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NPC三电平虚拟同步机桥臂故障容错模型预测控制

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电源学报 2024年第2期22卷 147-157页

作者：金楠肖晗谢欢武洁郑州轻工业大学电气信息工程学院郑州450002

虚拟同步机VSG(virtual synchronous generator)通过模拟同步机特性为新能源并网提供惯性和阻尼。然而,电力电子开关器件高频开关过程中可能会发生断路故障,导致输出电流波形严重畸变,影响电网安全稳定运行。针对中点箝位型NPC(neutral ... 详细信息

虚拟同步机VSG(virtual synchronous generator)通过模拟同步机特性为新能源并网提供惯性和阻尼。然而,电力电子开关器件高频开关过程中可能会发生断路故障,导致输出电流波形严重畸变,影响电网安全稳定运行。针对中点箝位型NPC(neutral point clamped)三电平VSG桥臂故障问题,提出一种中点电压均衡的VSG容错模型预测控制策略。分析NPC三电平VSG单相桥臂故障后运行机理,在开关器件故障后利用直流侧电容组成虚拟桥臂,重构为VSG桥臂故障容错结构。建立故障情况下预测电流模型,重构故障状态空间电压矢量,将直流侧中点电容电压引入容错模型代价函数,减小电容电压波动,实现VSG桥臂故障容错运行。实验结果表明,在开关器件发生故障后,NPC三电平VSG能容错连续运行,验证了所提模型预测容错控制策略的有效性,提高了VSG运行可靠性。

关键词：虚拟同步机容错模型模型预测控制中点钳位型变换器代价函数

基于动态谱线插值的新能源场站同步基准信号检测方法

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电网技术 2024年第1期48卷 229-237页

作者：施志明董玮张军军吴福保新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192 合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009

在含高比例新能源的低惯量电力系统中,系统频率呈现基频偏移严重、频率变化快等特征,导致新能源场站在进行并网测试及支撑性能评估时,同步基准信号检测误差增大,进而可能威胁到系统的安全稳定运行。对此,提出基于动态双离散傅里叶变换类... 详细信息

在含高比例新能源的低惯量电力系统中,系统频率呈现基频偏移严重、频率变化快等特征,导致新能源场站在进行并网测试及支撑性能评估时,同步基准信号检测误差增大,进而可能威胁到系统的安全稳定运行。对此,提出基于动态双离散傅里叶变换类(discrete Fourier transformation,DFT)谱线插值的同步基准信号检测算法。通过分析低惯量电力系统受功率扰动后的频率动态响应,揭示系统中基频静动态特征,并在此基础上建立静动态电网信号分析模型。进而量化基频偏移场景下的传统DFT谐波检测算法误差,并说明谱线插值类DFT算法在动态基频场景下的失效机理。继而利用希尔波特黄变换(Hibert-Huang transform,HHT)算法识别动态基频,并结合双DFT谱线插值法修正基频及谐波信号幅值,提高检测精度。又为改善检测效率,增设算法选择判据。试验测试结果表明:所提的检测算法能够准确的测量出强动态电网信号中的基准量,提高对新能源场站同步支撑、电能质量等并网性能的评估精度,为新能源高占比电力系统的同步基准信号检测提供新的可选方案。

关键词：基频偏移频率变化率基准信号检测低惯量电力系统新能源场站并网测试

基于Fisher时段划分的配电网源-网-荷-储多时间尺度协调优化调控策略

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电网技术 2024年第4期48卷 1593-1601,I0060,I0062-I0065页

作者：柴园园赵晓波吕超贤梁天龙董逸超省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津市北辰区300401 中国矿业大学电气工程学院江苏省徐州市221116 国网天津市电力公司经济技术研究院天津市河东区300171

多元可控资源的联合优化调控对于提高配电网运行安全性和经济性意义重大,但同时大幅增加优化问题的复杂度,降低模型求解效率。基于此,提出了基于Fisher时段划分的配电网源-网-荷-储协调优化调控策略。首先,构建多时间尺度“源-网-荷-储... 详细信息

多元可控资源的联合优化调控对于提高配电网运行安全性和经济性意义重大,但同时大幅增加优化问题的复杂度,降低模型求解效率。基于此,提出了基于Fisher时段划分的配电网源-网-荷-储协调优化调控策略。首先,构建多时间尺度“源-网-荷-储”协调优化架构,包括日前优化、日内滚动和秒级监控3个阶段。其次,研究基于源荷功率区间数据的Fisher最优分割时段划分方法。然后,建立日前优化调控模型、日内滚动优化模型和区域自治优化模型,求解电网离散设备、需求响应负荷、光伏和储能等的最优调控指令。最后,以IEEE 33节点系统为例,对所提协调优化调控策略进行仿真验证。算例结果表明,所提方法能够大幅提高协调优化模型的计算效率,并保证电网运行安全性和经济性。

