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基于虚拟电力系统稳定器的低频振荡抑制策略

电机与控制学报 2024年第5期28卷 82-90,100页

作者：王海鑫何海文刘铭崎杨子豪郝炎杨俊友陈哲沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870 丹麦奥尔堡大学能源技术系奥尔堡丹麦DK-9220

基于虚拟同步发电机(VSG)控制的新能源机组虽可增强电网惯量及频率稳定性,但可能继承与同步机类似的低频振荡问题。针对该问题,首先基于单台VSG并网的线性化模型,构建了适用于VSG的Phillips-Heffron模型,借助阻尼转矩法挖掘了VSG低频振... 详细信息

基于虚拟同步发电机(VSG)控制的新能源机组虽可增强电网惯量及频率稳定性,但可能继承与同步机类似的低频振荡问题。针对该问题,首先基于单台VSG并网的线性化模型,构建了适用于VSG的Phillips-Heffron模型,借助阻尼转矩法挖掘了VSG低频振荡的诱发机理。进一步提出一种附加于VSG无功环节的虚拟电力系统稳定器(VPSS),并给出了控制结构及基于相位补偿法的参数设计过程。研究结果表明:VSG发生低频振荡是由于系统受扰后,虚拟功角的振荡信号经过虚拟励磁调节器对VSG机电振荡回路产生了负阻尼转矩。将所提VPSS接入系统可在几乎不影响振荡频率的前提下,实现0.1~3 Hz下VSG低频振荡的有效抑制。

关键词：虚拟同步发电机虚拟电力系统稳定器低频振荡阻尼转矩分析相位补偿法

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超临界CFB锅炉压火启动过程活性存量动态特性研究

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洁净煤技术 2024年

作者：申欣刘明学杨海瑞金燕山西科技学院智能制造工程学院清华大学能源与动力工程系太原理工大学电气与动力工程学院

循环流化床燃烧技术是一种近年来发展迅速的洁净煤燃烧技术。循环流化床机组在快速升降负荷时，由于炉内存在大量的床料，其中未完全燃烧残碳和未完全反应的钙基脱硫剂，不仅会影响锅炉的负荷变化率，也会影响锅炉的污染物排放。因此，... 详细信息

循环流化床燃烧技术是一种近年来发展迅速的洁净煤燃烧技术。循环流化床机组在快速升降负荷时，由于炉内存在大量的床料，其中未完全燃烧残碳和未完全反应的钙基脱硫剂，不仅会影响锅炉的负荷变化率，也会影响锅炉的污染物排放。因此，如何合理利用锅炉内的活性存量，对改善锅炉热量释放速率和提高负荷响应速率具有重要作用。以350MW超临界CFB锅炉为研究对象，对CFB锅炉周期性压火启动过程进行数值模拟，构建了活性残碳存量动态模型和活性石灰石动态模型，对周期性压火启动过程的气固流动和活性存量进行分析。结果表明：当停止二次风机和引风机后，锅炉处于密闭状态，炉膛内物料回落速度加快，返料腿内的物料受重力作用返回到炉膛，密相区平均颗粒体积分数为0.45，返料室在物料沉积后颗粒体积分数达到了0.52。周期性压火启动过程中，稳定工况阶段活性残碳存量为6353.11kg，氧气浓度为5.35%，启动二次风机和给煤机后，氧气浓度急剧下降，活性残碳存量增至2868.76kg。周期性压火启动过程，稳定工况阶段脱硫效率为59.58%，活性石灰石存量为2702.29kg，启动二次风机和给煤机后，活性石灰石存量增加到1482.93kg，脱硫效率达到了50.35%。

关键词：循环流化床周期性压火启动气固流动活性残碳活性石灰石

考虑需求响应和有功损耗的含可再生能源配网节点边际电价

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可再生能源 2022年第1期40卷 128-135页

作者：李嫚李先锋边俐争付婷婷郑州电力高等专科学校河南郑州450000 华北电力大学电力工程系河北保定071003

文章提出了一种考虑需求响应和有功损耗的节点边际电价模型;考虑有功损耗的确定性和节点边际电价模型,提出了网损灵敏度因数。针对可再生能源接入配网对节点边际的影响进行了分析和建模,并建立了需求响应模型;建立了以有功损耗最小为目... 详细信息

文章提出了一种考虑需求响应和有功损耗的节点边际电价模型;考虑有功损耗的确定性和节点边际电价模型,提出了网损灵敏度因数。针对可再生能源接入配网对节点边际的影响进行了分析和建模,并建立了需求响应模型;建立了以有功损耗最小为目标的节点边际电价模型,并计及约束条件;针对概率场景,采用2m点估计法对模型进行求解。最后采用IEEE33节点模型对算例进行了仿真分析,验证了所建模型的有效性。

