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模块化多电平变流器环流回路阻抗建模与稳定性分析

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电力自动化设备 2024年

作者：赵崇滨姜齐荣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与仿真国家重点实验室

目前应用阻抗法分析宽频振荡时，对模块化多电平变流器（modular multilevelconverter, MMC）通常仅建立互联电气回路的阻抗模型。尽管相关研究方式计及了MMC交流共模环流动态的影响，但从传递函数对系统模式可观性的角度考虑是不充分... 详细信息

目前应用阻抗法分析宽频振荡时，对模块化多电平变流器（modular multilevelconverter, MMC）通常仅建立互联电气回路的阻抗模型。尽管相关研究方式计及了MMC交流共模环流动态的影响，但从传递函数对系统模式可观性的角度考虑是不充分的。为此，基于谐波线性化理论，推导了计及频率耦合效应的MMC一维闭环环流回路阻抗模型，特别说明了由于环流回路无法实现可靠的源-荷划分，环流回路阻抗模型与已有阻抗模型在推导和检验方式的区别。进一步改进对数导数判据，结合最优化方法，辨识嵌入闭环阻抗模型分子多项式的闭环系统模式。仿真验证了所提方法的有效性。

关键词：模块化多电平变流器环流回路阻抗稳定性分析可观性

基于激光吸收光谱的CO/CO_(2)/H_(2)S浓度同步在线测量研究

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1412-1416页

作者：张学军陈勤根杨展邓琴贺拴玲彭志敏浙江浙能中煤舟山煤电有限责任公司浙江舟山310007 浙江浙能技术研究院有限公司浙江杭州310015 清华大学能源与动力工程系电力系统与发电设备控制与仿真国家重点实验室北京100084

CO、CO_(2)、H_(2)S是燃煤锅炉炉内气氛重要组成部分,其浓度不仅能够反映燃烧工况,还可作为水冷壁高温腐蚀程度判断依据,因此实现CO、CO_(2)、H_(2)S浓度的准确测量意义重大。首先采用波长调制-直接吸收(WM-DAS)方法结合约40 m长光程Her... 详细信息

CO、CO_(2)、H_(2)S是燃煤锅炉炉内气氛重要组成部分,其浓度不仅能够反映燃烧工况,还可作为水冷壁高温腐蚀程度判断依据,因此实现CO、CO_(2)、H_(2)S浓度的准确测量意义重大。首先采用波长调制-直接吸收(WM-DAS)方法结合约40 m长光程Herriott池,在室温低压下,开展不同CO/CO_(2)浓度配比下三种气体吸收率同步测量实验,结果表明三种气体的吸收率测量值与理论计算值相近,相对误差在6.82%以内,测量结果可靠性较高;然后对不同浓度CO/CO_(2)(0~2000μL·L^(-1))、H_(2)S(0~20μL·L^(-1))进行动态测量,结果表明,测量系统对三种组分浓度变化的响应具有较好的线性度。

关键词：波长调制-直接吸收光谱 CO浓度 CO_(2)浓度 H_(2)S浓度同步测量

新型配电网多虚拟电厂分布式资源聚合与聚合体优化运行方法

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高电压技术 2024年第1期50卷 105-116,I0009-I0011页

作者：许泽凯刘曌和敬涵司方远王小君北京交通大学电气工程学院北京100044 清华大学电机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

随着新型电力系统建设的不断推进,配电网侧分布式资源聚合与聚合体优化运行成为支撑电网平衡能力提升的关键技术之一。为快速准确表征分布式资源聚合体的功率调节能力,首先通过顶点枚举法求解考虑电源出力不确定性的虚拟电厂可行域;进... 详细信息

随着新型电力系统建设的不断推进,配电网侧分布式资源聚合与聚合体优化运行成为支撑电网平衡能力提升的关键技术之一。为快速准确表征分布式资源聚合体的功率调节能力,首先通过顶点枚举法求解考虑电源出力不确定性的虚拟电厂可行域;进一步为解决配电网多虚拟电厂经济优化运行问题,设计了计及有功-无功的二元一致性算法,并证明所提算法的收敛性;通过基于可行域边界与二元一致性变量修正方程的修正法则,以满足功率与电压约束;最终得到多虚拟电厂分布式资源聚合与聚合体优化运行的算法流程。通过算例分析与对比,验证了所提资源聚合与聚合体优化运行的框架可行性,以及其相较于传统一致性算法的优势。通过对分布式资源有功-无功调节能力的充分利用,提升了分布式资源参与电网运行的灵活性。

