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蒲石河电站水泵水轮机转轮S特性优化研究

大电机技术 2024年第4期 118-126页

作者：谢文祥陈太平许彬李阳张韬王焕茂谢明杰辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司辽宁丹东118216 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 哈动国家水力发电设备工程技术研究中心有限公司哈尔滨150040 水力发电设备全国重点实验室(哈尔滨大电机研究所) 哈尔滨150040 哈尔滨电机厂有限责任公司哈尔滨150040

针对蒲石河抽水蓄能电站机组启动和甩负荷时水泵水轮机转轮S特性诱发的厂房振动问题,本文基于CFD数值仿真计算和模型试验对机组原9叶片转轮的S特性进行了分析研究,发现在S区工况运行时原转轮进口存在回流区,产成较大的水力损失,从而造... 详细信息

针对蒲石河抽水蓄能电站机组启动和甩负荷时水泵水轮机转轮S特性诱发的厂房振动问题,本文基于CFD数值仿真计算和模型试验对机组原9叶片转轮的S特性进行了分析研究,发现在S区工况运行时原转轮进口存在回流区,产成较大的水力损失,从而造成转轮的通流能力下降。基于此发现,本研究提出将9叶片转轮改为7叶片转轮的优化方案。通过对比CFD仿真结果及试验验证,新方案的转轮进口回流现象得到调整,从而有效改善了转轮“S”特性,解决了厂房振动的源头问题。实际工程的应用证明新方案起到了很好的效果,本方案思路可为同类型电站类似问题解决及老旧抽水蓄能电站改造提供参考借鉴。

关键词：水泵水轮机 S特性回流优化蒲石河电站

基于真空电弧伏安特性的大电流真空多断口并联动态均流特性

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高电压技术 2024年

作者：韩翔宇杨飞陈洪斌李刚孙晋茹荣命哲西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安高压电器研究院

高压、大容量发电机断路器是发电厂的关键电力开关设备，其额定电流与故障电流均超出了单个真空灭弧室的容量极限，需并联多个真空灭弧室。针对真空多断口并联动态燃弧过程中的均流问题，搭建了真空燃弧实验平台，开展了40kA-80kA大电... 详细信息

高压、大容量发电机断路器是发电厂的关键电力开关设备，其额定电流与故障电流均超出了单个真空灭弧室的容量极限，需并联多个真空灭弧室。针对真空多断口并联动态燃弧过程中的均流问题，搭建了真空燃弧实验平台，开展了40kA-80kA大电流燃弧实验，并用高速摄影仪同步拍摄电弧形态。根据大电流真空电弧的伏安特性将燃弧过程划分为瞬态起弧阶段、电弧演变的非稳定阶段和电弧演变的稳定阶段，详细分析了电弧形态、电流等级对伏安特性的影响规律。提出了基于不同燃弧阶段下伏安特性的大电流真空电弧的电路模型，电弧电压的仿真误差最大仅为弧压极值的4.99%。之后，建立了大电流真空多断口并联均流的仿真拓扑，研究了起弧延时和支路阻抗对动态均流的影响规律，并阐明了最佳起弧延时的绝对值会随着静态均流系数的降低而提高。最后，开展了100kA真空多断口并联均流实验，成功实现了较好的均流效果，也验证了本文所提模型的预测能力。本文结论将为高压、大容量GCB开断性能的提升奠定基础。

关键词：发电机断路器真空多断口伏安特性静态均流特性动态均流特性

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黄河源区下垫面变化对水文过程的影响

水力发电学报 2024年第6期43卷 63-74页

作者：韩璐魏加华侯铭垒侯胜玲青海大学三江源生态与高原农牧业国家重点实验室西宁810016 青海大学黄河上游生态保护与高质量发展实验室西宁810016 青海大学土木水利学院西宁810016 清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084

量化评估下垫面变化对水平衡要素的影响,对揭示黄河源区径流变化归因具有重要意义。论文建立了考虑土地覆被变化(LUCC)和叶面积指数(LAI)动态变化的可变下渗容量(VIC)模型,模拟了下垫面变化条件下的降水-径流响应关系。结果表明,考虑下... 详细信息

量化评估下垫面变化对水平衡要素的影响,对揭示黄河源区径流变化归因具有重要意义。论文建立了考虑土地覆被变化(LUCC)和叶面积指数(LAI)动态变化的可变下渗容量(VIC)模型,模拟了下垫面变化条件下的降水-径流响应关系。结果表明,考虑下垫面动态变化的VIC模型能更好地模拟源区水文过程,相对误差降低8.8%~12.9%。2001—2018年LAI和LUCC综合作用导致植物蒸腾量年均增加约15%,玛曲和唐乃亥断面径流分别减少约9.19%和7.17%。LAI对径流影响较LUCC大,LAI对玛曲和唐乃亥断面多年平均径流量的贡献分别为-4.80%和4.48%,而LUCC的贡献为0.16%和-3.15%。研究解释了下垫面变化是源区降水增加条件下径流变化不显著的原因,对认识气候变化和生态保护的水文响应规律有借鉴意义。

