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煤电汽轮机超低负荷深度调峰能力探索

洁净煤技术 2024年第S2期 326-334页

作者：赫广迅祝海义刘鑫余海鹏孙嘉关淳李博刘怡琳哈电发电设备国家工程研究中心有限公司

基于全国煤电机组改造升级实施方案中“三改联动”模式下灵活性改造制造目标要求，为有效提升燃煤电站汽轮机设备灵活性，实现汽轮机超低负荷深度调峰长期安全稳定运行，笔者对300～1 000 MW典型容量等级煤电汽轮机及附属设备进行了超... 详细信息

基于全国煤电机组改造升级实施方案中“三改联动”模式下灵活性改造制造目标要求，为有效提升燃煤电站汽轮机设备灵活性，实现汽轮机超低负荷深度调峰长期安全稳定运行，笔者对300～1 000 MW典型容量等级煤电汽轮机及附属设备进行了超低负荷热力仿真集成计算，并完成了深调模式下整机运行状态的系统性评估和末两级长叶片在低负荷下的安全性风险产生机理的全面性分析。本文根据长叶片动应力水平计算评估和试验，验证了叶片耐振性强化措施对解决长叶片涡激效应和动应力风险的有效性。同时，针对汽轮机超低负荷运行存在的安全性风险，本文提出汽轮机需配套应用的技改措施，给出汽轮机深度调峰试验调试和工程运行要求，最终论证了全容量煤电汽轮机硬性降负荷至15%～20%THA深度调峰的工程可行性。

关键词：灵活性超低负荷深度调峰长叶片动应力

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并网变流器全工况阻抗模型的黑箱辨识方法

电力系统保护与控制 2024年第4期52卷 48-55页

作者：赵崇滨姜齐荣电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室(清华大学电机工程与应用电子技术系) 北京100084

阻抗分析法因适用于并网变流器控制结构和参数均未知的黑箱系统,已成为工程中评估宽频振荡风险的重要选择。以跟网型三相两电平变流器为例,首先,使用谐波线性化方法,严格推导了计及直流侧耦合的交流侧全工况开/闭环理论阻抗模型,实现了... 详细信息

阻抗分析法因适用于并网变流器控制结构和参数均未知的黑箱系统,已成为工程中评估宽频振荡风险的重要选择。以跟网型三相两电平变流器为例,首先,使用谐波线性化方法,严格推导了计及直流侧耦合的交流侧全工况开/闭环理论阻抗模型,实现了模型参数与工作点高阶项的完全解耦。其次,依据理论模型特征,明确了黑箱辨识方法的基本原理,分析了辨识单一开/闭环阻抗模型频率响应所需的工况数量。使用辨识得到的全工况阻抗模型,实现了不同短路比条件下系统安全运行域的快速评估,并通过时域仿真验证了其准确性。此外,讨论了所提方法的合理性、普适性以及相对于深度学习方法的优越性,为阻抗分析法的实际应用提供了参考。

关键词：阻抗分析法黑箱系统模型辨识全工况稳定性分析

基于云模型综合相似度的电力物联网关键技术综合评价

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上海交通大学学报 2024年第1期58卷 19-29,I0001页

作者：陈连福钟海旺谭振飞阮广春清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室电机工程与应用电子技术系北京100084

目前电力物联网关键技术应用的综合评价具有单评价对象的特点,传统评价方法无法适用.为全面评价电力物联网项目建设水平和运营成效,在综合考量电力物联网不同建设和运营阶段及其关键要素基础上,建立电力物联网关键技术综合评价指标体系... 详细信息

目前电力物联网关键技术应用的综合评价具有单评价对象的特点,传统评价方法无法适用.为全面评价电力物联网项目建设水平和运营成效,在综合考量电力物联网不同建设和运营阶段及其关键要素基础上,建立电力物联网关键技术综合评价指标体系,根据其单评价对象场景的特点,提出基于云模型综合相似度的评价模型.通过对逼近理想解排序方法的改造构建单评价对象的决策矩阵,提出以兼顾云模型的形状-距离综合相似度为度量,表征逼近理想解排序方法的相对贴近度,进而实现对单评价对象的精准评价.应用所提方法综合评价某电力物联网示范工程,验证了所提综合评价体系和评价方法的客观性与全面性.

