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一种基于圆周运动轨迹方程的电力系统基波频率测量方法

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电网技术 2024年第7期48卷 2919-2927页

作者：许苏迪袁宇波王晨清郑明忠高磊国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103

随着新能源的大规模接入,系统惯量降低,电力系统的频率波动变得剧烈,增加了频率准确测量的难度,而频率的测量精度直接关系着电力系统各类基于频率控制应用的有效性。因此,该文从圆周运动角度,提出了一种新颖的频率精确测量方法。该方法... 详细信息

随着新能源的大规模接入,系统惯量降低,电力系统的频率波动变得剧烈,增加了频率准确测量的难度,而频率的测量精度直接关系着电力系统各类基于频率控制应用的有效性。因此,该文从圆周运动角度,提出了一种新颖的频率精确测量方法。该方法建立了电力系统电压信号正弦变化的旋转相量圆周运动表征模型,基于匀速圆周运动和变速圆周运动的轨迹运动方程,推导了旋转相量及其导数与系统频率之间的函数关系;利用二次多项式拟合电压信号动态变化的幅值和相角,提出了基于最小二乘法的旋转相量及其导数求解方法,进一步,提出了基于频率网格化的迭代优化方法,消除了频率偏移对算法的影响。仿真和硬件测试表明,所提算法在频率偏移、线性和非线性变化条件下均能准确地测量基波频率。

关键词：频率测量旋转相量圆周运动最小二乘法

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基于ARM架构柔性直流控制保护系统的低链路延时优化设计

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电力自动化设备 2024年第4期44卷 218-224页

作者：黄如海董云龙张进仲浩邹铁锐齐慧文南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102 国家电网有限公司特高压事业部北京100031 国网经济技术研究院有限公司北京102209 国网山西省电力公司经济技术研究院山西太原030021

基于进阶精简指令集机器(ARM)架构多核处理器芯片设计了柔性直流控制保护系统新一代平台,提出适用于柔性直流输电的4层控制系统通用架构,给出新平台控制保护主机配置方案及功能配置原则。建立换流器高频阻抗简化模型,推导得到负阻尼频... 详细信息

基于进阶精简指令集机器(ARM)架构多核处理器芯片设计了柔性直流控制保护系统新一代平台,提出适用于柔性直流输电的4层控制系统通用架构,给出新平台控制保护主机配置方案及功能配置原则。建立换流器高频阻抗简化模型,推导得到负阻尼频率与控制链路延时的数学关系。分析柔性直流控制系统的链路延时构成,提出一种链路复用的在线延时测试方法;基于多核架构与高速接口,研究控制系统的低延时优化方案。最后,在基于实际工程参数的实时仿真系统中,对ARM架构新平台开展了功能和性能测试,并验证了低延时优化方案的有效性。

关键词：柔性直流输电继电保护控制保护 ARM架构控制链路延时高频阻抗负阻尼

基于激光多普勒测振的气体绝缘输电线路机械缺陷非接触检测技术与应用

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激光与光电子学进展 2024年第13期61卷 261-270页

作者：李洪涛高山赵科李玉杰肖焓艳庄添鑫国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103

提出一种基于激光多普勒测振(LDV)的气体绝缘输电线路(GIL)非接触振动测量方法。通过GIL的瞬态电磁-结构多场耦合有限元建模和原型物理试验获取正常和缺陷下的振动频率和幅值特征,并确定测点位置与LDV系统的主要参数。设计包含窄线宽激... 详细信息

提出一种基于激光多普勒测振(LDV)的气体绝缘输电线路(GIL)非接触振动测量方法。通过GIL的瞬态电磁-结构多场耦合有限元建模和原型物理试验获取正常和缺陷下的振动频率和幅值特征,并确定测点位置与LDV系统的主要参数。设计包含窄线宽激光器、收发一体光学天线、声光调制器和平衡探测器的1550 nm全光纤光路模块,实现了对包含对象运动信息的光学拍频信号检测。开发了基于数字正交和微分交叉相乘算法的振动信号解调方案,实现了0.5~20 m探测范围、50 Hz~20 kHz机械振动信号的非接触测量。所研制的系统成功应用于GIL原型平台测试和现场GIL巡检,能够有效克服接触式加速度传感器测点固定困难、检测效率和准确度低下的不足,实现了长距离GIL设备的非接触振动测量。

关键词： GIL LDV 机械振动非接触式测振

基于改进KNN算法的新能源发电单元运行状态识别

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 65-72页

作者：史林军戴滔劳文洁吴峰林克曼李杨朱玲黄锡芳河海大学能源与电气学院江苏南京210098 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏南京211106

