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大型储能电站建模与应用展望

高电压技术 2024年第6期50卷 2397-2409页

作者：李相俊胥国毅赵珊珊李蓓蓓可再生能源并网全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100192 新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

针对大型储能电站建模层级不明确、定位不清晰以及模型应用场景适应性不足的问题,该文提出了新型能源体系下大型储能电站建模体系框架及应用展望。首先,从储能定位和电力系统稳定性两个视角阐释了储能系统建模需求。其次,提出了储能电... 详细信息

针对大型储能电站建模层级不明确、定位不清晰以及模型应用场景适应性不足的问题,该文提出了新型能源体系下大型储能电站建模体系框架及应用展望。首先,从储能定位和电力系统稳定性两个视角阐释了储能系统建模需求。其次,提出了储能电站多时间尺度建模的整体框架和方法;以实际电网为例,提供了多类型模型应用场景选取原则和匹配建议。研究表明,电力系统稳定性框架直接催生储能建模需求,同时提供了不同储能模型的应用场景;储能模型应用不仅包含储能装置特性和稳定特性校验,更囊括储能对能源电力转型的支撑能力评估。研究结论为储能建模构建了系统化思路,为储能模型应用提供指导性意见,有助实现储能电站相关分析辅助决策。

关键词：新型能源体系新型电力系统储能建模电力系统仿真电力系统稳定性新能源构网型储能

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全国统一电力市场演进过程下省间-省内市场出清及定价模型

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电工技术学报 2024年第7期39卷 2116-2131页

作者：陈熠王晗严正冯凯刘子杰电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海交通大学上海200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海交通大学上海200240 中国电力科学研究院有限公司南京210037

为了促进电力资源在省间的余缺互济和在全国范围内的优化配置,我国正有序推进电力市场改革,逐步实现省间-省内市场的耦合和全国统一市场的演进。根据省间-省内市场耦合程度的不同,该文将演进过程划分为三个阶段:分层阶段、松耦合阶段和... 详细信息

为了促进电力资源在省间的余缺互济和在全国范围内的优化配置,我国正有序推进电力市场改革,逐步实现省间-省内市场的耦合和全国统一市场的演进。根据省间-省内市场耦合程度的不同,该文将演进过程划分为三个阶段:分层阶段、松耦合阶段和紧耦合阶段。进一步考虑跨区、跨省以及省内输电的输电费回收问题,跨区直流输电线路与区域内交流输电线路按照传输电量收费,省内线路按照用户负荷用电量收费。构建了面向不同输电费收取方式的出清模型与定价机制,分层阶段采用顺序出清,松耦合阶段采用双层迭代出清,紧耦合阶段采用统一出清,定价机制均采用节点电价定价机制。最后,利用IEEE 39节点和118节点系统进行仿真计算,验证了出清模型和定价机制的有效性,并分析了输电费对出清和定价结果的影响。

关键词：省间-省内电力市场输电费出清模型定价模型松耦合阶段

基于二次采样和集成学习方法的变压器故障预测

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智慧电力 2024年第7期52卷 40-47页

作者：侯赛成润坤刘达华北电力大学经济与管理学院北京102206 华北电力大学智慧能源研究所北京102206

提前预测预警变压器故障可帮助电网企业提前安排检修,保证电网运行安全。提出了一种基于二次采样和集成学习的变压器故障预测模型,以增加故障数据样本并提高模型预测精度。首先,引入合成少数类过采样(SMOTE-SMOTE)二次采样方法处理变压... 详细信息

提前预测预警变压器故障可帮助电网企业提前安排检修,保证电网运行安全。提出了一种基于二次采样和集成学习的变压器故障预测模型,以增加故障数据样本并提高模型预测精度。首先,引入合成少数类过采样(SMOTE-SMOTE)二次采样方法处理变压器运行状态初始数据,构建平衡数据集,然后以支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、人工神经网络(ANN)等为基学习器对平衡后的变压器运行状态数据集进行预测,构建Stacking集成学习模型对变压器故障进行预测。综合对比不同采样方法、不同基学习器和元学习器下模型的预测效果,结果表明二次采样方法相较于单一采样方法可以有效提高模型的预测效果。

关键词：电力变压器故障预测二次采样集成学习

面向高比例新能源电网短路计算的机电-电磁融合电源模型

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 58-64页

作者：陈谦张政伟钱倍奇刘明洋李宗源河海大学能源与电气学院江苏南京211100 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450000

为解决新型电力系统计算与分析中传统电源模型难以继续适用的问题,提出一种面向高比例新能源电网短路计算的机电-电磁融合电源模型。一方面,考虑新能源电源通用控制策略作用下的外部输出特性,采用单一压控电流源等效电源侧海量新能源电... 详细信息

