波动过程机组的动态特性。结果表明,建立的动态模型可以较为准确地模拟重型燃气轮机的动态特性。对不同输入信号的仿真结果进行对比分析,探究透平背压的不同变化趋势对燃气轮机动态特性的影响,包括背压降低时不同控制策略下燃气轮机透平进出口温度变化对机组的影响及不同控制策略面对扰动时各参数动态响应的差异。验证了透平背压调控对燃气轮机动态响应特性和变几何性能的优化作用,包括低背压下燃气轮机具有更快的响应速度及更高的级效率,透平背压调控能够确保机组在更大的负荷范围内透平进出口温度维持在目标值附近,可保证机组高效、稳定运行。

关键词：燃气轮机模块化建模动态模型透平背压响应特性

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 2024年

作者：刘欣李佳燏华北电力大学电力工程系

直流微电网包含众多换流器，结构复杂。为了简化直流微电网的稳定性分析，本文首先将系统分为各换流器和线路网络两个部分，结合换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... 详细信息

直流微电网包含众多换流器，结构复杂。为了简化直流微电网的稳定性分析，本文首先将系统分为各换流器和线路网络两个部分，结合换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换流器的灵敏度，最后根据灵敏度对不稳定贡献最大的换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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积灰性质对光伏组件输出性能影响研究

太阳能学报 2024年第1期45卷 11-19页

作者：陈宇翔崔凝李斌李庆哲马凯华北电力大学能源动力与机械工程学院保定071003

该文针对光伏电站现场的灰成分,进行不同粒径和不同成分积灰对光伏组件输出性能影响实验,基于实验数据建立积灰密度、太阳辐照度与光伏组件输出功率以及工作电流的拟合模型。实验结果表明,光伏组件开路电压和最佳工作电压受积灰性质波... 详细信息

该文针对光伏电站现场的灰成分,进行不同粒径和不同成分积灰对光伏组件输出性能影响实验,基于实验数据建立积灰密度、太阳辐照度与光伏组件输出功率以及工作电流的拟合模型。实验结果表明,光伏组件开路电压和最佳工作电压受积灰性质波动较小,光伏组件最佳工作电流受积灰性质影响较大,光伏组件最大输出功率衰减主要是受到光伏组件最佳工作电流降低的影响,积灰粒径分布对光伏组件最大输出功率和最佳工作电流的影响远大于积灰成分的影响。

关键词：光伏组件输出功率积灰性质工作电流

特高压交流输电线路附近钢架平台处人体与晾衣架感应电特性研究

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电工技术学报 2024年

作者：何旺龄汤荣刘云鹏闫博虎张胤禄华北电力大学电力工程系

特高压交流输电线路附近钢架平台处人体接触晾衣架等金属物可能会发生暂态电击，造成居民不悦感与惊吓，因此研究上述场景下的感应电特性至关重要。该文利用有限元方法建立1 000 kV线路模型，计算了晾衣架和人体的感应电压，然后基于Mat... 详细信息

特高压交流输电线路附近钢架平台处人体接触晾衣架等金属物可能会发生暂态电击，造成居民不悦感与惊吓，因此研究上述场景下的感应电特性至关重要。该文利用有限元方法建立1 000 kV线路模型，计算了晾衣架和人体的感应电压，然后基于Matlab建立了暂态电击模型，计算了发生电击时的电击电流。结果表明：平台处人体与晾衣架的感应电压与所处位置有关，高度越高，感应电压越高，暂态电击电流也越大；人体是否绝缘对感应电压和暂态电流大小影响较大。最后，该文在1 000 kV特高压交流线路下方附近区域搭建了钢架平台，对人体与平台上晾衣架间的暂态电击特性进行实际测量，获得了电击发生时的暂态电流特征。通过对比可知，实验结果与仿真结果基本保持一致，验证了模型的有效性。

