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计及弱磁效应的直驱式波浪发电系统变系数模型预测控制策略

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3531-3540,I0016页

作者：秦川姜安妮孙铱萌金默涵丁维吴峰河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100 国网安徽省电力有限公司天长市供电公司安徽省滁州市239300 国网江苏省电力有限公司超高压分公司江苏省南京市211100

为提高波浪发电系统(wave energy converter,WEC)能量捕获效率,并保证其在运行过程中满足系统的各种约束条件,该文以平均捕获功率最优为目标,提出计及弱磁效应的直驱式波浪发电系统变系数模型预测控制(model predictive control,MPC)策... 详细信息

为提高波浪发电系统(wave energy converter,WEC)能量捕获效率,并保证其在运行过程中满足系统的各种约束条件,该文以平均捕获功率最优为目标,提出计及弱磁效应的直驱式波浪发电系统变系数模型预测控制(model predictive control,MPC)策略。针对波浪激励力过大导致的变流器输出电压过调制问题,将弱磁控制引入优化算法,在满足发电机弱磁极限的前提下增大发电系统的运行范围,提高WEC的能量捕获效率。此外,基于仿真分析,发现了规则波下MPC目标函数的正则系数与平均捕获功率的对应关系。在此基础上,引入快速傅里叶变换(fast Fourier transformation,FFT)与叠加定理,构建了适用于不规则波输入的直驱式WEC变系数MPC控制策略。仿真结果表明,在不规则波浪下,所提方案能在满足系统约束条件的同时,有效提高能量捕获效率。

关键词：直驱式波浪发电最大功率捕获模型预测控制弱磁控制变系数

基于调节函数的含光伏电源配电网电压越限识别研究

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电源学报 2024年第1期22卷 196-203页

作者：戚振彪齐慧国网安徽省电力有限公司合肥230022 国网安徽省电力有限公司淮北供电公司淮北230000

针对现有方法未能明确电压越限的全部有效供电路径,导致配电网电压越限抑制识别时存在实时性较差、抑制效果不明显的问题,因此,研究基于调节函数的含光伏电源配电网电压越限识别,以提升含光伏电源配电网电压越限识别的实时性及有效性。... 详细信息

针对现有方法未能明确电压越限的全部有效供电路径,导致配电网电压越限抑制识别时存在实时性较差、抑制效果不明显的问题,因此,研究基于调节函数的含光伏电源配电网电压越限识别,以提升含光伏电源配电网电压越限识别的实时性及有效性。首先利用光伏电源物理机理构建光伏电源外特性模型,基于该模型在Matlab/Simulink软件中搭建光伏电源仿真模型;依据含光伏电源配电网功率关系计算接入光伏前与接入光伏后并网点电压的变化量,并对电压越限机理进行分析,从而进行含光伏电源配电网等值电路设计;明确电压越限的全部有效供电路径,利用调节函数从大至小排序建立含光伏电源配电网电压越限调节策略候选集,并在调节策略候选集内选取候选策略以实现电压越限识别。实例分析结果表明,采用该方法可在较少的迭代次数以及执行时间内有效将存在越限的含光伏电源配电网电压调节至正常状态,实用性高。

关键词：调节函数光伏电源配电网电压越限越限识别

不对称级联九电平逆变器线性功率均衡控制策略

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电工技术学报 2024年第14期39卷 4495-4507页

作者：叶满园喻生铭刘文芳陈银波邵云鹏华东交通大学电气与自动化工程学院南昌330013 国网安徽省电力有限公司怀宁县供电公司安庆246121

三单元不对称级联逆变器通常采用传统混合调制策略控制,但该策略下逆变器存在单元间输出功率不均衡以及低压单元开关损耗分配不均的问题,同时由于高低压单元之间输出电压极性不同时会出现电流倒灌,导致逆变器直流侧电压难以维持稳定,影... 详细信息

三单元不对称级联逆变器通常采用传统混合调制策略控制,但该策略下逆变器存在单元间输出功率不均衡以及低压单元开关损耗分配不均的问题,同时由于高低压单元之间输出电压极性不同时会出现电流倒灌,导致逆变器直流侧电压难以维持稳定,影响输出电压波形质量。针对上述问题,该文提出基于功率元重组的混合功率均衡调制策略,该策略对逆变器高压单元采用低频方波调制,在控制单元输出功率大小的同时可以降低开关损耗,而对于低压单元,所提策略结合载波移幅调制和载波移相调制策略对其功率元进行分析重组,使逆变器在输出高质量电压波形的同时实现单元间输出功率的线性均衡和低压单元间开关损耗的均匀分配。最后进行仿真和实验验证。