为解决新型电力系统计算与分析中传统电源模型难以继续适用的问题,提出一种面向高比例新能源电网短路计算的机电-电磁融合电源模型。一方面,考虑新能源电源通用控制策略作用下的外部输出特性,采用单一压控电流源等效电源侧海量新能源电源的整体输出;另一方面,根据短路电流故障的时间划分尺度,保留传统发电机工频基波意义下的外部输出特性,并采用3个大小不一且衰减速度不同的电压源等效电源侧所有发电机的整体输出。进而采用3个电压源和1个压控电流源并联的形式作为融合电源模型的结构,并采用内点法对融合电源模型参数进行在线辨识。通过短路仿真数据和电网实测故障录波数据验证了融合电源模型的适用性。

关键词：新型电力系统融合电源模型短路计算新能源电源在线参数辨识

基于改进经验模态分解和混合深度学习模型的风速预测

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智慧电力 2024年第1期52卷 1-7页

作者：杨迪王辉贺仁杰成润坤张国维刘达华北电力大学经济与管理学院北京102206 华北电力大学智慧能源研究所北京102206

准确的风速预测对风电消纳和电力系统的稳定运行具有重要意义。提出将改进的自适应噪声完全集合经验模态分解(ICEEMDAN)方法和混合深度学习模型相结合以提高风速预测准确性。首先,采用ICEEMDAN分解方法提取复杂风速序列中不同频率特征;... 详细信息

准确的风速预测对风电消纳和电力系统的稳定运行具有重要意义。提出将改进的自适应噪声完全集合经验模态分解(ICEEMDAN)方法和混合深度学习模型相结合以提高风速预测准确性。首先,采用ICEEMDAN分解方法提取复杂风速序列中不同频率特征;其次,针对不同频率特征构建时间卷积网络(TCN)-门控循环单元神经网络(GRU)模型,获取长期时序信息并对各特征序列进行预测;最后,加权集成每个特征序列的预测值作为最终结果。实验结果表明,所提ICEEMDAN-TCN-GRU模型较对比模型模型预测精度高、稳定性强。

关键词：风电风速预测时间序列分解时间卷积网络门控循环单元神经网络

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宽禁带半导体器件开关振荡研究综述

中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2386-2407,I0026页

作者：孙帅林仲康唐新灵魏晓光赵志斌北京智慧能源研究院北京市昌平区102209 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

宽禁带半导体器件具有高频、高效率、高功率密度等优点。然而,低寄生电容、低阈值电压和快速开关等特性也使它们更容易受到开关振荡的影响。该文综述开关振荡的类型、产生机理、敏感参数以及抑制方法。首先,依据波形特征将振荡分为阻尼... 详细信息

宽禁带半导体器件具有高频、高效率、高功率密度等优点。然而,低寄生电容、低阈值电压和快速开关等特性也使它们更容易受到开关振荡的影响。该文综述开关振荡的类型、产生机理、敏感参数以及抑制方法。首先,依据波形特征将振荡分为阻尼振荡及自持振荡两类;其次,建立开关振荡分析模型,包括器件模型和开关电路模型,依托该模型研究两种振荡的机理、敏感参数以及各敏感参数对振荡特性的影响规律;再次,分析两类开关振荡的差异性和关联性;最后,总结抑制开关振荡的主要方法,并对各种方法的优缺点进行比较分析。对前人研究成果进行总结和延伸,期望帮助研究人员更好地将宽禁带器件应用于高频高功率变换工况。

关键词：宽禁带半导体振荡阻尼振荡自持振荡反馈负电阻

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功率器件封装结构热设计综述

中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2748-2773,I0020页

作者：王磊魏晓光唐新灵林仲康赵志斌李学宝北京智慧能源研究院北京市昌平区102209 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

半导体技术的进步使得芯片的尺寸得以不断缩小,倒逼着封装技术的发展和进步,也由此产生了各种各样的封装形式。当前功率器件的设计和发展具有低电感、高散热和高绝缘能力的属性特征,器件封装上呈现出模块化、多功能化和体积紧凑化的发... 详细信息

