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大型储能电池短路故障分析与保护策略

储能科学与技术 2022年第7期11卷 2222-2232页

作者：徐光福姜淼王万纯魏阳侯炜南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

由电池构成的大型储能在清洁能源占比高的电力系统里占有重要地位,电池的短路计算和保护配置十分重要。本文首先提出了单体电池短路模型,并用短路实验验证了模型有效性。在此基础上,推导了簇内和簇间短路的短路电流通用计算公式,计算公... 详细信息

由电池构成的大型储能在清洁能源占比高的电力系统里占有重要地位,电池的短路计算和保护配置十分重要。本文首先提出了单体电池短路模型,并用短路实验验证了模型有效性。在此基础上,推导了簇内和簇间短路的短路电流通用计算公式,计算公式可以广泛应用于任意电池数量的大型储能系统之中,全面地覆盖了各种极间及极地短路情况,在算例中验证理论计算公式与仿真误差在4%以内可以满足保护分析需要。分析了影响短路电流的因素和变化规律,发现了簇内短路时短路点内部电池越多则其他簇和短路点电流越大、簇间短路时模组差对短路电流影响等结论。根据理论计算公式,研究了大型储能电站各种保护方案的利弊,提出了基于熔断器的保护配置方案,并分析了最有利的熔断器安装位置,总结出在此方案下各个熔断器最大短路电流的计算方法。本文提出的保护配置方案覆盖了短路电流计算、器件选型等多个方面,可以广泛应用于各种电池储能电站前期方案设计之中。

关键词：储能电池模型短路计算保护配置

风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统短期生产模拟模型

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上海交通大学学报 2023年第5期57卷 505-512页

作者：顾慧杰彭超逸孙书豪刘明涛谢俊施雄华鲍永中国南方电网电力调度控制中心广州510623 河海大学能源与电气学院南京211100 南京南瑞继保电气有限公司南京211102

为实现碳达峰碳中和目标,构建以新能源为主体、以能源供给清洁化和能源消费电气化为特征的新型电力系统迫在眉睫.考虑风力发电、光伏发电的间歇性和随机性,以及抽蓄电站、电制氢的储能特性和灵活性特点,基于随机规划理论提出一种风电-光... 详细信息

为实现碳达峰碳中和目标,构建以新能源为主体、以能源供给清洁化和能源消费电气化为特征的新型电力系统迫在眉睫.考虑风力发电、光伏发电的间歇性和随机性,以及抽蓄电站、电制氢的储能特性和灵活性特点,基于随机规划理论提出一种风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统短期生产模拟模型.在满足柔性氢负荷总量需求的基础上,以绿电上网电量最大为目标,对风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统进行短期生产模拟,包括日前发电-制氢计划、备用容量、抽水蓄能-放水发电功率、弃风光等.以我国张北风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统示范工程为例,设置多个运行情景对所提模型进行模拟仿真.仿真结果表明:该模型能够有效模拟系统在任意风光出力场景集下的绿电上网计划情况,柔性氢负荷、抽蓄电站能有效促进风光消纳,增加系统综合效益.

关键词：零碳电力系统风力发电光伏发电电制氢抽蓄电站短期生产模拟模型

考虑DG无功调节和不确定性的配电网新能源消纳容量评估

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电气自动化 2024年第3期46卷 12-17页

作者：张骁郑舒蒋国栋国网电力科学研究院有限公司江苏南京211106 国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106

为充分考虑分布式电源不确定性和控制多样性对配电网运行的影响,提出了一种考虑分布式电源无功调节和不确定性配电网新能源消纳容量的评估方法。首先分析了分布式电源对配电网电压分布的影响、分布式电源无功调节能力以及分布式电源出... 详细信息

为充分考虑分布式电源不确定性和控制多样性对配电网运行的影响,提出了一种考虑分布式电源无功调节和不确定性配电网新能源消纳容量的评估方法。首先分析了分布式电源对配电网电压分布的影响、分布式电源无功调节能力以及分布式电源出力的不确定模型;其次,以最大化新能源消纳容量和最小网损为优化目标,以计及分布式电源无功调节和不确定性的有功-无功作为重要约束,建立配电网新能源消纳容量评估模型;然后,以分布式电源和无功补偿装置的出力为优化变量,通过快速非支配排序遗传算法进行求解,实现了新能源消纳容量的准确评估;最后通过应用实例进行验证。结果表明,所提评估方法实现了配电网新能源消纳容量的可靠评估。