关键词：不对称级联逆变器功率元重组电流倒灌线性功率均衡

基于深度强化学习的氢能综合能源系统优化调度方法

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电力系统自动化 2024年第16期48卷 132-141页

作者：张磊吴红斌何叶徐斌张明星丁明新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽省合肥市230601 国网安徽省电力有限公司六安供电公司安徽省六安市237000

为实现碳减排目标,氢能与综合能源系统的结合成为最具潜力的发展方向之一。针对当前氢能综合能源系统调度策略灵活性不足、复杂系统多目标优化求解困难等问题,提出一种基于深度强化学习的氢能综合能源系统优化调度方法。首先,采用耦合... 详细信息

为实现碳减排目标,氢能与综合能源系统的结合成为最具潜力的发展方向之一。针对当前氢能综合能源系统调度策略灵活性不足、复杂系统多目标优化求解困难等问题,提出一种基于深度强化学习的氢能综合能源系统优化调度方法。首先,采用耦合设备的变工况模型,构建风-光-氢-冷-热-电综合能源系统,拓展设备联合供能空间。其次,考虑系统运行成本、碳排放量、系统自供给平衡度和新能源利用率,基于最优解距离构建多目标优化模型,激发智能体探索性。然后,通过时序片段表征优化深度强化学习算法,增强了智能体对系统状态变化的估计精度。最后,在源荷实测数据的基础上设计仿真算例。结果表明,所提方法可以有效提高氢能综合能源系统调度的灵活性,充分挖掘氢能的碳减排潜力,实现调度经济性和环保性的双重优化。

关键词：综合能源系统氢能优化调度深度强化学习多目标优化可再生能源

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基于耦合电感的直流故障限流器

电力自动化设备 2024年第4期44卷 82-87页

作者：张烁邹贵彬张成泉魏秀燕周成瀚山东大学电气工程学院山东济南250061 国网山东省电力公司潍坊供电公司山东潍坊261021

柔性直流电网存在故障电流上升速度快、幅值高,感性元件储存能量大等问题,这造成故障电流难以分断,并且使得直流断路器的耗能支路承受巨大压力。为了限制故障电流峰值并且降低直流断路器耗能压力,提出一种基于耦合电感的直流故障限流器... 详细信息

柔性直流电网存在故障电流上升速度快、幅值高,感性元件储存能量大等问题,这造成故障电流难以分断,并且使得直流断路器的耗能支路承受巨大压力。为了限制故障电流峰值并且降低直流断路器耗能压力,提出一种基于耦合电感的直流故障限流器。当发生短路故障时,该故障限流器利用电感耦合特性等效投入电阻与电容组成的限流支路,以实现无延时的故障限流;当直流断路器分断故障电流时,该故障限流器利用耗能电阻耗散耦合电感储存的能量,从而分担直流断路器耗能压力,以达到降低避雷器容量需求、加快故障电流分断速度的目的。大量电磁暂态仿真结果表明,所提故障限流器具有良好的限流效果,能极大降低直流断路器的耗能压力。且该故障限流器制造成本低,易于实现。

关键词：柔性直流电网直流故障限流器耦合电感直流断路器耗能压力

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多虚拟电厂电-碳联合优化建模及求解

电力系统自动化 2024年

作者：王磊徐志龙杨晨宇袁贵林唐亮王绪利国网安徽省电力公司经济技术研究院国网安徽省电力公司芜湖供电公司新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学)

随着"碳达峰·碳中和"目标的提出，能源低碳转型愈加成为未来的发展趋势。基于碳排放流理论提出一种计及动态碳排放因子的多虚拟电厂（virtual power plant, VPP）电-碳联合优化运行方法，建立多VPP双层优化模型。首先，根据碳排放流理... 详细信息

随着"碳达峰·碳中和"目标的提出，能源低碳转型愈加成为未来的发展趋势。基于碳排放流理论提出一种计及动态碳排放因子的多虚拟电厂（virtual power plant, VPP）电-碳联合优化运行方法，建立多VPP双层优化模型。首先，根据碳排放流理论，建立计及效益最优的上级电网经济调度上层模型，计算各VPP的电价和动态碳排放因子并进行下发；其次，考虑电-碳交易的耦合性，建立基于纳什谈判理论的多VPP低碳联合优化下层模型；再次，采用加速-自适应交替方向乘子法进行求解，得到各VPP的电能需求并反馈上层，该方法在保护成员隐私的基础上能够有效提升求解速度；最后，基于非对称议价方法，提出一种基于交互产品贡献度的电-碳收益分配方法，实现各VPP收益的合理分配。算例分析表明，本文所提方法能有效降低VPP的运行成本和碳排放，兼顾VPP的经济效益与环境效益的同时实现VPP收益的公平合理分配。