关键词：虚拟电厂二元一致性算法资源聚合与聚合体优化运行可行域顶点枚举法

基于新能源消纳的高温电解制氢系统建模与控制方法研究

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太阳能学报 2024年第1期45卷 484-491页

作者：赫亚庆张新燕王维庆李佳蓉赵晨欢王海云新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心乌鲁木齐830017 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北京100084 电力规划设计总院北京100120

基于新能源随机波动以及低温电解制氢系统转化效率较低且无法切换到发电状态,提出一种高温电解制氢变负载情形下的高效最大产氢点多模型优化控制方法。首先构建计及辅助设备在内的高温固体氧化物电解系统整体协同运行的多能耦合优化模型... 详细信息

基于新能源随机波动以及低温电解制氢系统转化效率较低且无法切换到发电状态,提出一种高温电解制氢变负载情形下的高效最大产氢点多模型优化控制方法。首先构建计及辅助设备在内的高温固体氧化物电解系统整体协同运行的多能耦合优化模型,分析其影响系统电解的工作温度、电流强度、物料流速等诸多因素并导出高能安全产氢率;其次,在PID控制的基础上,给出一种既能实现变负荷同步准确跟踪产氢轨迹和优化电网调控需求,又能最大优化产氢效率的自适应时变线性变参数模型预测控制方法;最后,通过算例仿真验证所提方法较PID控制电解系统升温速率快,过渡时间短,电解电流、水蒸气流速、H2流速、电炉功率都能平稳过渡至稳态点,具有一定的理论和实用价值。

关键词：高温制氢固体氧化物新能源消纳多能耦合模型预测控制

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10MW三次再热空气透平技术特点

汽轮机技术 2024年第2期66卷 95-96,124页

作者：邢冠一徐鹏余海鹏徐殿吉魏红阳哈尔滨汽轮机厂有限责任公司哈尔滨150046 哈电发电设备国家工程研究中心有限公司哈尔滨150046

综述了10MW三次再热空气透平开发、研制的技术路线及其独特性、先进性。阐述了全滑压范围内满负荷运行的研究方法,描述了双缸双转速的结构布局。该空气透平的开发对大容量机组的发展具有重要意义。

关键词：空气透平双缸双转速全滑压满负荷

分体式太阳能PVT热泵系统试验运行性能分析

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动力工程学报 2024年第10期44卷 1574-1581页

作者：陆王琳李政姜山上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院太阳能发电与制冷教育部工程研究中心上海200240

在既有光伏组件的基础上,安装集热背板形成分体式PVT组件,搭建分体式PVT热泵系统试验台,在晴天和多云典型日2种工况下进行系统运行性能试验,将水箱内的水从常温加热到60℃。试验结果表明,在晴天和多云典型日下,系统平均COP分别为4.11和4... 详细信息

在既有光伏组件的基础上,安装集热背板形成分体式PVT组件,搭建分体式PVT热泵系统试验台,在晴天和多云典型日2种工况下进行系统运行性能试验,将水箱内的水从常温加热到60℃。试验结果表明,在晴天和多云典型日下,系统平均COP分别为4.11和4.20,均高于相同工况下的空气源热泵;最大发电效率分别为13.2%和19.9%,PVT组件表面温度分布均低于40℃,有明显的降温提效作用;平均得热因子分别为48%和71%,无量纲压力损失系数保持在0.030~0.047,均流性较好。

关键词：光伏光热热泵分体式既有光伏

基于SO-PAA-GAF和AdaBoost集成学习的高压断路器故障诊断

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电力系统保护与控制 2024年第3期52卷 152-160页

作者：司江宽吐松江·卡日范想高文胜朱炜新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830047 国网新疆电力公司哈密供电公司新疆哈密839000 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

