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计及N-1安全约束和系统恢复能力的发输电拓展规划

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电力系统自动化 2022年第23期46卷 41-50页

作者：楼奕轩孙磊丁明合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009 安徽省新能源利用与节能重点实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009

发输电规划是在满足负荷增长需求的前提下,保障电力系统长期安全经济运行的基础。随着社会经济的发展和电网规模的不断扩大,负荷波动的不确定性显著增大,影响着电力系统的安全稳定运行。而近年来停电事故频发,在制定发输电规划策略时兼... 详细信息

发输电规划是在满足负荷增长需求的前提下,保障电力系统长期安全经济运行的基础。随着社会经济的发展和电网规模的不断扩大,负荷波动的不确定性显著增大,影响着电力系统的安全稳定运行。而近年来停电事故频发,在制定发输电规划策略时兼顾黑启动机组的规划对提高电力系统恢复能力具有重要意义。在此背景下,提出计及N-1安全约束和系统恢复能力的发输电拓展规划策略。首先,为了有效应对负荷的不确定性,提出基于机会约束的发输电拓展规划模型。然后,分别构建N-1安全校核子问题模型和基于大停电事故的输电系统恢复能力校验子问题模型。通过迭代求解基于机会约束的发输电拓展规划模型和2个子问题模型,使得该发输电规划方案既能有效应对负荷波动的不确定性,又能提高电力系统运行的安全性和恢复能力。最后,采用Garver 6节点系统和IEEE 57节点系统验证了所提模型和算法的可行性和有效性。

关键词：发输电规划 N-1安全校核黑启动不确定性机会约束

以协会组织为纽带的安全工程专业高校、社会合作育人模式研究与实践

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教育信息化论坛 2021年第10期5卷 112-113页

作者：姚浩伟张单吴则琪陈思萌魏晓鸽宋怀涛秦恒洁郑州轻工业大学建筑环境工程学院郑州市电力电气消防安全重点实验室

为了研究以协会组织为纽带的安全工程专业高校、社会合作育人模式,联合河南省消防协会、河南省安全生产和职业健康协会,通过共建实习基地、联合举办专场招聘、联合召开学术会议、联合聘请兼职教授、共建科普教育基地等形式进行研究实践... 详细信息

为了研究以协会组织为纽带的安全工程专业高校、社会合作育人模式,联合河南省消防协会、河南省安全生产和职业健康协会,通过共建实习基地、联合举办专场招聘、联合召开学术会议、联合聘请兼职教授、共建科普教育基地等形式进行研究实践。结果表明,以协会组织为纽带合作育人,可以很好地调动"政""产""学""研""用"几方面的力量,是有效的高校、社会合作育人模式。

关键词：合作育人协会组织安全工程

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功能耦合的城市水电网络抗震韧性分析方法

哈尔滨工业大学学报 2023年第2期55卷 36-44页

作者：缪惠全韦杰李宗财刘志超潘子叶钟紫蓝北京工业大学城市建设学部北京100124 城市与工程安全减灾教育部重点实验室(北京工业大学) 北京100124 国网经济技术研究院有限公司北京102209 国网天津市电力公司城东供电分公司天津300151 河南省交通运输发展集团有限公司郑州450016

水电网络作为城市基础设施的重要组成部分,在城市日常运行中承担着为城市居民生产生活供水供电的重要任务,一旦在地震中遭受破坏,将会对城市的应急救援、火场消防、医疗保障等产生显著的影响,为此应充分保障其抗震韧性。为实现对具有高... 详细信息

水电网络作为城市基础设施的重要组成部分,在城市日常运行中承担着为城市居民生产生活供水供电的重要任务,一旦在地震中遭受破坏,将会对城市的应急救援、火场消防、医疗保障等产生显著的影响,为此应充分保障其抗震韧性。为实现对具有高度功能耦合特性的水电网络进行抗震韧性分析,提出一项基于网络流理论的耦合水电网络抗震韧性分析方法。该方法首先建立水电系统协同恢复的优化目标函数,同时根据网络流方法,建立水电系统地震灾后功能恢复过程中的约束条件,通过混合整数规划方法并基于Gurobi求解器进行求解。该方法一方面可以有效地评估各网络不同部分的抗震性能,另一方面又能够根据既有维修资源,合理安排维修任务,实现耦合系统的最优恢复。研究结果表明:由于水电网络构件物理破坏的不确定性,其恢复过程呈现显著的离散性,且这种离散性随时间变化而变化;从平均意义上来看,电网比水网表现出更快的恢复速度。

关键词：功能耦合韧性供水管网电网地震

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基于背靠背变流器互联的微网间传输功率控制及稳定性分析

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电力系统自动化 2023年第2期47卷 34-41页

作者：周念成张茂凡孟潇潇廖建权王强钢罗永捷输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市400044 新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009 四川大学电气工程学院四川省成都市610065