关键词：主动配电网时段划分源-网-荷-储优化调控

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多点位监控视频分析在火灾过程重构中的应用

消防科学与技术 2024年第2期43卷 231-236,243页

作者：王晓军苗新勇韩冲王鑫应急管理部天津消防研究所天津300381 工业与公共建筑火灾防控技术应急管理部重点实验室天津300381 天津市消防安全技术重点实验室天津300381 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 北京市顺义区消防救援支队北京101399 天津大学微电子学院天津300072

以一起大型仓库火灾事故调查为例,介绍了多点位监控视频分析在火灾过程重构中的应用。通过点位初筛筛选出包含有效信息的视频,通过相对时间校准消除了各点位的时间误差,然后根据各点位视频画面综合分析确定了起火时间,根据各点位光影交... 详细信息

以一起大型仓库火灾事故调查为例,介绍了多点位监控视频分析在火灾过程重构中的应用。通过点位初筛筛选出包含有效信息的视频,通过相对时间校准消除了各点位的时间误差,然后根据各点位视频画面综合分析确定了起火时间,根据各点位光影交叉定位和相互印证,确定了起火部位和火势发展情况,从而重构了该起火灾的起火过程。在此基础上,分析了火灾调查工作中提取多点位监控视频的注意事项,总结了多点位监控视频分析中的一些原则和方法。

关键词：多点位视频分析起火时间起火部位火灾过程重构

PFAS及含氟气体管控下环保绝缘气体研究与电力装备应用展望

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 362-376,I0030页

作者：张晓星肖淞张博雅李祎田双双李兴文傅明利唐炬唐念赵波曾纪珺新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心(湖北工业大学) 湖北省武汉市430068 电网环境保护全国重点实验室(武汉大学电气与自动化学院) 湖北省武汉市430072 电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510080 广东电网有限责任公司电力科学研究院广东省广州市510699 氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室(西安近代化学研究所) 陕西省西安市710065

全球气候变化背景下,SF6的使用将受到更严格的限制。以C_(4)F_(7)N和C_(5)F_(10)O等为代表的低全球变暖潜在值(global warming potential,GWP)、高绝缘强度气体得到了广泛关注,相关高压电气装备已在多个国家推广应用。然而随着2019年《... 详细信息

全球气候变化背景下,SF6的使用将受到更严格的限制。以C_(4)F_(7)N和C_(5)F_(10)O等为代表的低全球变暖潜在值(global warming potential,GWP)、高绝缘强度气体得到了广泛关注,相关高压电气装备已在多个国家推广应用。然而随着2019年《斯德哥尔摩公约》的签署,世界多国逐步出台了针对全氟烷基和多氟烷基物质(polyfluoroalkylsubstances,PFAS)以及含氟气体限制使用的法规和标准,以美国和欧盟为代表的激进PFAS政策也间接导致3M公司计划于2025年底累计停产包括C_(4)F_(7)N、C_(5)F_(10)O在内的58种含氟物质。为此,该文深入剖析PFAS及含氟气体管控背景下环保绝缘气体与装备发展面临的挑战,阐述相关政策对我国气体绝缘装备低碳发展的影响,指出氟碳类环保绝缘气体的全生命周期管控标准的制定及应用监管规范化是目前的重要工作,并对新型绝缘气体分子设计方法、绝缘与放电理论、工程应用技术及产品研发等方面的未来发展进行展望,以期为我国环保电力装备研发及相关政策的制定提供参考。

关键词：环保绝缘气体多氟烷基物质(polyfluoroalkyl substances,PFAS) 含氟气体管控政策

微重力环境对层流射流扩散火焰形貌特征的影响

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消防科学与技术 2022年第9期41卷 1178-1182页

作者：张单苑钧集姚浩伟李森郑州轻工业大学建筑环境工程学院河南郑州450002 郑州市电力电气消防安全重点实验室河南郑州450002

研究微重力环境下层流射流扩散火焰的形貌特征,可为航天领域中火灾探测的研究提供理论支持。本文首先选取可控的层流射流扩散火焰,对火焰炭黑特性及其对火焰温度和热辐射的影响进行了理论分析。其次,在国家微重力实验室落塔设备中进行实... 详细信息

研究微重力环境下层流射流扩散火焰的形貌特征,可为航天领域中火灾探测的研究提供理论支持。本文首先选取可控的层流射流扩散火焰,对火焰炭黑特性及其对火焰温度和热辐射的影响进行了理论分析。其次,在国家微重力实验室落塔设备中进行实验,微重力水平可达10~10g,实验结果表明,微重力环境下随着伴流空气速度增大火焰亮度增大,火焰辐射分数降低,火焰温度升高,同时火焰内高温区位于火焰两翼处。

