检索结果-南通市图书馆

提高LCC-HVDC在弱交流系统下的稳定性和动态性能的控制参数优化方法

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电工技术学报 2023年第7期38卷 1751-1764,1779页

作者：郭春义吕乃航张加卿新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)系统在逆变侧连接弱交流系统时可能出现小信号失稳以及动态性能恶化的问题,需要同时关注系统的稳定性和动态性能。而现有的控制参数优化方法所用的目标函数往往仅描述系统的稳定性或动态性能,而... 详细信息

基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)系统在逆变侧连接弱交流系统时可能出现小信号失稳以及动态性能恶化的问题,需要同时关注系统的稳定性和动态性能。而现有的控制参数优化方法所用的目标函数往往仅描述系统的稳定性或动态性能,而不能同时兼顾。针对这一问题,该文提出一种利用能够同时衡量系统稳定性和动态性能的能量衰减指标作为目标函数的LCC-HVDC控制参数优化方法。首先,建立LCC-HVDC系统的小信号模型,通过根轨迹和灵敏度分析辨识影响系统稳定性的关键控制参数;然后,通过能量衰减指标计算适用于不同工况的优化可行域,在可行域内以能量衰减指标为目标函数用蒙特卡洛算法对关键控制参数进行优化;最后,通过不同运行点下的测试,证明经过参数优化的LCC-HVDC在弱交流系统下的稳定性和动态性能有明显提升,优化后的控制参数适用于传输功率不同的工况,证明了优化方法的有效性和适用性。

关键词：电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC) 弱交流系统能量衰减指标控制参数优化

基于需求侧用户响应分析的电-气-热综合能源系统低碳经济调度

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太阳能学报 2023年第5期44卷 97-105页

作者：李虹林兰心赵小军华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室保定071003

在低碳经济的背景下,为充分发挥供需双侧的互动潜力,提出一种考虑综合需求响应(IDR)和碳交易的电-气-热综合能源系统(EGH-IES)双层低碳经济调度模型。首先,提出考虑多能负荷自身特性、耦合特性和反弹效应的IDR模型和用户权衡经济效益、... 详细信息

在低碳经济的背景下,为充分发挥供需双侧的互动潜力,提出一种考虑综合需求响应(IDR)和碳交易的电-气-热综合能源系统(EGH-IES)双层低碳经济调度模型。首先,提出考虑多能负荷自身特性、耦合特性和反弹效应的IDR模型和用户权衡经济效益、响应方式和用能偏好的综合效益模型。基于此,建立上层模型为引入奖惩阶梯型碳交易机制的EGHIES低碳经济调度,下层模型为IDR策略的双层优化调度模型。然后,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件、对偶定理和线性化方法将双层模型转换为混合整数线性规划问题进行求解。最后,算例分析表明,综合考虑碳交易和多元负荷特性能促进供需双侧的联合优化,充分发挥EGH-IES的经济低碳性。

关键词：风电优化数学模型需求侧管理电-气-热综合能源系统碳交易机制负荷特性

基于特征频带暂态无功功率的配电网故障选线新方法

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电力系统保护与控制 2023年第1期51卷 1-11页

作者：张玉玺王增平李振钊徐潜新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

为解决小电流接地系统在相电压过零点附近特征频带选取结果不准确、保护装置采样不同步等问题,详细分析了零模网络下配电线路的相频特性,并据此提出一种基于特征频带暂态无功功率相关性检测的选线新方法。首先,对各出线暂态零模电流与... 详细信息

为解决小电流接地系统在相电压过零点附近特征频带选取结果不准确、保护装置采样不同步等问题,详细分析了零模网络下配电线路的相频特性,并据此提出一种基于特征频带暂态无功功率相关性检测的选线新方法。首先,对各出线暂态零模电流与母线差分零模电压进行交叉小波变换,将二者相关性较强且相位差稳定的区域作为故障选线的时频窗。然后,利用时频窗内暂态电压电流信号的幅值与相位信息计算得到暂态无功功率。最后,根据特征频带内故障线路暂态无功功率与非故障线路暂态无功功率流向相反的特点,利用互相关函数算法对各出线暂态无功功率的相关性进行检测,确定故障线路。理论分析和仿真结果表明,所提方法不受故障初始角、同步误差、噪声干扰等因素的影响,对高阻以及弧光接地具有较强的适应性,且适用于分布式电源接入的配电网单相接地故障选线。

