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燃机余热驱动的部分加热S-CO循环多联供系统设计与性能分析

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中国电机工程学报 2024年

作者：薛凯李涛刘伟奇任效效种道彤王进仕严俊杰动力工程多相流国家重点实验室(西安交通大学) 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司

为减少燃气轮机余热的浪费，提出一种部分加热超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide， S-CO2)循环多联供系统，对烟气热量两级利用实现深度回收。吸收烟气热量的S-CO2在透平膨胀做功，经回热器降温后用于驱动吸收式热泵，提高... 详细信息

为减少燃气轮机余热的浪费，提出一种部分加热超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide， S-CO2)循环多联供系统，对烟气热量两级利用实现深度回收。吸收烟气热量的S-CO2在透平膨胀做功，经回热器降温后用于驱动吸收式热泵，提高烟气能量利用的同时显著降低S-CO2的冷却损失。以年利润最大为目标优化主要运行参数，并对热力学与经济性能进行分析。以某5 MW级燃气轮机为研究对象，结果表明，该系统在优化参数下运行时年化利润1 127.35万元，动态回收期为5年，生命周期净现值达6 530.37万元，具有良好的经济效益。设计工况下系统全年能量利用率67.52%，全年?效率为51.41%，实现了燃气轮机余热的高效利用。压缩机进口参数对系统性能影响较大，温度对性能的影响大于压力，经济性对参数变化最为敏感。

关键词：余热回收超临界二氧化碳循环多联产参数优化性能分析

数据中心多能互补分布式能源系统设计与运行优化研究

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西安交通大学学报 2024年

作者：任效效李小龙薛凯吴炫韩小渠王进仕严俊杰西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司

为实现数据中心的低碳转型和能效提升，本文提出了一种集成多种可再生能源和储能设备的多能互补分布式能源系统作为其供能系统，建立了包含生命周期成本、碳排放、能耗、电网购电率和热量浪费率等指标的优化目标体系，制定了两种考虑负... 详细信息

为实现数据中心的低碳转型和能效提升，本文提出了一种集成多种可再生能源和储能设备的多能互补分布式能源系统作为其供能系统，建立了包含生命周期成本、碳排放、能耗、电网购电率和热量浪费率等指标的优化目标体系，制定了两种考虑负荷特征的运行策略，采用改进的多目标蝗虫优化算法对系统容量配置进行求解。为了分析优化目标和运行策略对系统优化的影响，通过组合不同优化目标和运行策略形成了多种优化设计方案，采用层次分析法和熵权法确定评价指标的权重，并利用多准则妥协解排序法进行评价排序。针对青海某数据中心的案例研究表明：运行策略主要影响吸收式制冷机和地源热泵的容量，而优化目标主要影响储能设备的容量；在相同的运行策略下，增加优化目标可提升系统的综合性能；对于不同的方案，生命周期成本、碳排放、能耗等基础优化目标值变化较小，而电网购电率和热量浪费率变化较大。通过实施五目标优化，即在基础优化目标的基础上增加了热量浪费率、电网购电率，系统的综合性能得到了显著提升，其中热量浪费率和电网购电率分别降低了67.80%和25.92%，可再生能源发电增加了2%。

关键词：数据中心多能互补分布式能源系统优化设计运行策略多目标蝗虫优化算法

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三峡工程运行后荆江河段适宜生态流量研究

湖泊科学 2024年

作者：黄宇云杨卓媛余飞余明辉陆晶长江勘测规划设计研究有限责任公司武汉大学水资源工程与调度国家重点实验室中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司

适宜生态流量是维持河流生态系统健康发展的重要条件。本文借鉴IHA指标体系，选用月均流量和年最大/小流量作为代表性指标，基于三峡工程运行前水文序列，采用RVA法分析三峡工程运行后荆江河段流量过程的改变度，并计算同时考虑流量和... 详细信息

适宜生态流量是维持河流生态系统健康发展的重要条件。本文借鉴IHA指标体系，选用月均流量和年最大/小流量作为代表性指标，基于三峡工程运行前水文序列，采用RVA法分析三峡工程运行后荆江河段流量过程的改变度，并计算同时考虑流量和水位的适宜生态流量过程。结果表明，三峡工程运行后荆江河段流量过程整体改变度为0.51～0.56；荆江河段适宜生态流量过程包括：上荆江1—12月月均流量分别为7347、6918、7307、9145、13052、18307、26489、22928、21855、17445、12381、8830 m3/s，年最大流量为37800 m3/s，年最小流量为6157 m3/s；下荆江1—12月月均流量分别为4837、4818、5125、6700、10108、13363、19611、16731、15685、13277、8484、6003 m3/s，年最大流量为30550 m3/s，年最小流量为4359 m3/s；三峡工程运行后，上荆江河段适宜生态流量满足程度低于下荆江。研究成果能为长江经济带水安全保障及水生态修复技术提供科学参考。