关键词：需求响应有功损耗可再生能源配网节点边际电价

含高比例新能源的电力系统低频振荡分析与抑制综述

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电力自动化设备 2023年第9期43卷 152-163页

作者：王海鑫刘铭崎董鹤楠卢盛阳杨子豪程珊珊杨俊友陈哲沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院辽宁沈阳110006 丹麦奥尔堡大学能源技术系丹麦奥尔堡DK-9220

随着碳达峰、碳中和目标的持续推进,由火力发电主导的传统电力系统逐步转变为以新能源为主体的新型电力系统.然而,高比例新能源的接入不仅会改造传统机组的低频振荡特征,亦会引入"类机电振荡".为深入综述该问题,从电力系统潮流、惯量和... 详细信息

随着碳达峰、碳中和目标的持续推进,由火力发电主导的传统电力系统逐步转变为以新能源为主体的新型电力系统.然而,高比例新能源的接入不仅会改造传统机组的低频振荡特征,亦会引入"类机电振荡".为深入综述该问题,从电力系统潮流、惯量和动态交互的角度,分析了新能源并网对低频振荡的本质影响因素.针对不同的低频振荡类型,系统梳理了对应的产生机理及分析方法.进一步地,在新型电力系统"源-网-荷-储"架构下,对比分析了各类低频振荡抑制方法及其作用效果.最后,针对低频振荡影响因素、振荡机理及其分析与抑制方法的最新研究成果进行总结与展望.

关键词：高比例新能源低频振荡影响因素机理分析抑制方法

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基于分数阶微分理论的宽频建模方法

电工技术学报 2013年第4期28卷 20-27页

作者：刘欣崔翔梁贵书马龙华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 华北电力大学电力工程系保定071003

开展电力、铁路、通信系统电磁兼容以及过电压的抑制与防护等问题的研究往往需要依据电气设备、传输线路、接地系统等的网络参数建立其电磁暂态宽频计算模型。由于电磁暂态计算需要考虑的频带较宽,必须计及建模对象网络参数的频变特性,... 详细信息

开展电力、铁路、通信系统电磁兼容以及过电压的抑制与防护等问题的研究往往需要依据电气设备、传输线路、接地系统等的网络参数建立其电磁暂态宽频计算模型。由于电磁暂态计算需要考虑的频带较宽,必须计及建模对象网络参数的频变特性,针对此问题,目前被广泛采用的方法为矢量匹配法,但该方法是利用整数阶有理函数对频变参数进行逼近,未能充分考虑网络参数频变效应固有的分数阶次幂特点,从而导致逼近结果的阶数较高,建立的模型较为复杂。本文基于分数阶微分理论,结合分数阶拟合方法和分数阶微分方程的数值解法,提出了一种通用的宽频建模方法,该方法仅需较低的拟合阶数就可以获得较好的计算精度。同时,本文对分数阶系统的无源性进行了深入讨论,提出了一种适用于分数阶电路的无源性判据,丰富了分数阶电网络理论。

关键词：分数阶微分理论宽频建模无源性频变特性

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倾斜波动壁面上液膜表面波演化特性的影响

物理学报 2015年第24期64卷 253-259页

作者：吴正人刘梅刘秋升宋朝匣王思思华北电力大学能源动力与机械工程学院保定071000 华北电力大学经济管理系保定071000

对倾斜波动壁面上流体表面波的演化规律进行了研究.考虑壁面形状为正弦波动壁面的情况,分析液膜流动的线性稳定性,并研究不同倾斜角度下扰动波波形随时间的演化情况及流经不同壁面形状时扰动波的波形变化.对整体的波形结构分析可知,随... 详细信息

对倾斜波动壁面上流体表面波的演化规律进行了研究.考虑壁面形状为正弦波动壁面的情况,分析液膜流动的线性稳定性,并研究不同倾斜角度下扰动波波形随时间的演化情况及流经不同壁面形状时扰动波的波形变化.对整体的波形结构分析可知,随着时间的演化,扰动波的演化过程呈现为更大波长的近周期变化规律,与平板上的流动结构对比发现波动情况变得更加复杂;当液膜流经波动壁面时,扰动波在空间上不再呈现规律性变化,且随着壁面倾斜角度的增加,扰动波的振幅逐渐增加;在相同的壁面倾角下,波动壁面上的扰动波振幅大于平板壁面的扰动情况,且波形扭曲程度更明显;随着Re的增加,扰动波振幅逐渐增加,其对应波形的扭曲程度加深,且随着壁面振幅的增加,静态波振幅及扰动波振幅均随之增加,对应的行进波周期不变.最后,分析了壁面倾斜角度对流动稳定性的影响.