关键词：分布式电源无功调节不确定性配电网消纳容量

双端柔性低频输电系统低频侧两相运行控制策略

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电力系统自动化 2022年第19期46卷 132-144页

作者：吴小丹卢宇董云龙邹强南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市211102 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

基于模块化多电平矩阵变换器(M3C)的柔性低频输电系统(LFTS)具备低频侧两相运行能力,但其控制策略需特殊设计。文中首先介绍了双端柔性LFTS的基本情况及两相运行的基本要求,给出基于工、低频侧输入解耦及桥臂环流控制的M3C数学模型。为... 详细信息

基于模块化多电平矩阵变换器(M3C)的柔性低频输电系统(LFTS)具备低频侧两相运行能力,但其控制策略需特殊设计。文中首先介绍了双端柔性LFTS的基本情况及两相运行的基本要求,给出基于工、低频侧输入解耦及桥臂环流控制的M3C数学模型。为实现低频侧不对称运行条件下桥臂子模块电容电压的均衡,提出M3C桥臂功率再平衡的双重低频环流控制法。然后,分别给出两相运行条件下V/f站和PQ站的低频侧输入电流控制策略,并在静止坐标系统通过对9个桥臂电流的完全独立控制实现两个站M3C的控制。最后,在实时数字仿真系统中搭建双端柔性LFTS仿真模型,分别对稳态、动态及交流系统不对称故障等典型工况进行仿真测试。仿真测试结果表明,所提控制策略可有效实现双端柔性LFTS的低频侧两相运行要求。

关键词：柔性低频输电模块化多电平矩阵变换器双端系统两相运行低频环流控制

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基于故障负序分量的低频变压器快速差动保护

电力系统自动化 2023年第7期47卷 184-192页

作者：顾乔根张晓宇吕航孙仲民吴小丹南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市211102 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

低频变压器是低频输电系统的核心器件之一。实验表明低频系统的故障暂态过程多变,低频变压器的短路电气量特征与常规变压器有较大差异。由于励磁涌流判据开放速度缓慢,低频变压器发生区内故障时常规纵差保护的速动性受到影响。文中提出... 详细信息

低频变压器是低频输电系统的核心器件之一。实验表明低频系统的故障暂态过程多变,低频变压器的短路电气量特征与常规变压器有较大差异。由于励磁涌流判据开放速度缓慢,低频变压器发生区内故障时常规纵差保护的速动性受到影响。文中提出了基于故障负序分量方向原理的低频变压器快速差动保护。首先,分析了模块化多电平矩阵变换器(M3C)低频输电系统的变压器区内故障特性以及M3C换频器响应情况;其次,分析了负序计算的数值方法对负序差动影响,并通过分析低频系统故障初期的窗口时间内的负序特征,提出了故障负序分量方向的判别方法;进一步,讨论了该方法在变压器非正常工况下对励磁涌流如何区分判别。最后,以实际工程为例建立仿真模型,针对典型区内故障对所提方法进行了仿真验证。

关键词：低频输电系统差动保护模块化多电平矩阵变换器低频变压器负序分量励磁涌流

分相级联大容量高压直流变压器拓扑及控制策略

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电力系统自动化 2023年第17期47卷 137-148页

作者：吴小丹殷子寒朱海勇南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市211102 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

文中提出一种分相级联大容量高压直流变压器拓扑,可有效满足包括光伏等新能源系统的接入及送出。该拓扑采用高压侧3个单相模块化多电平换流器(MMC)级联及中压侧三相MMC结构,通过400 Hz中频变压器进行电气隔离,可有效降低功率模组直流侧... 详细信息