目前识别发电单元运行状态的研究较少,数据来源以数据采集与监控系统为主,采集速度较慢。为此,提出了一种基于发电单元机端电气量数据并融合改进k近邻(KNN)算法的新能源发电单元状态识别方法,直接采集机端电气量数据用于快速判断发电单... 详细信息

目前识别发电单元运行状态的研究较少,数据来源以数据采集与监控系统为主,采集速度较慢。为此,提出了一种基于发电单元机端电气量数据并融合改进k近邻(KNN)算法的新能源发电单元状态识别方法,直接采集机端电气量数据用于快速判断发电单元状态。提出KNN算法的改进策略,克服了传统KNN算法准确度低、识别速度慢的缺点。利用电力系统分析综合程序获取用于状态识别的发电单元机端电气量数据,利用改进策略对数据进行预处理,并对比传统KNN算法、逐条使用改进策略的KNN算法对新能源发电单元状态识别的耗时与准确度。结果表明所提算法较传统算法的识别准确度和速度明显提升,能满足稳定控制过程中对新能源发电单元的状态感知需求。

关键词：状态识别改进KNN算法新能源发电单元特征提取特征加权

基于动态平衡布局的输电网潮流图自动生成方法

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电力系统自动化 2024年第15期48卷 169-175页

作者：苏运光陈连杰高源司鹏黄昆许花南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市211106

为解决输电网潮流图自动生成中厂站布局与线路布线问题,提出基于动态平衡布局的输电网潮流图自动生成方法。针对厂站布局,首先,在力导向算法的基础上引入基于图纸中心点的惩罚函数,以解决力导向算法布局不均匀的问题,提高布局的均布度;... 详细信息

为解决输电网潮流图自动生成中厂站布局与线路布线问题,提出基于动态平衡布局的输电网潮流图自动生成方法。针对厂站布局,首先,在力导向算法的基础上引入基于图纸中心点的惩罚函数,以解决力导向算法布局不均匀的问题,提高布局的均布度;然后,利用厂站分布率参数控制算法平衡次数,引导厂站向图纸边界运动,解决布局自动适应给定图幅大小的问题;最后,通过位置映射变换将围绕图纸中心点的椭圆分布转换为矩形分布,解决引入惩罚函数布局均匀但不符合传统输电网潮流图绘制习惯的问题。针对线路布线提出以构建通道树为中心的布线方法,有效降低布线交点个数,提升布线效果。所提布局与布线算法在实际工程应用中取得了良好的效果,通过案例验证了输电网潮流图自动生成的正确性和有效性。

关键词：输电网潮流自动生成厂站布局线路布线力导向算法均布度分布率通道树

基于改进下垂控制的多模块谐振变换器均衡控制策略研究

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全球能源互联网 2024年第3期7卷 348-355页

作者：过亮陈志强曲慧星吕振华李群南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市211106 国网江苏电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市210000

当前,光伏、海上风电等新能源场站的直流汇流应用得到越来越多的关注,在新能源发电低压输入中高压汇流输出的场合,为了提升直流输电电压并进一步减小器件应力,多采用输入并联输出串联(IPOS)结构。虽然这种模块化串并联结构有着许多优势... 详细信息

当前,光伏、海上风电等新能源场站的直流汇流应用得到越来越多的关注,在新能源发电低压输入中高压汇流输出的场合,为了提升直流输电电压并进一步减小器件应力,多采用输入并联输出串联(IPOS)结构。虽然这种模块化串并联结构有着许多优势,但由于模块间器件参数误差,导致各模块存在电压电流不均衡的问题,影响整个功率变换系统的稳定运行。为此提出了面向直流汇流应用的IPOS多模块谐振变换器的改进下垂控制均衡方法,各模块间无需加入通信就实现各模块的输出电压和功率的完全均衡,改进了传统下垂控制电压与参考值不符的问题,并进一步提升了系统的动态响应性能。基于该控制方式,搭建了三路模块化IPOS谐振变换器原理样机,通过实验验证了所提改进下垂控制方法对IPOS系统的均衡效果。

关键词：谐振变换器电压控制下垂控制输入并联输出串联

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适应电化学储能成本特性的电力市场机制设计

电力系统自动化 2024年第4期48卷 101-110页

作者：栾天杨争林李继红郑亚先冯树海中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏省南京市210003 国网浙江省电力有限公司浙江省杭州市310063