关键词：电力物联网指标体系云模型云模型相似度逼近理想解排序方法

锂电池和超级电容混合储能辅助火电调频技术发展现状和趋势

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动力工程学报 2024年第3期44卷 418-429页

作者：孙培锋陆王琳白鹏陆启亮徐国昌蒋信徐凡上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海200240

系统论述了目前辅助火电机组调频用的锂电池和超级电容混合储能系统的关键技术及其研究进展,如不同类型储能的功率/容量优化配置、高压级联和模块化多电平(MMC)拓扑结构应用、混合储能控制策略等。介绍了国内混合储能辅助火电机组调频... 详细信息

系统论述了目前辅助火电机组调频用的锂电池和超级电容混合储能系统的关键技术及其研究进展,如不同类型储能的功率/容量优化配置、高压级联和模块化多电平(MMC)拓扑结构应用、混合储能控制策略等。介绍了国内混合储能辅助火电机组调频的示范工程项目,并对混合储能辅助调频技术的发展前景进行了展望。

关键词：混合储能锂电池超级电容调频

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生物质锅炉富氧燃烧技术研究进展

动力工程学报 2024年第2期44卷 157-167,316页

作者：丁先李汪繁马达夫吴何来刘平元上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海200240

生物质锅炉富氧燃烧作为一种新型的燃烧技术,可在有效改善生物质燃料清洁高效利用的同时,为碳捕集及利用提供高浓度CO_(2)的烟气,目前该技术在国内外尚处于研究示范阶段。通过系统梳理生物质燃料的基本特性,重点介绍了生物质富氧燃烧特... 详细信息

生物质锅炉富氧燃烧作为一种新型的燃烧技术,可在有效改善生物质燃料清洁高效利用的同时,为碳捕集及利用提供高浓度CO_(2)的烟气,目前该技术在国内外尚处于研究示范阶段。通过系统梳理生物质燃料的基本特性,重点介绍了生物质富氧燃烧特性及相关工程研究现状,并分析了该技术发展趋势。结果表明:富氧燃烧可在一定程度上减少热量损失,提高燃烧稳定性和锅炉运行效率;通过烟气再循环动态调整再循环比例可有效控制炉内的温度水平,缓解污染物排放问题;由于在富氧系统、配风系统、受热面结渣和全炉膛密封等方面存在技术问题,合适的注氧和混氧方式、氧量和配风方式的动态调整、防结渣处理和密封改造是防范风险的主要措施;基于富氧燃烧的生物质能高效利用耦合碳捕集与封存技术有望成为生物质电厂转型发展的方向。

关键词：生物质燃料特性富氧燃烧工程研究技术风险发展趋势

氮化硼纳米片改性硅橡胶的直流电气与力学性能

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高电压技术 2024年第1期50卷 302-312页

作者：周远翔闫晨宁张云霄朱小倩新疆大学电气工程学院电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室风光储分室乌鲁木齐830047 清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 福州大学电气工程与自动化学院福州350108

日益提升的高压直流输电电压等级对直流电缆附件用硅橡胶的电气性能提出了更高的要求,为了探究具有优良直流电气性能的复合硅橡胶材料,文中制备了填充不同质量分数的聚多巴胺修饰氮化硼纳米片改性硅橡胶,对比分析了不同填充量下复合硅... 详细信息

日益提升的高压直流输电电压等级对直流电缆附件用硅橡胶的电气性能提出了更高的要求,为了探究具有优良直流电气性能的复合硅橡胶材料,文中制备了填充不同质量分数的聚多巴胺修饰氮化硼纳米片改性硅橡胶,对比分析了不同填充量下复合硅橡胶的直流电气性能。结果表明:填充氮化硼纳米片可以有效抑制硅橡胶的空间电荷积聚现象,试样的直流击穿场强随填充量的提高呈现先增大后减小的趋势,在填充量(质量分数,下同)为15%时达到最大值,相比纯硅橡胶提升23.2%,直流电导率先减小后增大,在填充量为15%时取得最小值;除此之外,当填充量为15%时,试样的拉伸强度较纯硅橡胶提升了38.3%,试样的断裂伸长率仅下降2.7%,基本保持了原有的断裂伸长率;经聚多巴胺修饰的氮化硼纳米片复合硅橡胶相比于未经表面修饰的氮化硼纳米片复合材料,其直流电气和力学性能都有显著提高。综合分析,填充量为15%时复合材料具有较好的综合性能。

关键词：硅橡胶电缆附件直流电气性能氮化硼纳米片力学性能

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工频下导线单雨滴电晕全过程分析

中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5386-5398页

作者：刘钰欣张波何金良电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系)

输电线路电磁环境问题主要由电晕放电引起，而降雨等环境变化会加剧这一现象。该研究通过高速摄像与电晕电流测量同步测量技术，详细分析工频下导线单雨滴电晕全过程。结果表明，导线单雨滴电晕全过程可分为4个阶段，尖端放电与振动破... 详细信息