文中提出一种分相级联大容量高压直流变压器拓扑,可有效满足包括光伏等新能源系统的接入及送出。该拓扑采用高压侧3个单相模块化多电平换流器(MMC)级联及中压侧三相MMC结构,通过400 Hz中频变压器进行电气隔离,可有效降低功率模组直流侧电容容值。为解决高压侧桥臂电容电压均衡的难题以提高拓扑运行的可靠性,提出了高、中压两侧解耦的控制策略。高压侧采用包括桥臂直流环流及中频环流控制在内的5层桥臂电容电压逐层控制方案,并通过3个单相V/f闭环控制建立中频交流电压。中压侧采用电流双序控制附加静止坐标系统下的电流直接控制以抑制桥臂内部环流。最后,搭建电磁暂态仿真模型,并通过稳态、动态及暂态实验全面验证所提拓扑及控制策略的有效性。

关键词：新能源高压直流输电直流变压器模块化多电平换流器中频变压器

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全桥配网柔直双极短路故障穿越策略研究

电力电子技术 2023年第11期57卷 98-101页

作者：王翀常昊添朱海勇刘永生南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

中压柔性直流配电网在新能源平滑接入、直流负荷高效供电等方面具备突出的优势,是配电网重要发展方向之一。双极短路故障作为最严重的直流系统故障,其故障发展速度快,短路电流冲击大,研究该场景下中压柔性直流配网如何故障穿越并实现快... 详细信息

中压柔性直流配电网在新能源平滑接入、直流负荷高效供电等方面具备突出的优势,是配电网重要发展方向之一。双极短路故障作为最严重的直流系统故障,其故障发展速度快,短路电流冲击大,研究该场景下中压柔性直流配网如何故障穿越并实现快速故障恢复,对于提高中压柔直配网的供电可靠性与运行安全性具有重要的意义。针对中压柔性直流配电网中配网全桥柔直换流器,提出了故障穿越的控制方法和故障穿越的逻辑设计原则。最后,仿真与现场试验结果证明了所提中压柔直配网全桥换流器双极短路故障穿越方法的可行性和有效性。

关键词：换流器配电网双极短路故障

基于RFID的危化品安全诊断和预警技术的开发研究

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中国设备工程 2024年第12期 268-270页

作者：丁小磊顾呈华方蕾江琳徐榕泽朱宝立杨勇刘伟江苏省疾病预防控制中心江苏南京210009 江苏埃德伯格电气有限公司江苏南京211100

本文通过分析危化品安全管理中存在的问题,并进行需求分析,阐述基于RFID技术,研发危化安全诊断和预警系统,实现危化品的全生命周期管理和对环境条件的监测和预警,提高危化品的安全管理效率,降低安全事故的发生。

关键词： RFID 危化品安全诊断预警

适用于特高压多端混合直流输电系统的稳态电压控制方法

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电力系统保护与控制 2022年第1期50卷 174-180页

作者：俞翔鲁江董云龙张庆武甘宗跃王杨正南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广东广州510663

特高压多端混合直流输电系统稳态运行时,定直流电压站的控制目标是维持首端整流站的端口电压为设定值。当首端整流站不是定直流电压站时,则需考虑线路压降带来的影响,而此时传统的电压偏差控制和下垂控制无法实现对电压和功率的无差控... 详细信息

特高压多端混合直流输电系统稳态运行时,定直流电压站的控制目标是维持首端整流站的端口电压为设定值。当首端整流站不是定直流电压站时,则需考虑线路压降带来的影响,而此时传统的电压偏差控制和下垂控制无法实现对电压和功率的无差控制。因此基于主从控制思想,提出了一种适用于特高压多端混合直流输电系统的稳态电压控制方法。基于当前直流系统的接线方式、线路电阻和电流,计算出定直流电压站和首端整流站之间的压降。然后对定直流电压站的电压参考值进行修正,从而实现对首端整流站电压的精确控制。在此基础上,针对线路电阻变化或者未知的情况,又提出了一种自适应的稳态电压控制方法。最后利用实时数字仿真仪(RTDS)搭建了三端直流系统仿真模型,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：特高压直流多端混合直流输电系统稳态电压控制主从控制线路压降自适应

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