构建全球能源互联网,实施'两个替代',是应对全球能源安全、环境污染、气候变化严峻挑战的治本之策。该文重点分析了亚洲、欧洲、非洲、美洲的清洁能源资源及分布特点,经济社会发展的电力需求及供需格局,初步论证了实施跨洲电网互联的可行性和必要性,研究提出了各洲洲内及跨洲电网互联的框架性设想,并展望全球电网互联构想。
电力设备状态监测大数据分析是一个热点研究课题,对保障电力设备的安全稳定运行具有重要意义。联机分析处理(on-line analytical processing,OLAP)可以多角度、快速存取与分析数据,是实现电力设备状态监测大数据分析的一种重要技术手段。通过分析大数据环境下的OLAP技术,设计一种电力设备状态监测大数据分析平台,给出3种分布式数据分析方案,包括...
基于电压源型换流器(voltage source converters,VSC)的多端柔性直流系统中直流线路的故障电流上升速度快、电流峰值大。然而具有大容量、快切断能力的高压直流断路器正在研制中。结合目前直流断路器开断容量水平,该文提出通过在直流线路两端串入限流电路的方法来限制故障电流的峰值和电流的上升速度率,并给出相关参数的理论计算方法。对该电路...
在小样本条件下,电力设备的运行可靠性参数难以精确获取,对其波动范围进行估计,可为电力系统运行提供更为客观、全面的评估与决策依据。由此,该文提出了一种基于信度网络(credal network,CN)的电力设备停运概率的非精确条件估计方法,对暴露型设备运行中条件相依的停运概率指标的区间范围进行估计。该方法基于设备停运的历史统计数据和估计目标时...
随着可再生能源发电、远距离输电及无功补偿和交流传动等应用的快速发展,电力电子变换装备以其在电能变换方面的灵活性在电力系统中的渗透水平不断提高,深刻地改变着电力系统的动态行为。近年来,国内外电力系统持续出现各种不明机理的动态问题,对电力系统安全稳定和运行构成重大威胁。该文从主要发电、输电和负荷装备的控制方式、动态特性及其对...
由于风电具有典型的波动性特征,风电并网给常规电源带来额外的运行成本,如何将常规电源平衡负荷波动与平衡风电波动的成本剥离开来是个难点。为此,该文提出一种新的风电波动成本的计算方法。首先,提出'等电量–顺负荷'方法来构造一个无风电波动成本的系统场景,将风电出力等电量转换为一条顺负荷曲线;其次,基于优化调度模型,分别求解有、无风电波...
针对大规模光伏发电系统在高功率输出时,常会导致配电网中低压馈线发生电压越限的问题。该文在分析低压馈线过电压产生机理后,提出一种新型主动功率优化控制策略来防止低压馈线过电压现象发生。该策略通过对大规模光伏系统接入配电网的最优潮流计算得到其电压分布和功率分布,然后保证低压馈线电压不越限条件上运用灵敏度矩阵精确分析能接收每个...
针对利用感应耦合电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)系统电能传输通道实现数字信号实时、双向传输问题,提出一种基于载波方式实现信号传输的新方法。电能传输耦合机构作为电能与信号传输的共享通道,可以传输电能与信号这两种不同频率的波。信号加载和检波电路直接并联在电能传输耦合机构上,并在电能传输谐振电容与耦合机构间串...
针对规则式、算法式等单一形式分布式控制存在的局限性,提出了一种微电网双模分布式控制策略,该策略由考虑节点自主性和参与意愿的自由控制模式以及考虑系统整体性的强制控制模式两部分构成。自由控制模式将节点间自由协商与分布式算法相结合,实现系统的优化运行;强制控制模式则通过指定可控节点参与控制任务、使用牵制手段等方式,实现系统运行...
传统的感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统利用单个拾取线圈实现能量传输,受副边半导体器件的容量限制,单个拾取线圈无法满足轨道机车等大功率移动负载(兆瓦级)需求。该文通过建立基于双拾取线圈的IPT系统以提高IPT系统的传输功率。论文利用电磁耦合理论分析双拾取线圈间的互感影响规律,并详细对比分析了考虑拾取线圈间互感前后IPT...