关键词：微重力射流层流扩散火焰火焰形貌

考虑工业用户安全用电风险的分轮次负荷控制与恢复策略

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电网技术 2024年第1期48卷 150-161页

作者：陈宗汉徐永海袁金斗潘明明杨恒阮文骏周雨奇华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 需求侧多能互补优化与供需互动技术北京市重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192 国家电网有限公司北京市西城区100031 国网江苏省电力有限公司营销服务中心(国网江苏省电力有限公司) 江苏省南京市210024

针对目前工业用户分轮次控制及恢复过程的安全用电缺乏一套全面合理风险评估指标体系的现状,该文构建工业用户安全用电综合风险评估指标体系,并提出一种考虑工业用户安全用电综合风险的分轮次负荷控制与恢复策略。该文首先构建由21个指... 详细信息

针对目前工业用户分轮次控制及恢复过程的安全用电缺乏一套全面合理风险评估指标体系的现状,该文构建工业用户安全用电综合风险评估指标体系,并提出一种考虑工业用户安全用电综合风险的分轮次负荷控制与恢复策略。该文首先构建由21个指标组成的工业用户安全用电综合风险评估指标体系;其次,结合博弈赋权和云模型的风险评估方法获取工业用户风险等级,进而提出基于可控制风险阈值动态调整调控量的分轮次负荷控制策略和基于重要负荷受控制总量与负荷设备风险严重程度序列集的分轮次负荷恢复策略;最后,以IEEE-RTS-24系统为实际场景,以钢厂为例验证所提分轮次负荷控制与恢复策略的有效性,所提策略既可保障工业用户以低风险等级参与分轮次控制与恢复过程,也可满足电网安全可靠运行的需求。

关键词：工业用户安全用电综合风险指标体系分轮次负荷控制策略分轮次负荷恢复策略风险评估

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快递货车火灾报警及灭火系统的设计与实验

汽车实用技术 2022年第5期47卷 58-62页

作者：李志涌李世龙王泽世姜昱辰杨金溢吴则琪郑州轻工业大学建筑环境工程学院河南郑州450001 郑州轻工业大学郑州市电力电气消防安全重点实验室河南郑州450001

针对快递货车火灾事故频发的现象,论文设计了货车火灾报警及灭火系统。该系统将传感器(包括温度传感器、红外火焰探测器、烟雾探测器)与报警器、CO;气瓶相结合,通过感应货厢内部不同位置温度变化、烟雾浓度变化、是否有明亮火光出现等... 详细信息

针对快递货车火灾事故频发的现象,论文设计了货车火灾报警及灭火系统。该系统将传感器(包括温度传感器、红外火焰探测器、烟雾探测器)与报警器、CO;气瓶相结合,通过感应货厢内部不同位置温度变化、烟雾浓度变化、是否有明亮火光出现等火情隐患相关信息,将潜在火灾危险及时反馈给货运驾驶员以及货车外部的人与车辆,同时CO;气瓶开始工作,对着火位置进行灭火处理。运用数值模拟方法确定各类传感器的布置部位,并制作货车火灾报警系统的缩尺模型进行了实验。研究成果为真实货车火灾报警系统提供思路,填补目前快递行业在运输安全方面存在的漏洞与缺陷。

关键词：快递货车火灾报警数值模拟传感器缩尺模型

T型三电平并网变换器电流重构模型预测控制策略

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电力系统保护与控制 2022年第17期50卷 117-124页

作者：吴振军谢欢代东任郭磊磊肖晗李诚帅郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002 河南九域恩湃电力技术有限公司河南郑州450052

T型三电平变换器是连接新能源和电网的关键设备,其电流传感器故障会导致控制策略失效,影响并网系统安全稳定运行。为提高T型三电平并网变换器可靠性,提出一种基于电流重构的模型预测控制策略。该策略分析相电流和电压矢量之间的关系,分... 详细信息

T型三电平变换器是连接新能源和电网的关键设备,其电流传感器故障会导致控制策略失效,影响并网系统安全稳定运行。为提高T型三电平并网变换器可靠性,提出一种基于电流重构的模型预测控制策略。该策略分析相电流和电压矢量之间的关系,分别用直流电流、正常相电流和预测电流重构故障电流。重构故障电流所需的电压矢量按照重构方法分成两个电压矢量集合。连续使用预测电流重构故障相电流会导致重构电流积累误差。因此需要检测当前时刻电压矢量集合,确保下一时刻选择不同的电压矢量集合,避免重构电流积累误差。实验结果表明,在电流传感器故障后,所提策略可使T型变换器容错运行且并网电流拥有较低的电流总谐波失真率,提高了并网系统可靠性。

关键词： T型三电平变换器传感器故障电流重构模型预测矢量集合

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