输电线路电磁环境问题主要由电晕放电引起，而降雨等环境变化会加剧这一现象。该研究通过高速摄像与电晕电流测量同步测量技术，详细分析工频下导线单雨滴电晕全过程。结果表明，导线单雨滴电晕全过程可分为4个阶段，尖端放电与振动破碎放电为主要放电类型，且两种放电的上升时间及半波时间概率密度分布均服从正态分布。随电压升高，尖端放电次数占比先减小后增大，电流脉冲幅值、上升时间、半波时间呈上升趋势；振动破碎放电次数占比先增大后减小，电流脉冲幅值、上升时间呈上升趋势，半波时间呈先上升后下降趋势。雨滴半径的增大对不同放电类型的放电次数和电流脉冲特性也产生一定的影响。该研究为理解雨天输电线路的电晕损耗和可听噪声变化提供新的视角。

关键词：雨滴泰勒锥电晕放电电晕电流脉冲输电线路

来源：博看期刊

换流阀高压直流电容聚丙烯材料选型关键参数与方法

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高电压技术 2024年第6期50卷 2354-2362页

作者：冉昭玉刘雨杭孟礼李琦电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084

高压直流电容器作为海上风电柔直换流阀中功率模块的重要部件,是换流阀中国产化程度最低的核心元件。双向拉伸聚丙烯(biaxially-oriented polypropylene,BOPP)薄膜的介电与储能特性直接影响电容耐压等级和容量,目前大量依赖进口。为了... 详细信息

高压直流电容器作为海上风电柔直换流阀中功率模块的重要部件,是换流阀中国产化程度最低的核心元件。双向拉伸聚丙烯(biaxially-oriented polypropylene,BOPP)薄膜的介电与储能特性直接影响电容耐压等级和容量,目前大量依赖进口。为了应对电容器紧凑化发展的趋势及其在复杂运行工况下长期安全稳定运行的挑战,开展了聚丙烯材料选型关键参数研究。调研并选取国内外主要电容厂家现有的聚丙烯材料,结合粒料与表面材料微观结构、结晶参数、介电性能等实验测试分析,基于神经网络分析发现,影响聚丙烯材料介电储能特性的关键影响因素包括等规度、灰分、结晶参数、高温高场下介质损耗及泄漏电流,从而为换流阀高压直流电容聚丙烯材料选型提供依据。结果表明,国产超纯粒料相较于进口粒料所对应的聚丙烯薄膜关键物化参数差距较小,85℃高温下充放电效率90%对应的电场强度及储能密度基本相当,交直流叠加电场650 kV/mm以内,薄膜充放电效率维持在同一水平,因此有望应用于换流阀实际工程。

关键词：直流电容器聚丙烯选型微观结构介电储能性能

基于PMU梯度动态偏差的新型电力系统快速稳定性

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上海交通大学学报 2024年第1期58卷 40-49页

作者：于淼胡敬轩张寿志魏静静孙建群吴屹潇北京建筑大学机电与车辆工程学院北京100044 北京市建筑安全检测工程技术研究中心北京100044 清华大学电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

在能源转型和科技进步双重推动下,高比例可再生能源和高比例电力电子设备正成为电力系统发展重要趋势和关键特征.新型电力系统动态行为随之发生重大变化,传统小干扰稳定性分析方法满足使用需要,在应对运行工况快速变化场合时尚存在亟需... 详细信息

在能源转型和科技进步双重推动下,高比例可再生能源和高比例电力电子设备正成为电力系统发展重要趋势和关键特征.新型电力系统动态行为随之发生重大变化,传统小干扰稳定性分析方法满足使用需要,在应对运行工况快速变化场合时尚存在亟需解决问题.提出基于同步相量测量装置(PMU)数据梯度动态偏差李雅普诺夫直接分析法对新型电力系统小干扰稳定性进行分析,利用PMU数据矩阵降维得到低维矩阵,代入含双馈异步风力发电机组的电力系统矩阵模型,求解李雅普诺夫方程式得到对角矩阵,通过判定矩阵正定性对系统稳定性作出判断.利用求解后得到的对角矩阵计算相应状态变量动态偏差值,对相应状态变量曲线使用梯度下降法迭代计算该曲线极值点数值,时间加权计算整个振荡过程时间加权动态偏差量,为阻尼稳定控制器配置位置提供指导.利用含风力发电新英格兰10机39节点系统仿真验证方法可以达到改善系统小干扰稳定性以及对新型电力系统快速稳定性分析的有效性.

关键词：同步相量测量装置数据新型电力系统稳定性分析李雅普诺夫直接法梯度动态偏差