关键词：虚拟电厂动态碳排放因子电-碳交易加速-自适应交替方向乘子法非对称纳什议价

考虑荷电与储氢状态的风光氢储系统动态控制仿真模型

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中国电力 2024年第7期57卷 109-124页

作者：邵冲胡荣义余姣王明典国网甘肃省电力公司甘肃兰州730000 国网甘肃省电力公司张掖供电公司甘肃张掖734000

储能是平抑可再生能源波动的重要手段之一。考虑内部气体跨膜传输现象,基于质子交换膜电解槽的组件结构以及电化学和热平衡原理,构建了可描述质子交换膜电解槽物质传输以及能量转换的精细化仿真模型。在此基础上,建立了包含电化学储能... 详细信息

储能是平抑可再生能源波动的重要手段之一。考虑内部气体跨膜传输现象,基于质子交换膜电解槽的组件结构以及电化学和热平衡原理,构建了可描述质子交换膜电解槽物质传输以及能量转换的精细化仿真模型。在此基础上,建立了包含电化学储能、氢储能的电-氢耦合系统模型。提出了一种考虑电化学储能荷电状态与氢储能氢状态的双层协调控制策略。上层功率分配考虑了系统内电负荷和氢负荷需求变化,将电化学储能荷电状态、储氢罐氢状态作为重要约束因素,确定系统各设备的工作模式。底层控制根据设备的工作特性,采用PQ控制、VQ控制等方法实现功率追踪调整。通过多种不同运行场景的算例仿真验证了所提模型与控制方法的有效性。研究成果可为风光氢储系统控制策略优化提供支撑。

关键词：可再生能源氢储能电化学储能荷电状态储氢状态协调控制

含智能软开关新能源配电系统的电压治理与经济协同调控方法研究

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：郑德宇张守强娄伟程明俞艳涂武国网安徽省电力公司滁州供电公司国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽省新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学)

针对新能源渗透率高和电力市场化改革造成的配电网电压不稳定与经济性差问题，提出含智能软开关新能源配电系统的电压治理与经济协同调控方法。首先，提出基于模型预测控制的多时间尺度柔性配电系统优化调度框架；其次，建立基于电压稳... 详细信息

针对新能源渗透率高和电力市场化改革造成的配电网电压不稳定与经济性差问题，提出含智能软开关新能源配电系统的电压治理与经济协同调控方法。首先，提出基于模型预测控制的多时间尺度柔性配电系统优化调度框架；其次，建立基于电压稳定约束的柔性配电系统日前、日内两阶段电压治理与经济协同优化模型；再次，采用线性化和二阶锥转化方法将原非凸模型线性化；最后，通过IEEE-33节点系统进行仿真，验证了所提策略对配电网电压稳定性和经济性提升的有效性。

关键词：智能软开关柔性配电系统多时间尺度电压稳定约束混合整数二阶锥规划

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干式铁芯电抗器振动特性数值模拟及试验研究

高电压技术 2024年第3期50卷 962-973,I0002页

作者：廖才波黎凯邱志斌胡雄李童宏飞陈则宇南昌大学信息工程学院南昌330031 国网四川省电力公司内江供电公司内江641100

振动是影响干式铁芯电抗器运行状态的关键因素之一。在考虑铁芯夹件、垫块等结构件的影响下,采用有限元法实现了10 kV干式铁芯电抗器的3维瞬态电磁-结构多物理场仿真分析,研究了电抗器在磁致伸缩力、麦克斯韦力与洛伦兹力3者共同作用下... 详细信息

振动是影响干式铁芯电抗器运行状态的关键因素之一。在考虑铁芯夹件、垫块等结构件的影响下,采用有限元法实现了10 kV干式铁芯电抗器的3维瞬态电磁-结构多物理场仿真分析,研究了电抗器在磁致伸缩力、麦克斯韦力与洛伦兹力3者共同作用下的振动位移及速度分布特性。仿真结果表明,正常运行状态下,干式铁芯电抗器铁芯夹件的振动位移及速度显著大于其他部位,尤其是用于固定绕组的穿心螺杆。其次,结合干式铁芯电抗器模态仿真分析,获得了其模态特性及固有频率,并进一步分析了其振动机理。最后,采用多普勒激光测振仪测量了某10 kV干式铁芯电抗器的振动特性。试验结果表明,干式铁芯电抗器的振动频率以100 Hz及其倍频为主,其中300 Hz的振动响应最显著,其与其固有频率较接近,存在一定的共振风险。同时,试验结果与仿真结果一致性较好,验证了该文所述仿真分析方法的正确性和有效性。

关键词：干式铁芯电抗器多物理场仿真磁致伸缩效应振动速度固有频率振动测量