高比例新能源接入场景下,如何提高电力系统灵活性成为焦点问题。电化学储能可以提高新型电力系统的灵活调节能力,但其技术特性不同于常规市场主体,需要设计相应的市场参与机制。因此,根据储能充放电深度、充放电倍率与其老化成本的关系... 详细信息

高比例新能源接入场景下,如何提高电力系统灵活性成为焦点问题。电化学储能可以提高新型电力系统的灵活调节能力,但其技术特性不同于常规市场主体,需要设计相应的市场参与机制。因此,根据储能充放电深度、充放电倍率与其老化成本的关系,提出一种适应储能参与的价差投标模式。该投标模式下储能可以申报不同工作状态以及不同放电深度下的成本,从而释放储能的深度充放电能力。考虑储能调频容量与荷电状态的耦合关系,建立了储能日前电能市场和调频市场耦合的市场出清模型。算例结果表明,所提机制可以充分反映储能的市场价值,促进储能资源的优化配置,提升储能的市场收益。

关键词：电化学储能价差投标电能市场调频市场充放电

涡流发生器高度对风力机翼段动态失速过程的影响分析

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机械工程学报 2024年第8期60卷 291-298页

作者：冯俊鑫赵振宙陈明江瑞芳王丁丁刘一格河海大学能源与电气学院南京211100 华润电力技术研究院有限公司东莞518000 南通河海大学海洋与近海工程研究院南通226019

以DU91-W2-250翼段为研究对象,基于带转捩的SST k-ω湍流模型,分析涡流发生器(Vortex generator,VG)高度对翼段动态失速的影响规律。从翼段在动态失速时的升阻力系数、边界层速度型的演变规律、分离涡拓扑结构以及VG流向涡的发展等角度... 详细信息

以DU91-W2-250翼段为研究对象,基于带转捩的SST k-ω湍流模型,分析涡流发生器(Vortex generator,VG)高度对翼段动态失速的影响规律。从翼段在动态失速时的升阻力系数、边界层速度型的演变规律、分离涡拓扑结构以及VG流向涡的发展等角度,研究h=5、6、7.5、10 mm四种高度的VG对风力机翼段的流动控制效果。研究发现,当VG高度增大,其增升效果明显,最大阻力增加,下俯阶段降阻程度加大。较光滑翼段而言,加VG翼段边界层的流体动能更大,边界层厚度更小。高度越大的VG,流向涡环量越大且受攻角影响程度变小,涡核高度增加,耗散程度越小。总体而言,h=7.5 mm的VG在下俯阶段增升降阻作用最明显,边界层流体动能增加程度最大,其流向涡弦向控制范围更广、耗散程度更小,可有效抑制流动分离。

关键词：流动控制涡流发生器 DU91-W2-250 动态失速

Q345E钢激光-电弧复合焊T形接头疲劳性能

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焊接学报 2024年第5期45卷 1-7页

作者：姜来合格邓玉春赵娇玉黄凤龙任刚黄映杰高明华中科技大学武汉光电国家研究中心武汉430074 中车齐齐哈尔车辆有限公司齐齐哈尔161000 九江中科激光技术研究院九江332005

为探究激光-电弧复合焊接技术在转向架结构中应用的可能性,以20 mm厚的Q345E钢T形接头为研究对象,开展了激光-电弧复合焊接试验,并采用单点法和升降法进行疲劳性能测试.结果表明,当指定循环次数为5×10^(6)时,复合焊接头的中值疲劳强度... 详细信息

为探究激光-电弧复合焊接技术在转向架结构中应用的可能性,以20 mm厚的Q345E钢T形接头为研究对象,开展了激光-电弧复合焊接试验,并采用单点法和升降法进行疲劳性能测试.结果表明,当指定循环次数为5×10^(6)时,复合焊接头的中值疲劳强度为148.3 MPa,循环2×10^(6)时的条件疲劳强度为181.5 MPa,比相应的电弧焊接头提高39.6%,且焊接组织更细小,提高了裂纹萌生过程中所需的疲劳循环次数.疲劳裂纹形貌特征表明,T形接头的疲劳裂纹起源于封底焊缝焊趾处,瞬断区为韧性断裂模式,复合焊接头疲劳性能提高的原因在于其封底焊缝焊趾处具有较小的应力集中系数,且焊缝微观组织由更为细小的晶内铁素体组成,能够有效避免疲劳裂纹过早萌生,并阻碍疲劳裂纹扩展.

关键词：激光-电弧复合焊 T形接头疲劳性能