关键词：输电线路感应电钢架平台暂态电击

计及界面电荷和极性效应的油纸复合绝缘非线性电路等效模型

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3422-3432页

作者：黄猛李怡然吴延宇陈良炯齐波新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

换流变压器是特高压直流输电工程中的关键设备,换流变压器油纸复合绝缘的界面处在直流电压下易积聚电荷,诱发局部放电甚至击穿。当前对于界面电荷的积聚分布,多采用传统的阻容模型进行计算,存在较大的误差。该文提出一种简易的非线性电... 详细信息

换流变压器是特高压直流输电工程中的关键设备,换流变压器油纸复合绝缘的界面处在直流电压下易积聚电荷,诱发局部放电甚至击穿。当前对于界面电荷的积聚分布,多采用传统的阻容模型进行计算,存在较大的误差。该文提出一种简易的非线性电路等效模型,首先,分别测量变压器油和油浸纸板的电容、电阻参数与极化电流,获得油纸的拓展Debye模型;其次,在拓展Debye模型的基础上,将变压器油和油浸纸板的恒定电阻模型改为随电场变化的非线性模型,并加入反映极性效应的界面势垒限制电流源,以此建立等效模型;最后,将电路等效模型仿真结果与实际测量结果进行对比。结果表明,与实际测量结果相比,该等效模型具有良好的适用性。该文模型为油纸绝缘的电场分布、界面电荷积聚量的计算提供了一种准确度较高的简便方法。

关键词：油纸绝缘界面电荷界面极化拓展Debye模型电路等效模型

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“光火储”一体化发电系统的季节适应性分析

太阳能学报 2024年第2期45卷 300-308页

作者：张金宏杨建蒙李斌冯天逸王雨萌华北电力大学能源动力与机械工程学院保定071003

为探索基于压缩空气储能的“光火储”一体化发电系统的季节适应性,选取一年内4个典型日分别代表春夏秋冬4个季节,研究季节特性对一体化发电系统5种运行模式的影响。结果表明:季节变化时,一体化发电系统性能变化较大,其中模式2、3性能受... 详细信息

为探索基于压缩空气储能的“光火储”一体化发电系统的季节适应性,选取一年内4个典型日分别代表春夏秋冬4个季节,研究季节特性对一体化发电系统5种运行模式的影响。结果表明:季节变化时,一体化发电系统性能变化较大,其中模式2、3性能受季节变化影响最大,模式4不受季节影响但性能较差,模式5季节适应性最好。此外,一体化发电系统可依据实际运行条件灵活选择运行模式,避免能源浪费。

关键词：太阳能储热压缩空气储能调峰性能节能减排

面向海上风电仿真的永磁同步发电机电磁暂态等效建模方法

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2400-2411页

作者：刘逸凡邹明王焱冯谟可许建中贾秀芳赵成勇新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

海上风电的建模与仿真是构建新能源为主体的新型电力系统的关键支撑技术。永磁同步发电机(PMSG)作为直驱或半直驱机型的核心元件,现有模型存在一定的局限性:商业软件提供的灰箱模型无法得知建模原理,开放程度不够,限制了风电机组应用高... 详细信息

海上风电的建模与仿真是构建新能源为主体的新型电力系统的关键支撑技术。永磁同步发电机(PMSG)作为直驱或半直驱机型的核心元件,现有模型存在一定的局限性:商业软件提供的灰箱模型无法得知建模原理,开放程度不够,限制了风电机组应用高效电磁暂态建模算法与并行加速算法;目前常用的PMSG建模方法无法生成接口与外电路连接;PMSG是同步发电机的一种,而同步发电机有不同阶数的数学模型,现有模型不便更改。针对上述问题,该文提出阶数可选的PMSG电磁暂态等效建模方法。首先对发电机电压、磁链方程进行离散化;然后通过单步长延时消除代数环,重构PMSG模型,推导得到其诺顿等效电路并构建模型整体仿真框架;最后,在RTDS仿真平台中进行仿真分析。结果表明四阶、二阶模型在场站级仿真具有适用性,而六阶模型实现了对基准模型的多工况高度拟合,平均相对误差小于4%,能够同时满足场站级与机组内部各仿真需求。

关键词：海上风电直驱或半直驱机型永磁同步发电机等效建模阶数可选模型