关键词：小电流接地系统故障选线特征频带暂态无功功率互相关函数

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光储发电系统的虚拟轴系耦合与同步控制

高电压技术 2023年第1期49卷 342-352页

作者：张祥宇王志伟付媛华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室保定071003

储能装置可利用虚拟惯量控制技术为系统提供动态稳定支撑,但其与同步发电机组间的耦合关系仍需讨论。为了提高暂态能量传递效率,改善其同步并网友好性,首先建立光储发电系统的VSG模型,分析静止储能与旋转动能间的能量转化关系,阐述混合... 详细信息

储能装置可利用虚拟惯量控制技术为系统提供动态稳定支撑,但其与同步发电机组间的耦合关系仍需讨论。为了提高暂态能量传递效率,改善其同步并网友好性,首先建立光储发电系统的VSG模型,分析静止储能与旋转动能间的能量转化关系,阐述混合储能的虚拟惯量定义。其次,通过分析虚拟同步控制下的光储发电系统的功率传递,建立其与同步机间的虚拟轴系耦合关系,并利用哈密顿能量函数,获得提升光储发电系统暂态能量传递效率的必要条件,进而改进VSG控制策略。最后,搭建含光伏高渗透区域电网仿真系统进行验证。结果表明:所提控制同时具备频率支撑和抑制功率振荡功能,可显著提升光储系统的并网友好性。

关键词：混合储能虚拟惯量频率稳定功率振荡虚拟轴系耦合能量传递

考虑风电场量测相关性的双馈风力发电机鲁棒动态状态估计

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电工技术学报 2023年第3期38卷 726-740页

作者：朱茂林刘灏毕天姝新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

基于相量测量单元(PMU)的风力发电机动态状态估计能够为风电场能量管理系统提供实时可靠的数据基础。然而,目前多数风电场不具备为每台风机都安装PMU的量测条件,且动态状态估计易受不良数据及扰动的影响。针对上述问题,提出一种考虑风... 详细信息

基于相量测量单元(PMU)的风力发电机动态状态估计能够为风电场能量管理系统提供实时可靠的数据基础。然而,目前多数风电场不具备为每台风机都安装PMU的量测条件,且动态状态估计易受不良数据及扰动的影响。针对上述问题,提出一种考虑风电场量测相关性的双馈风机鲁棒动态状态估计方法。在用最少数量的PMU实现风电场所有节点可观的基础上,提出基于PMU量测空间相关性和风机动态模型时间相关性的冗余量测集构造方法,进而利用加权最小绝对值鲁棒估计得到所有风机的机端电气量,并滤除不良数据。考虑到扰动时状态预报值不准确,提出了基于过程噪声尺度因子的鲁棒滤波方法,在扰动时降低不准确预报值的权重。仿真表明,所提方法对量测配置要求低,并能准确估计风电场内单台风机的动态状态。

关键词：双馈风机动态状态估计量测相关性最小绝对值估计鲁棒容积卡尔曼滤波

超大型风电机组叶片颤振分析及参数灵敏度研究

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太阳能学报 2023年第9期44卷 295-301页

作者：李贝田德唐世泽陶立壮吴晓璇刘枫新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

以IEA 15 MW参考风电机组为研究对象,基于修正的极坐标网格叶素动量理论与Timoshenko梁模型,建立叶片气弹耦合分析模型,综合时域和频域方法,分析超大型风电机组叶片失控状态下的气弹稳定性。结果表明,叶片发生颤振失稳,临界颤振速度为13... 详细信息

以IEA 15 MW参考风电机组为研究对象,基于修正的极坐标网格叶素动量理论与Timoshenko梁模型,建立叶片气弹耦合分析模型,综合时域和频域方法,分析超大型风电机组叶片失控状态下的气弹稳定性。结果表明,叶片发生颤振失稳,临界颤振速度为13.06 r/min,颤振频率为3.68 Hz,颤振模态主导振型为三阶向前挥舞模态伴随一阶向前扭转模态。此外,定量分析临界颤振速度对于空气密度、叶片质量、截面重心、挥舞刚度和扭转刚度变化的灵敏度。分析表明,扭转刚度是影响临界颤振速度的主导因素,通过减少叶片质量和前移截面重心,增大挥舞刚度和扭转刚度,可提高颤振裕度。采用高空气密度的设计条件,可获得更保守的设计额定转速。