关键词：倾斜波动壁面表面波稳定性分析液膜流动

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基于变权重组合的短期风光发电功率混合预测

华北电力大学学报(自然科学版) 2023年

作者：何玉灵焦凌钰孙凯解奎杜晓东王海朋张祥宇电力机械装备先进制造与智能运维河北省工程研究中心华北电力大学电力工程系国网河北电力有限公司电力科学研究院华北电力大学机械工程系

以风光为代表的新能源发电功率准确预测是高比例新能源并网消纳的基础，为此提出一种变权重组合的风光混合预测模型，可实现风光发电功率的同时预测。首先考虑风光发电功率耦合相关性，分析风电场和光伏发电场站的关联特性，利用支持向... 详细信息

以风光为代表的新能源发电功率准确预测是高比例新能源并网消纳的基础，为此提出一种变权重组合的风光混合预测模型，可实现风光发电功率的同时预测。首先考虑风光发电功率耦合相关性，分析风电场和光伏发电场站的关联特性，利用支持向量机、遗传算法优化的BP神经网络和径向基神经网络，得到风光发电功率的初步预测值，进一步采用方差-协方差权值动态分配法组合单一预测算法预测初值，构建基于变权重组合的风光发电功率混合预测模型，并以新疆某地区为案例进行分析。研究结果表明：变权重组合的混合预测模型优于单一预测算法和其它预测模型，组合模型的3个评价指标均优于单一预测算法，能够对风光发电功率做出有效的预测，验证了本文所提模型的有效性和优越性。

关键词：风光混合预测变权重组合预测模型支持向量机 BP神经网络径向基神经网络短期预测

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压力旋流喷嘴喷雾冷却热传递特性数值模拟

机械工程学报 2019年第4期55卷 172-180页

作者：吴正人甄猛刘梅王松岭刘秋升华北电力大学能源动力与机械工程学院保定071003 华北电力大学经济与管理系保定071003

雾化形成液膜的传热系数与厚度是决定喷雾冷却效果的重要因素。采用数值模拟方法,基于加热壁面上的液膜厚度、传热系数与温度分布三个角度,分析喷雾的压力、高度与倾斜角度对喷雾冷却传热特性的影响。结果表明:喷雾压力是影响换热效果... 详细信息

雾化形成液膜的传热系数与厚度是决定喷雾冷却效果的重要因素。采用数值模拟方法,基于加热壁面上的液膜厚度、传热系数与温度分布三个角度,分析喷雾的压力、高度与倾斜角度对喷雾冷却传热特性的影响。结果表明:喷雾压力是影响换热效果重要的因素。相比于低压力工况,高压力工况时壁面上形成的液膜厚度小,壁面平均温度低,换热能力较强。压力工况越大,壁面温度下降程度越高。主要因为喷射压力提高后,液膜的运动速度加快,导致与空气之间的扰动作用加强,促进了液膜破碎和液滴的形成。改变高度使喷射到壁面的液滴密度程度不同,导致温度分布不均匀。研究还发现喷雾高度对换热影响存在一个最优值,H=6 mm时,换热效果最好。同样,改变倾斜角度导致壁面分为喷雾密集区跟稀疏区,换热效果区别大。喷雾倾角θ=30°时壁面换热效果最好且温度分布相对均匀。通过分析得到的变化规律为喷雾参数的设定和喷雾效果的优化提供了理论依据。

关键词：传热液膜厚度传热系数计算流体力学数值模拟

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基于LMS ***调相机机房噪声仿真分析

噪声与振动控制 2023年第6期43卷 216-220页

作者：陈传敏杜鹏宇郭兆枫刘松涛华北电力大学河北省燃煤电站烟气多污染物协同控制重点实验室河北保定071003 华北电力大学区域能源系统优化教育部重点实验室北京102206 河北科技工程职业技术大学资源与环境工程系河北邢台054000

特高压直流输变电工程以其输送距离长、送电容量大、传输稳定性优良、可以灵活控制等各种优势在电力传输领域具有广阔的应用前景。其中,调相机作为直流输变电工程的重要组成部分,可以改善电网功率因数,维持电网电压水平。目前,调相机本... 详细信息

特高压直流输变电工程以其输送距离长、送电容量大、传输稳定性优良、可以灵活控制等各种优势在电力传输领域具有广阔的应用前景。其中,调相机作为直流输变电工程的重要组成部分,可以改善电网功率因数,维持电网电压水平。目前,调相机本体的噪声问题影响着电网工人、周边居民的身心健康,对周边声环境造成污染,已经成为直流电网建设快速发展的重要挑战。因此研究调相机机房内外声场的分布对于噪声控制意义重大。根据声场有限元方法,在LMS ***中建立调相机机房声场仿真模型,并计算得到换流站调相机机房声场分布。之后通过与实测数据进行对比,验证仿真方法的准确性,并对模型进行优化改良,研究成果可以对调相机机房的后续降噪措施提供相应理论模型基础。

关键词：声学声场仿真调相机 LMS Virtual.Lab 有限元分析