针对在小样本和复杂工况下高压断路器故障诊断识别精度不高的问题,提出一种基于振动信号处理和Ada Boost集成学习的高压断路器故障诊断方法。首先,搭建高压断路器实验平台并采集8种工况下的分闸振动信号。其次,对振动信号进行绝对值处理... 详细信息

针对在小样本和复杂工况下高压断路器故障诊断识别精度不高的问题,提出一种基于振动信号处理和Ada Boost集成学习的高压断路器故障诊断方法。首先,搭建高压断路器实验平台并采集8种工况下的分闸振动信号。其次,对振动信号进行绝对值处理后,使用分段聚合近似(piecewise aggregate approximation,PAA)进行分段平均,将输出的新序列采用格拉姆角场(Gramian angular field,GAF)转换成图片,并使用Relief F方法对提取的高维图片特征进行重要度排序。最后,将保留的重要特征输入到Ada Boost集成学习模型进行故障诊断,并用蛇优化算法确定最优PAA分段步长和输入分类器特征数量,以进一步提高故障诊断精度。通过分析多种信号处理方式及分类模型可知,图片信号和Ada Boost集成学习模型能够有效处理振动信号并准确判断故障类型,为准确、可靠地诊断高压断路器故障提供了新途径。

关键词：高压断路器振动信号处理分段聚合近似格拉姆角场故障诊断

转子槽楔材料对汽轮发电机运行性能和参数的影响分析

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电工技术 2024年第5期 149-153页

作者：沈叶翼裘迪林杨仕友浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 杭州杭发发电设备有限公司浙江杭州311251

转子槽楔的材料不仅影响汽轮发电机的运行能力,还影响转子的损耗,因此转子槽楔的材料选择是汽轮发电机设计中考虑的关键因素。为此,研究了应用磁性转子槽楔后发电机同步电抗、额定励磁电流和气隙磁密分布等电磁参数的变化规律。此外,还... 详细信息

转子槽楔的材料不仅影响汽轮发电机的运行能力,还影响转子的损耗,因此转子槽楔的材料选择是汽轮发电机设计中考虑的关键因素。为此,研究了应用磁性转子槽楔后发电机同步电抗、额定励磁电流和气隙磁密分布等电磁参数的变化规律。此外,还对比分析了不同槽楔材料对电机电磁参数、失步转矩、短路转矩和发电损耗的影响。研究结果表明,当转子采用磁性槽楔后,发电机同步电抗减小,额定励磁电流增大,发电机气隙磁密分布更加均匀,且相应的发电机损耗也发生了变化。

关键词：汽轮发电机转子槽楔材料电磁参数气隙磁场

基于耦合负压原理的10kV直流负荷开关设计

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高压电器 2024年第5期60卷 20-30页

作者：李伟谢文刚刘博宋中建张志成屈鲁山东泰开高压开关有限公司山东泰安271000 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

为满足柔性直流配电系统负荷电流频繁投切对开关操作寿命的高要求,解决直接采用直流断路器方案成本高、体积大的难题,文中研究了一种基于耦合负压原理的直流负荷开关方案。首先对其拓扑和工作原理进行了介绍,然后设计了基于双动结构和... 详细信息

为满足柔性直流配电系统负荷电流频繁投切对开关操作寿命的高要求,解决直接采用直流断路器方案成本高、体积大的难题,文中研究了一种基于耦合负压原理的直流负荷开关方案。首先对其拓扑和工作原理进行了介绍,然后设计了基于双动结构和电磁斥力机构的主支路快速机械开关、基于耦合负压装置的换流单元和采用反串联拓扑的电力电子开关阀单元,最后,根据苏州某换流站工程需求,研制出10 kV耦合负压型直流负荷开关样机并进行试验验证。结果表明:所研制的10 kV直流负荷开关可在3 ms内开断额定电流和最大开断电流,且能连续动作,体积为目前国内同等参数最小,并具有低损耗、高机械寿命和高可靠性的优点,完全满足工程要求,同时为后续直流负荷开关产品的开发提供了参考。

关键词：直流配电频繁投切耦合负压直流负荷开关双动结构反串联拓扑