基于柔性背靠背变流器(BTBC)互联的微网群可实现不同微网间的功率解耦控制,与基于阻抗互联的微网群结构相比微网间功率交互的灵活性更高。然而,针对扰动下的BTBC互联功率控制策略及其对系统稳定性的影响尚不明确。文中建立了基于BTBC互... 详细信息

基于柔性背靠背变流器(BTBC)互联的微网群可实现不同微网间的功率解耦控制,与基于阻抗互联的微网群结构相比微网间功率交互的灵活性更高。然而,针对扰动下的BTBC互联功率控制策略及其对系统稳定性的影响尚不明确。文中建立了基于BTBC互联的微网群全阶小扰动模型,通过参与因子分析得到低频段与稳定性相关的环节,并得到与功率交互相关的主导模态,并分析了互联功率控制对系统稳定性的影响。在此基础上,提出了一种减小扰动对微网局部稳定性影响的柔性互联微网群的有功功率交换控制策略,利用根轨迹分析了该策略下系统的小信号稳定性,并结合仿真平台验证了策略的有效性。

关键词：柔性互联微网群背靠背变流器功率交互控制稳定性

预制舱式磷酸铁锂电池储能电站燃爆事故模拟及安全防护仿真研究

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高电压技术 2022年第5期48卷 1924-1932页

作者：牛志远金阳孙磊王青松郑州大学电气工程学院电网储能与电池应用研究中心郑州450001 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥230026

随着电化学储能电站规模化建设投运,储能电站火灾事故时有发生,储能电站消防问题日益突出。为研究由锂电池热失控产生的可燃气体导致的储能舱爆炸事故,基于实际储能电站尺寸建立1:1几何模型,以储能舱内部过充引发的磷酸铁锂电池汽化电... 详细信息

随着电化学储能电站规模化建设投运,储能电站火灾事故时有发生,储能电站消防问题日益突出。为研究由锂电池热失控产生的可燃气体导致的储能舱爆炸事故,基于实际储能电站尺寸建立1:1几何模型,以储能舱内部过充引发的磷酸铁锂电池汽化电解液为燃料,通过爆炸模拟软件FLACS研究了由锂电池热失控引发的单一储能舱爆炸对周围储能舱的冲击性,并探索了加装隔离措施对抑制储能舱爆炸蔓延的防护性。仿真结果表明:储能舱内部气体爆炸产生的冲击波在0.5 s后打开泄压板向四周扩散,冲击周围相邻储能舱,超压波显著高于泄压板临界值,有引起连环爆炸的危险;对起始爆炸的储能舱加装隔离板能有效抑制燃爆反应在水平方向的扩散,隔离措施高度越高,阻隔蔓延效果越明显。该研究成果可以为电化学储能电站安全消防设计及爆炸防护提供理论和数据支撑。

关键词： FLACS 储能电站磷酸铁锂电池预制舱爆炸防护

远海风电DRU-HVDC送出系统构网控制与启动方法综述

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电力系统自动化 2023年第24期47卷 63-79页

作者：俞露杰付子玉朱介北李瑞彭国平赵成勇智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001 广东安朴电力技术有限公司广东省中山市528437 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市102206

随着海上风电开发的不断规模化和远海化,海上风电直流送出技术成为研究热点。针对低成本的二极管整流单元(DRU)型高压直流(HVDC)输电,重点指出了分布式DRU在均压、部分退出运行等方面的主要技术特点,论述了该技术与柔性直流送出、传统... 详细信息

随着海上风电开发的不断规模化和远海化,海上风电直流送出技术成为研究热点。针对低成本的二极管整流单元(DRU)型高压直流(HVDC)输电,重点指出了分布式DRU在均压、部分退出运行等方面的主要技术特点,论述了该技术与柔性直流送出、传统直流输电的差异。由于DRU的不可控性,海上电网的构建须由风电机组通过自身控制实现。因此,对现有研究的风电机组集中式和分散式构网控制进行详细综述,并对全构网型控制采用P-V和Q-f功率控制机理进行风电场-DRU层面以及风电机组层面的梳理解释。针对DRU单向潮流引起的启动问题,综述了辅助中压交流脐带电缆、辅助模块化多电平换流器、海上风电机组配置储能以及辅助低压直流电缆等启动方法,指出利用辅助中压交流脐带电缆是相对成熟的方案,而利用海上风电机组储能和全构网型控制具有较高的灵活性,但现有技术下仍面临风电机组塔筒内部安装空间不足、储能安全隐患等问题。最后,对海上风电经DRU-HVDC送出系统未来值得深入探索的研究方向进行了展望。

关键词：海上风电高压直流输电风电机组构网控制启动方法

双向交直流变换器桥臂故障多矢量恒频模型预测容错控制

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电工技术学报 2020年第10期35卷 2206-2215页