关键词：荆江河段适宜生态流量三峡工程 RVA法 IHA法

VSC-HVDC系统宽频振荡z域阻抗判据研究

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浙江电力 2024年第7期43卷 103-110页

作者：张怡静丁浩寅时艳强黄志光钟伟伦徐波国家电网有限公司华东分部上海200120 上海电力大学电气工程学院上海200090

为了深入分析VSC-HVDC(基于电压源换流器的高压直流输电)系统宽频振荡失稳的机理并快速准确评估系统的稳定性,提出一种基于z域阻抗的建模方法和稳定性判据。首先,基于精确离散化的方法,分别建立了考虑锁相环、电流内环和电压前馈控制的... 详细信息

为了深入分析VSC-HVDC(基于电压源换流器的高压直流输电)系统宽频振荡失稳的机理并快速准确评估系统的稳定性,提出一种基于z域阻抗的建模方法和稳定性判据。首先,基于精确离散化的方法,分别建立了考虑锁相环、电流内环和电压前馈控制的电压源型变流器z域阻抗模型,以及交流电网在全局坐标系下的z域阻抗模型。然后,基于盖尔圆定理提出广义禁区判据,分析了锁相环和线路阻抗对系统稳定性的影响。最后,搭建VSC-HVDC仿真系统进行分析,证明了所提广义阻抗判据的有效性。

关键词：宽频振荡 VSC-HVDC 稳定性分析阻抗模型离散化

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计及联络开关投切的有源配网电流速断保护定值优化方案

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中国电力 2024年

作者：程诺陈大才陈雪阮筱菲韦舒清韩哲宇华北电力大学电力工程系国网福建省电力有限公司经济技术研究院

含联络开关的有源配电网网架结构复杂、运行方式变换频繁，给依赖于静态网络拓扑和固定运行方式的传统电流保护正确动作带来很大影响。对此，提出了一种电流速断保护定值优化方案，由配电终端实时监测开关量信息，上传主站获取拓扑关联... 详细信息

含联络开关的有源配电网网架结构复杂、运行方式变换频繁，给依赖于静态网络拓扑和固定运行方式的传统电流保护正确动作带来很大影响。对此，提出了一种电流速断保护定值优化方案，由配电终端实时监测开关量信息，上传主站获取拓扑关联矩阵，并结合光伏电源输出特性，自适应调整保护定值。该方案可以在考虑逆变型电源出力波动性的前提下，有效增强保护应对不同网络拓扑变化的能力，通信压力小。仿真结果表明，所提方案能有效增加I段保护范围，受分布式发电（distributed generator， DG）出力影响小，可以适应配网拓扑结构变化。

关键词：配电网分布式电流保护自适应电流保护控制策略网络重构

基于电参数的IGBT开关瞬态过程耦合关系分析

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高电压技术 2024年第3期50卷 1252-1263页

作者：李雨泽张秀敏袁文迁宋鹏季一润焦超群北京交通大学电气工程学院北京100044 国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京100045 柔性直流输电运维检修技术国家电网公司实验室北京100045

IGBT开关瞬态电流变化过程包括开通电流上升过程和关断电流下降过程,由于功率器件的非线性特征及其与电路参数的紧密耦合,造成瞬态过程电磁现象复杂。重点研究了瞬态过程电压电流参数的耦合规律,分析了耦合关系对IGBT工作特性的影响。首... 详细信息

IGBT开关瞬态电流变化过程包括开通电流上升过程和关断电流下降过程,由于功率器件的非线性特征及其与电路参数的紧密耦合,造成瞬态过程电磁现象复杂。重点研究了瞬态过程电压电流参数的耦合规律,分析了耦合关系对IGBT工作特性的影响。首先,分析了IGBT内寄生PIN结构、集射极电压对栅极控制模型的影响。其次,基于栅极控制模型的分析,提出集电极电流的拟合次数应考虑电流变化过程持续时间及计算场景,二次及以下多项式拟合可近似描述集电极电流波形并开展功率损耗分析,但不适于电流变化率和感应电压分析。再次,比较了开通和关断过程计算所得回路寄生电感值的差异,提出了不同过程计算回路寄生电感的适用范围及FWD封装寄生电感的计算方法。最后,分析了瞬态过程栅极电压和集射极电压的耦合关系,提出了通过栅极电压估计集射极电压的状态监测方法并进行了实验验证。