关键词：风电机组气动弹性颤振模态分析灵敏度分析

计及多重热惯性特征的区域综合能源系统可靠性评估

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电工技术学报 2023年第12期38卷 3289-3305页

作者：张帅刘文霞张艺伟吴瀚清万海洋新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

为提高区域综合能源系统可靠性评估的精度与效率,并从可靠性角度分析多能互补机理并量化对可靠性影响,该文提出一种考虑多能互补与多重热惯性的区域综合能源系统序贯模拟可靠性评估方法。首先,构建热电联产机组典型结构,分析热电联产机... 详细信息

为提高区域综合能源系统可靠性评估的精度与效率,并从可靠性角度分析多能互补机理并量化对可靠性影响,该文提出一种考虑多能互补与多重热惯性的区域综合能源系统序贯模拟可靠性评估方法。首先,构建热电联产机组典型结构,分析热电联产机组正常运行、降电供热、降额供电及系统停运等运行状态,基于马尔科夫链建立热电联产机组的四状态可靠性模型;然后,分析热源起动惯性、热网传输惯性及建筑热惯性对系统可靠性的影响,基于差异化能流建模思想提出稳态的运行优化模型与考虑多重热惯性的动态最优切负荷模型,分别以运行经济性和等效失负荷量为目标建立优化模型;最后,计及用户舒适度特性对热网失负荷指标进行修正,采用序贯蒙特卡洛模拟实现对区域综合能源系统的可靠性评估。仿真验证了该方法的有效性,并深入分析了热电联产机组四状态可靠性模型、多能互补及热惯性对系统可靠性的影响,通过对比其他算法,以及采用更大系统验证所提方法的有效性,为系统规划设计提供参考。

关键词：区域综合能源系统可靠性评估热惯性可靠性建模序贯蒙特卡洛模拟

基于超级电容储能的大容量直驱风电机组低电压穿越策略

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电力系统保护与控制 2023年第18期51卷 106-116页

作者：杨玉坤许建中新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)可用作大容量风电机组的换流器,其具有良好前景,但需要解决风电机组低电压故障时易脱网运行的问题。鉴于此,提出了一种基于超级电容储能的低电压穿越策略。考虑超级电容的利用效... 详细信息

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)可用作大容量风电机组的换流器,其具有良好前景,但需要解决风电机组低电压故障时易脱网运行的问题。鉴于此,提出了一种基于超级电容储能的低电压穿越策略。考虑超级电容的利用效率和变流器的约束条件,通过DC-DC变换器对超级电容的储能模式进行控制,实现故障期间机、网侧的功率平衡,以稳定直流侧母线电压。按照海上风电场规定,确定了故障期间网侧MMC有功无功电流分配原则,向电网提供动态无功以帮助恢复电网电压。仿真结果表明,当并网点发生故障时,所提策略不仅能较好地稳定直流母线电压,保障了MMC功率器件安全运行,还可以补偿无功以改善电网电压,提高了大容量直驱风电机组的故障穿越能力和运行稳定性。

关键词： MMC 低电压穿越超级电容储能子模块过电压无功补偿

分布式储能型MMC电池荷电状态均衡优化控制策略

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电力自动化设备 2023年第7期43卷 44-50页

作者：汪晋安许建中华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

为提高电池的能量利用率和解决电池因制造工艺、循环充放电次数不同以及老化程度不一致等因素导致的荷电状态(SOC)极度不均衡问题,提出一种兼顾电流波动抑制的分布式储能型模块化多电平换流器的电池SOC均衡优化控制策略。为准确控制充... 详细信息

为提高电池的能量利用率和解决电池因制造工艺、循环充放电次数不同以及老化程度不一致等因素导致的荷电状态(SOC)极度不均衡问题,提出一种兼顾电流波动抑制的分布式储能型模块化多电平换流器的电池SOC均衡优化控制策略。为准确控制充放电功率,采用双环控制:外环针对相间、桥臂间和子模块间电池SOC差异,建立离散时域预测功率模型,通过负反馈控制生成动态电流参考值;内环设计了模型预测优化控制策略,准确追踪动态电流参考值,实现电池SOC均衡、提高电池能量利用率,并提高系统的动态响应能力以及抑制电池电流纹波,延长电池使用寿命。最后通过在PSCAD/EMTDC中构建仿真模型对所提出的控制器性能进行验证。

关键词：分布式储能型模块化多电平换流器荷电状态预测功率模型连续控制集模型预测控制电池电流波动抑制优化