作者：李琰琰李国昊邓渊李强金楠郑州轻工业大学电气信息工程学院郑州450002 平高集团有限公司平顶山467001 电力传输设备国家重点实验室&系统安全和新技术(重庆大学) 重庆400030 国家电网河南电力研究院郑州450052

双向交直流变换器运行过程中的浪涌、尖峰等瞬态冲击会导致桥臂器件故障,进而威胁双向交直流变换器工作的可靠性。常规模型预测容错控制每个开关周期选取单个矢量作用于双向交直流容错变换器,所以开关频率不固定,难以准确跟踪目标矢量,... 详细信息

双向交直流变换器运行过程中的浪涌、尖峰等瞬态冲击会导致桥臂器件故障,进而威胁双向交直流变换器工作的可靠性。常规模型预测容错控制每个开关周期选取单个矢量作用于双向交直流容错变换器,所以开关频率不固定,难以准确跟踪目标矢量,电流谐波含量和功率脉动较大。为抑制常规模型预测容错控制下双向交直流变换器桥臂故障后的电流谐波和功率脉动,提出一种多矢量恒频模型预测容错控制方法。首先,重构桥臂故障后的双向交直流变换器系统结构,阐明故障容错运行机理及电压矢量变化。其次,建立容错运行模式的预测模型,在每个开关周期采用多个电压矢量的合成矢量跟踪目标矢量,并固定各矢量切换顺序,形成恒定开关频率。最后,仿真及实验结果表明,在所提控制策略下,双向交直流变换器发生桥臂故障后能够容错运行,且输出电流谐波减小,功率脉动下降,具有较好的稳态及动态性能。

关键词：双向交直流变换器桥臂故障多矢量恒频模型预测容错控制容错运行

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风险量化的高比例新能源电力系统概率调度

电力系统自动化 2023年第15期47卷 3-11页

作者：吴文传许书伟杨越王彬蔺晨晖沈宇康清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学) 北京市100084 合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009 新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009

新能源大规模并网给电力系统的运行带来重大技术挑战,传统确定性调度模式缺乏对不确定性条件下的安全风险量化管控,而鲁棒优化调度过于保守。基于随机优化的概率调控技术具有风险可控、统计最优性等特点,但是存在概念与内涵不清、概率... 详细信息

新能源大规模并网给电力系统的运行带来重大技术挑战,传统确定性调度模式缺乏对不确定性条件下的安全风险量化管控,而鲁棒优化调度过于保守。基于随机优化的概率调控技术具有风险可控、统计最优性等特点,但是存在概念与内涵不清、概率建模困难、复杂机会约束模型求解低效等问题,概率调度技术的实际应用面临困难。为此,提出了风险量化的概率调度定义与技术内涵,阐释了处理新能源发电不确定性所遵循的基本原理,然后重点介绍了如下概率调度的关键技术:1)新能源概率建模的数学基础;2)概率备用决策与机组组合;3)考虑弃电与有序用电的概率日前调度计划;4)随机鲁棒自适应实时调度。最后,简要分析了所提方法在省级电网的应用效果,并对后续的研究进行了展望。

关键词：高比例新能源高斯混合模型概率备用决策机组组合概率调度随机鲁棒实时调度

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一种具有预限流能力的柔性直流断路器

电网技术 2023年第12期47卷 5129-5137页

作者：贾冠龙于新超苑宇辰唐诵李明硕刘晓明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 现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林省吉林市132012 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310058

直流断路器是柔性直流输配电系统中不可或缺的部分,其能够快速地切除系统中的故障电流,保证电网安全稳定运行。针对高压直流断路器大容量开断时无法抑制故障电流,该文提出了一种具有预限流能力的柔性直流断路器拓扑,其具有预充电电容自... 详细信息

直流断路器是柔性直流输配电系统中不可或缺的部分,其能够快速地切除系统中的故障电流,保证电网安全稳定运行。针对高压直流断路器大容量开断时无法抑制故障电流,该文提出了一种具有预限流能力的柔性直流断路器拓扑,其具有预充电电容自充电和自适应重合闸能力。该拓扑主支路仅由超快速机械开关构成,故障处理支路包括换向电路、振荡电路、限流电路和分断电路。拓扑采用振荡电路实现故障电流换向,同时在故障电流分断前对其进行预限流。该文针对所提拓扑的结构和工作过程进行了详细的介绍,并对故障电流的转移和预限流过程做了理论分析推导。最后,在PSCAD/EMTDC搭建了单端等效系统,对理论分析结果进行仿真验证,并基于四端直流电网的仿真模型,将所提拓扑与ABB混合式直流断路器进行对比分析,分断时故障电流幅值减少了43.04%,仿真结果证明了所提拓扑的可行性和经济性。

关键词：直流输配电柔性直流断路器预限流自适应重合闸