关键词：可变下渗容量模型土地覆被叶面积指数黄河源区径流模拟

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水电工程施工工序的概算定额智能绑定方法

水力发电学报 2024年

作者：庞小荣刘全孟歆刘杰元李心睿武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司

概算定额和机械定额是施工资源分析和工程概算编制的基础，传统的工序和定额人工绑定低效繁琐且容易出错。本文在建立定额范式数据库的基础上，采用信息检索与自然语言处理技术，提出施工工序的概算定额智能绑定方法。根据文本关键词语... 详细信息

概算定额和机械定额是施工资源分析和工程概算编制的基础，传统的工序和定额人工绑定低效繁琐且容易出错。本文在建立定额范式数据库的基础上，采用信息检索与自然语言处理技术，提出施工工序的概算定额智能绑定方法。根据文本关键词语素分解，结合Word2vec词义分析与逆文本频率权重，提出了面向概算定额的正负相关性模糊检索模型；针对概算定额的分级检索特征，提出了概算定额的先验级联检索方法。实验表明，检索模型召回概算定额与施工机械台时费定额精确度分别达到92.29%、97.28%，先验级联检索方法显著缩短设计工时。本方法的应用将为水电工程设计智能化提供有力支持。

关键词：设计概算定额绑定自然语言处理信息检索词义分析

面向多元灵活资源聚合的区域综合能源系统主动调节能力评估与优化:关键问题与研究架构

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中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2097-2118,I0002页

作者：司方远张宁韩英华窦真兰董启环康重庆电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 东北大学秦皇岛分校河北省秦皇岛市066004 国网上海市电力公司上海市浦东新区200023

区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)通过对多元灵活资源的整合与协调,在本地多能源供需平衡的基础上优化可调节能力,进而通过共享可调节量实现跨区域能量互济,有望提升能源利用效率,在深入挖掘海量用户可调节潜... 详细信息

区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)通过对多元灵活资源的整合与协调,在本地多能源供需平衡的基础上优化可调节能力,进而通过共享可调节量实现跨区域能量互济,有望提升能源利用效率,在深入挖掘海量用户可调节潜力,充分发挥系统灵活性价值方面发挥着重要作用。该文首先系统分析多元灵活资源聚合下构建RIES的驱动力和瓶颈,对现有研究概况进行综述。基于当前研究路径,从RIES主动调节能力时空动态演变规律深度挖掘、复杂非线性动态RIES主动调节能力优化、多RIES集群分布式最优协调3个方面,分析RIES研究过程中的关键问题。在此基础上,从RIES“主动调节能力评估、自治协调优化、集群协同控制”3个共同影响系统经济稳定运行的重点问题提出多元灵活资源聚合下RIES的研究架构,并对关键研究内容进行分析和阐述。

关键词：区域综合能源系统灵活性主动调节能力能量共享不确定性分布式优化

基于准稳态法的热电材料变物性参数表征测量方法

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电工技术学报 2024年第17期39卷 5311-5320页

作者：任鸿睿何海龙纽春萍荣命哲田昊洋电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 西安710049 国网上海市电力公司电力科学研究院上海200437

温差发电技术能够实现热能到电能的直接转换,在余热利用、航天器供电和自供电传感器等领域具有广泛应用,其核心之一是用于实现热-电转换的热电材料。热电材料物性参数的表征在热电器件应用、优化设计、故障诊断等研究中有重要意义。目... 详细信息

温差发电技术能够实现热能到电能的直接转换,在余热利用、航天器供电和自供电传感器等领域具有广泛应用,其核心之一是用于实现热-电转换的热电材料。热电材料物性参数的表征在热电器件应用、优化设计、故障诊断等研究中有重要意义。目前大多数热电材料物性参数表征方法认为材料的热电参数为常数,忽视了热电参数与温度非线性相关,且没有全面考虑器件中的接触电阻和热阻。该文提出一种基于准稳态法和热电器件测试装置的热电材料变物性参数表征测量方法:首先提出准稳态法对材料物性参数的表征计算方法,通过仿真验证了该方法的正确性;在此基础上,结合热电器件测试装置,采用实验对热电材料进行了变物性参数表征,结果表明,测试结果与厂家参数的最大误差仅为4.3%,能够实现对热电参数的准确表征。该方法实现了在更宽的温度范围内对热电材料物理参数的准确表征,丰富了热电器件测试装置的功能,能够降低材料测试装置的设备投入和测试成本。