针对LCL型感应耦合电能传输(inductive coupled power transfer,ICPT)系统在全谐振状态且处于轻载工作模式时,逆变器输出电流波形畸变和稳态输出功率较小问题,推导分析双LCL补偿ICPT系统双谐振点特性,并基于该特性,提出一种在轻载时将系统频率切换至次谐振点的系统工作模式。在有效避免输出电流波形畸变的同时,实现了系统在变负载条件下的最大功...
对消弧线圈接地系统单相接地故障分析表明,故障线路零序电流非工频分量大于非故障支路。文中提出了一种利用零序非工频电流分量特征的选线方法。该方法通过稳定性和快速性俱佳的改进独立分量算法提取零序电流非工频分量,并把各个支路零序非工频电流分量的系数构成选线向量;基于粗大误差的理论,建立Romanovsky准则的选线判据,实现故障支路识别。...
结合实际的统一潮流控制器工程,该文分析了统一潮流控制器接入对距离保护的具体影响,并提出了一种新型距离保护方案。该距离保护方案由基于输电线路微分方程模型的距离保护I段和传统距离保护II段、III段组成。新型距离保护I段利用本侧电压、电流信号计算故障点到保护安装处的距离,并根据故障距离计算结果及其波动程度准确地识别区内外故障。新型...
直流电流互感器(direct-current current transformers,DCCT)是高压直流输电系统中的重要测量设备。为保证其准确可靠,DCCT投运前和停电维护时需现场校准。对于电子式DCCT现场抗干扰及数字化同步两大关键问题,该文提出电子式DCCT的校准方法并设计一套校准系统,主要包括直流电流源、作为标准器的磁调制式直流电流比较仪(DC current comparator,DC...
该文主要针对光伏系统直流侧常见且危害较大的串联电弧故障问题展开研究。首先,搭建了光伏系统电弧故障实验平台,并利用该平台采集了正常状态及电弧故障状态下工作电流的数据,建立了试验数据库。随后,利用快速傅里叶变换对故障电弧的频率成分进行分析,确定了故障电弧的特征频带,并利用该特征频带选定了适用于串联电弧故障检测的最优小波函数。通...
采用用户自定义函数(UDF)对煤粉MILD燃烧的数值模型进行了优化,包括挥发分的多组分比拟、脱挥发分极限的温度依赖优化和煤粉颗粒燃烧过程的算法优化。通过与IFRF的煤粉MILD燃烧经典实验的对比,验证了模型优化所产生的效果。研究发现,挥发分的多组分比拟能更准确地预测炉内O2浓度分布;脱挥发分极限的温度依赖优化,一方面能够使挥发分在低温区间开...
采用水热反应处理污水污泥以获得合适的产物,研究了170~270℃温度范围内水热反应温度对3种产物(水热炭、水热液、气体)的产量和特性的影响,并确定最适合的反应温度。研究表明水热反应有效改善了污泥的脱水性和流动性,通过离心分离含水率可下降到60%以下。污泥中的碳元素主要保留在水热炭中,水热炭热值满足作为燃料的要求。随反应温度升高,污泥中...
在串行流化床化学链燃烧系统上以天然铁矿石作为氧载体,神华烟煤为燃料进行了化学链燃烧实验研究。在不同的进煤速率和温度下共进行累计100h的持续实验,天然铁矿石氧载体表现出良好的持续循环能力和反应性能,其中燃烧效率最高达96.33%,碳捕集效率最高达89.36%。探讨了温度和热功率对燃烧效率,碳捕集效率和CO2产率以及燃料反应器尾气出口组分浓度...
为获得圆环体拓扑结构的热声发电系统最大电功输出,提出带有可变电负载的动磁式直线发电机声学阻抗匹配设计方法。通过声力电类比方法建立系统捕获声功和输出电功的数学模型。结合热声发动机机械结构和气体工作介质特征,分析弹簧机械阻抗和电负载阻抗对系统声学阻抗的影响,给出双功率优化运行的发电机声学阻抗匹配设计方法。该方法以提高声功捕...
针对海上风电场中双馈风电机群,基于Hamilton能量理论提出分布式协同控制策略,使闭环系统全局稳定且输出同步。将双馈风电机组单机模型拓展为含风电场网络拓扑的机群模型,利用分布式Hamilton系统设计方法,构造风电场多机系统的分布式协同控制策略。进一步,考虑到实际系统输入能量有限的客观情况,提出输入有界情况下的分布式协同控制设计方法,保...