半导体技术的进步使得芯片的尺寸得以不断缩小,倒逼着封装技术的发展和进步,也由此产生了各种各样的封装形式。当前功率器件的设计和发展具有低电感、高散热和高绝缘能力的属性特征,器件封装上呈现出模块化、多功能化和体积紧凑化的发展趋势。为实现封装器件低电感设计,器件封装结构更加紧凑,而芯片电压等级和封装模块的功率密度持续提高,给封装绝缘和器件散热带来挑战。在有限的封装空间内,如何把芯片的耗散热及时高效地释放到外界环境中以降低芯片结温及器件内部各封装材料的工作温度,已成为当前功率器件封装设计阶段需要考虑的重要问题之一。该文聚焦于功率器件封装结构的散热方面,针对功率半导体器件在散热路径方面的结构设计进行归纳总结。通过对国内外功率器件封装结构设计的综述,梳理功率器件封装结构设计过程中在散热方面的考虑及封装散热特点,并根据功率器件散热特点对功率器件封装结构类型进行分类。最后,基于降低封装结构散热热阻、提高器件散热能力的目的,从高导热封装材料和连接工艺、芯片面接触连接、增加散热路径以及缩短散热路程4个方面对功率器件封装结构设计在散热方面未来的发展趋势进行展望。

关键词：功率器件封装结构散热路径

基于多逆变器相位协同控制的直流微电网母线电压二次纹波抑制方法

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电网技术 2024年

作者：齐永韬余墨多黄文焘邰能灵祝彦兵王良秀杨永智慧能源创新学院(上海交通大学) 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 中国船舶重工集团公司第704研究所

在直流微电网中，经逆变器接入直流母线的三相不平衡负载会产生二次纹波功率，使逆变器输入电流中含有二次纹波，导致直流母线电压出现二次纹波分量，影响微电网供电电能质量和可靠性。针对该问题，该文提出多逆变器相位协同控制的直流... 详细信息

在直流微电网中，经逆变器接入直流母线的三相不平衡负载会产生二次纹波功率，使逆变器输入电流中含有二次纹波，导致直流母线电压出现二次纹波分量，影响微电网供电电能质量和可靠性。针对该问题，该文提出多逆变器相位协同控制的直流母线纹波电压抑制方法，解决了传统纹波抑制方案对系统原始工作状态产生影响的问题，并增强了二次纹波的抑制效果。分析了二次纹波的产生机理与叠加特性，归纳了总纹波电流幅值与各支路纹波电流相位差的关系，提出通过控制相位差实现降低总纹波电流幅值的方案。为实现该方案并降低相位调节暂态过程中负载电压的波动，该文建立了参考相位优化模型，计算各支路纹波电流的最优参考相位。提出逆变器输入侧纹波电流相位控制策略，使纹波电流相位能跟踪参考相位，并采用分段式相位调节以防止相位变动过快。该文所提方案无需增设滤波设备，对系统原有工作状态影响小，可应对含多个分布式不平衡负载的场景，在一定条件下可将母线二次纹波电压降低95%。仿真证明了所提控制策略的有效性。

关键词：直流微电网电能质量二次纹波协同控制相位调节

农村地区可再生能源潜力分析及发展路径研究——以广东省为例

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农业资源与环境学报 2024年

作者：肖子毅成贝贝刘晓俞任松彦陶海中国科学技术大学能源科学与技术学院中国科学院广州能源研究所

实现乡村振兴与“双碳”目标的有机结合，是我国农村现代化向绿色高质量发展的必经之路。本研究以广东省为例，结合地理信息系统，建立可再生能源资源评估、能源消费与碳排放预测的综合评价模型，首次对21个地市农村地区进行可再生能源... 详细信息

实现乡村振兴与“双碳”目标的有机结合，是我国农村现代化向绿色高质量发展的必经之路。本研究以广东省为例，结合地理信息系统，建立可再生能源资源评估、能源消费与碳排放预测的综合评价模型，首次对21个地市农村地区进行可再生能源丰裕度和自给率分析，以期为广东省农村地区低碳发展的规划提供科学支撑。全省农村地区生物质可发电41 540 GWh，太阳能可发电37 225 GWh，并且具有明显地理分布特性，其中肇庆、清远等市组成的板块生物质资源和太阳能资源均具备较高的发展潜力。结合能源消费量中长期情景预测，基准情景下广东省农村地区能源消费于2031年达到峰值3 921.12万tce（t标准煤当量）。揭阳市、肇庆市和韶关市的能源自给率均超过100%，未来可实现可再生能源电力自给自足，而珠三角农村地区的能源自给率较低（均低于35%），对外依赖性较大。综上分析，本研究提出以下发展建议：根据各地区资源环境禀赋和经济社会发展实际，应因地制宜制定农村地区生物质和太阳能发电规划，以及节能降碳措施，以梯次有序推进碳达峰进程。

关键词：可再生能源丰裕度能源自给率农村低碳发展广东省