关键词：热电材料变物性参数稳态法准稳态法热电器件测试装置

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中国抽水蓄能发展形势和展望

人民长江 2024年

作者：韩冬任伟楠周力崔正辉何国建水电水利规划设计总院清华大学水利系水圈科学与水利工程全国重点实验室

抽水蓄能是当前全生命周期碳减排效益最显著、技术最成熟、经济性最优且最具大规模开发潜力的调节电源。本文综合分析了我国抽水蓄能发展的现状、资源分布特点、发展形势、发展定位及其综合效益。在政策研究的基础上，通过国际和国内发... 详细信息

抽水蓄能是当前全生命周期碳减排效益最显著、技术最成熟、经济性最优且最具大规模开发潜力的调节电源。本文综合分析了我国抽水蓄能发展的现状、资源分布特点、发展形势、发展定位及其综合效益。在政策研究的基础上，通过国际和国内发展现状及趋势分析表明抽水蓄能在支撑风、光、核等能源大规模开发、提升电力系统灵活调节能力方面具有重要作用和价值。站点资源普查分析表明，全国共普查出资源站点1500余个，普查站点资源总装机规模达16亿kW/100亿kWh。在发展定位方面，抽水蓄能对建设新型电力系统、构建风光蓄大型基地和流域水风光一体化基地、规模化拉动经济发展和促进乡村振兴具有重要支撑意义。结合环境效益和综合效益评估，全面论述抽水蓄能在减少二氧化碳排放、促进电力系统安全稳定运行和经济社会发展方面的重要贡献。最后，本文展望了抽水蓄能未来发展的方向，并提出了相应的行业发展建议，为我国抽水蓄能产业高质量发展提供理论支撑和实践指导。

关键词：抽水蓄能发展形势发展展望站点资源环境效益综合效益

基于DFIG无功优化控制的直流换相失败暂态过电压抑制

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电力自动化设备 2024年第10期44卷 32-38页

作者：闫佳颖刘其辉李开心吴林林华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室北京102206 国网冀北电力科学研究院北京100045

当高压直流系统发生换相失败时,送端电网电压呈现“先低后高”连续变化的特征,风电机组动态控制不佳,严重时会造成脱网。为克服传统国标控制策略未考虑电压连续变化特征下的控制“空白区”问题,揭示了换相失败暂态过电压的形成机理并分... 详细信息

当高压直流系统发生换相失败时,送端电网电压呈现“先低后高”连续变化的特征,风电机组动态控制不佳,严重时会造成脱网。为克服传统国标控制策略未考虑电压连续变化特征下的控制“空白区”问题,揭示了换相失败暂态过电压的形成机理并分析了其暂态形态特性;在传统国标控制策略的基础上,引入无功电流系数细化电流指令并利用转子侧换流器进行优先分配,确定了基于双馈感应发电机(DFIG)无功优化的故障穿越控制策略。基于MATLAB/Simulink仿真平台对所提控制策略进行验证。结果表明相较于传统国标控制策略,所提控制策略能够进一步抑制换相失败恢复阶段的暂态过电压现象。

关键词：换相失败电压连续变化 DFIG 无功控制区间优化暂态过电压抑制

基于全阶模型的直驱风电机组多时间尺度等效惯量机理建模

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电力系统自动化 2024年第8期48卷 79-90页

作者：姜继恒鲁宗相乔颖李佳明程艳关逸飞汪挺电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学) 北京市100084 国网山东省电力公司电力科学研究院山东省济南市250003 国网山东省电力公司山东省济南市250000

构建风电机组的等效惯量模型是开展风电场暂态支撑定量分析与优化控制工作的关键基础,在转动惯量降低、频率特性劣化的高比例可再生能源电网场景下尤其关键。然而,现有模型研究往往结合分析目标侧重若干环节而未能建立全环节的完整模型... 详细信息

构建风电机组的等效惯量模型是开展风电场暂态支撑定量分析与优化控制工作的关键基础,在转动惯量降低、频率特性劣化的高比例可再生能源电网场景下尤其关键。然而,现有模型研究往往结合分析目标侧重若干环节而未能建立全环节的完整模型,也未能揭示不同时间尺度降阶模型与计算精度的关系。首先,以直驱风电机组为对象,在对比风电等效惯量与同步机惯量在机理和实现方式等方面差异的基础上,分析了机械、控制、电气等环节对风电等效惯量的动态影响,建立了风电机组的频率响应全阶模型。然后,基于奇异摄动理论推导了考虑不同时间尺度动态的等效惯量降阶模型,应用瓦西里耶娃理论推导了误差与模型时间尺度之间的关系。最后,采用电磁暂态仿真算例验证了全阶机理模型的有效性及不同降阶模型的精度水平。

关键词：风电机组等效惯量多时间尺度奇异摄动降阶模型瓦西里耶娃理论