为了二次再热超超临界机组控制策略的制定和实际机组调试运行提供参考数据和预测,以莱芜1000MW二次再热超超临界机组为研究对象,采用工业过程软件apros作为仿真支撑平台开发工程分析模型,对动态特性进行试验分析并验证其主要控制策略。结果显示:二次再热超超临界机组风、煤、给水阶跃扰动,主要参数变化趋势与一次再热超超临界机组基本相同,但二...
为提高中低品位地热发电系统性能,减少发电过程单位功耗?损,针对373-423K范围地热水热源,提出一种基于地热热源的分流喷射-ORC系统以及由喷射器工作条件确定两级换热器蒸发温度的方法,并建立喷射及发电模型。在热力学及能量定律的基础上,编制计算程序分析不同升压比下,两级换热器中蒸发温度对系统性能及喷射器可逆性程度的影响;对不同热源温度下...
为了平衡三相三电平中点箝位型逆变器直流侧电容电压,该文提出一种基于中点电流极性判断的电容电压平衡算法,通过在三相调制波上叠加高频的均压调节量来均衡电容电压,能有效地避免对输出电压波形质量的影响。采用七段式开关序列和详细的数学解析对该中点电位平衡方法的可行性进行研究,推导了不同调制度和功率因数下的均压特性,从而揭示了该方法...
该文针对单相并网系统提出了一种基于微分环节的锁相环方法。将微分环节与二阶滤波环节相结合所构造出的正交信号发生器,能有效地抑制谐波,且不依赖于频率反馈。通过采用两个微分环节能够实现精确的鉴相,进而通过合理设计参数可以实现性能优良的锁相环。该文首先建立了锁相环的数学模型,接着对其性能进行了详细论证。最后,研究了数字算法的实现,...
高频交流配电系统的发展,对作为其电源侧的逆变器提出了新的要求,传统的逆变器因其结构复杂、开关频率高等缺点而不再适用。基于此,提出一种新型电容自均压多电平高频逆变器,通过电容与电源的串并联转换,实现九电平输出,并且电容具有自均压的优点;通过简化的结构和较低的开关频率实现较高的传输效率;采用特定谐波消除法进一步减小输出的谐波畸变...
三相全桥逆变器是一种得到广泛应用的电力电子拓扑结构,由于其固有非线性特性,在运行时可能经历快、慢时间尺度上的分岔进入混沌失稳状态。该文在同步旋转坐标系中,分别建立三相全桥逆变器在采用正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)和空间矢量调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)时的状态空间平均模型和离散时间...
有载分接开关是高压直流输电系统中换流变压器重要的部件,维持系统运行中阀侧直流电压恒定不变,补偿电压波动;实现直流输电系统降压运行。在直流系统换相过程中会有较大的短路电流变化率(di/dt),增加了分接开关的切换负荷。分接开关的调压范围大、操作频繁,极性选择器动作产生特征气体。针对换流变压器用有载分接开关运行时的要求及现象,研制了±...
以126 k V模块化多断口直流真空断路器为研究对象,在连续过渡模型建模中考虑金属蒸气与离子密度的影响,给出中频真空电弧介质恢复动态数学模型;通过对其开断过程的数值仿真,得到断口间鞘层动态变化与介质恢复强度变化关系曲线以及弧后电流、瞬态恢复电压与新阴极表面电场强度分布。采用对比分析方法,研究各断口间瞬态恢复电压分配规律以及弧后介...
为研究实际电缆运行中的温度梯度效应对高压直流交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆绝缘长期运行可靠性的影响,采用自制的多组片状试样适用的温度梯度场–直流电场协同老化装置,分别对3种XLPE绝缘料(包括国产XLPE料、纳米改性后的XLPE料、北欧化工产高压直流XLPE料)进行温度梯度场–直流电场协同老化试验。为了进行对比研究,同时对...
为了进一步理解机械应力对交联聚乙烯(XLPE)电缆中水树生长的影响,研究了机械应力和XLPE样本中水树形态之间的关系,并提出了XLPE材料的力学取向对水树生长的作用机制。以热钢针在两组XLPE样本中扎孔的方式模拟电缆绝缘受到的机械应力作用,并仅对其中一组样本进行加速水树老化实验,另一组样本仅利用偏光显微镜观察针孔缺陷周围的应力纹形态(XLPE...
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