关键词：栅极电压集射极电压电流上升过程电流下降过程寄生电感耦合关系

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新能源及储能联合发电系统黑启动时空支撑能力评估及应用

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电网技术 2024年

作者：陈汝斯孙吉广刘艳刘海光智楠余笑东付宇昂华北电力大学电气与电子工程学院国家电网有限公司华中分部国网湖北省电力有限公司电力科学研究院

配备储能的新能源机组具有作为黑启动电源的潜力，研究其在初期黑启动阶段的黑启动能力对于构建与新型电力系统相适应的应急防御支撑体系具有重要意义。考虑到新能源场站黑启动能力的时空变化特性，提出以包含负荷水平、源-荷电气距离... 详细信息

配备储能的新能源机组具有作为黑启动电源的潜力，研究其在初期黑启动阶段的黑启动能力对于构建与新型电力系统相适应的应急防御支撑体系具有重要意义。考虑到新能源场站黑启动能力的时空变化特性，提出以包含负荷水平、源-荷电气距离和启动服务安全水平要素的三元表对新能源场站的黑启动能力进行量化表征，以此为基础，定义黑启动时空支撑能力。引入长短期记忆神经网络与知识图谱，其中利用长短期记忆神经网络进行启动服务安全水平快速预测，进而进行黑启动时空支撑能力评估；知识图谱则将滚动更新的数据存储并进行可视化展示。最后，结合实例说明了新能源场站黑启动时空支撑能力滚动评估的未来应用场景。

关键词：黑启动时空支撑能力长短期记忆神经网络知识图谱初期黑启动在线恢复决策

输电塔钢管角钢组合节点承载能力模拟分析与计算方法研究

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建筑钢结构进展 2024年

作者：张丽娟田雪凯刘俊才罗靖宇田利山东电力工程咨询院有限公司山东大学土建与水利学院

依托输电线路实际工程，选取输电铁塔主材与横担连接处钢管角钢组合节点为研究对象，采用数值软件ABAQUS建立了钢管角钢组合节点精细化有限元模型，基于静力加载试验验证了有限元模型的合理性；随后模拟分析了组合节点的传力机理和应力... 详细信息

依托输电线路实际工程，选取输电铁塔主材与横担连接处钢管角钢组合节点为研究对象，采用数值软件ABAQUS建立了钢管角钢组合节点精细化有限元模型，基于静力加载试验验证了有限元模型的合理性；随后模拟分析了组合节点的传力机理和应力分布，明确了不同参数对组合节点受力特性的影响规律。结果表明，钢管、中环板与竖向板相交区域的应力集中且最大应力达到屈服强度，并向四周扩散且逐渐减小，中环板厚度和竖向板厚度是影响组合节点极限承载力的关键因素。基于有效宽度法计算了中环板和竖向板的承载能力，建立了不同板件内力占比计算公式，基于此，提出了组合节点承载力计算方法。所提出的极限承载力计算方法与数值模拟结果的误差在13%以内，验证了计算方法的合理性，为钢管角钢组合节点的结构设计与分析提供指导。

关键词：钢管角钢组合节点有限元模型极限承载力传力机理计算方法

适用于暂态仿真的计及小水电机群的广义负荷一体化等值建模方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：张华云王琦王泽忠刘丽平赵兵李建华郝杰国家电网有限公司华东分部华北电力大学电气与电子工程学院中国电力科学研究院有限公司

并网小水电作为配电网重要的有功及无功电源，在分析地方区域小水电机群集中并入配电网网对电网暂态稳定的影响时，原有综合负荷模型无法准确表征含有小水电机群的负荷区域的动态特性。因此，本文研究了负荷侧小水电机群的工作机理和交... 详细信息

并网小水电作为配电网重要的有功及无功电源，在分析地方区域小水电机群集中并入配电网网对电网暂态稳定的影响时，原有综合负荷模型无法准确表征含有小水电机群的负荷区域的动态特性。因此，本文研究了负荷侧小水电机群的工作机理和交互作用机理，提出了适用于暂态仿真的计及小水电机群的广义负荷一体化等值建模方法，在考虑配电网络的综合负荷模型基础上增加了小水电发电机群的等值模型，并采用机群参数聚合、关键参数辨识及优化等技术。利用加权聚合的方法，建立了小水电等值机的五阶发电机模型；通过轨迹灵敏度分析，辨识出小水电等值机对系统暂态特性影响最关键的参数X’d；基于深度学习和多目标粒子群优化算法找出该等值机待优化参数X’d的最优值。最后，对华东电网某地区小水电机群进行等值并建立其广义负荷一体化模型，验证了该方法的准确性与实用性，可用于配网侧计及小水电机群的负荷建模工作，为新型电力系统准确仿真计算提供了技术支撑。

关键词：小水电机群广义综合负荷模型轨迹灵敏度关键参数多目标粒子群优化