近年来,我国新能源快速发展,取得了举世瞩目的发展成绩,同时也出现了较为严重的弃风、弃光问题。该文在总结我国新能源消纳现状的基础上,剖析了产生新能源消纳问题的机理,进而指出影响我国新能源弃风、弃光问题的关键因素。从灵活调节电源建设、火电机组改造、电网互联互通以及需求侧响应等多方面,系统性地提出了解决我国新能源消纳问题的措施,...
高比例可再生能源并网的电力系统中,波动电源和负荷不确定性双重叠加,采用增加备用应对不确定性的模式在技术和经济上均难以为继,亟待建立一种新的灵活性平衡机制。该文首先给出了电力系统灵活性的概念及其特征,提出了多时间尺度灵活性供给–需求平衡的通用数学方法和灵活性度量指标;建立灵活性裕度的概率模型,阐明曲线平移类、曲线整形类和综合...
近年来,我国新能源持续快速增长,在电网中占比日益提高,逐步进入大规模发展阶段。该文结合电网生产运行实际情况,对风电、光伏等新能源大规模发展及电网承载能力问题开展研究。首先,研究了风电、光伏等新能源发展形势。其次,分析了风电、光伏的系统结构及运行特性,着重研究了其与常规机组对系统安全稳定运行的不同影响。再次,从系统转动惯量替代...
该文介绍了2016年国际大电网会议(international conference on power grid,CIGRE)所提出的未来电力系统的十大技术问题及其面临的相关挑战,并结合配电系统和分布式发电技术专委会的具体议题,从配网升级的一体化规划和运行、城市电网的能源基础设施以及微网和离网型混合动力系统3个领域分析了配电系统及分布式发电的最新发展,并对我国配电系统及...
作为两篇系列文章的第二篇,重点分析适用于快速辨识电网脆弱线路的PageRank改进算法中影响辨识结果的模型参数。首先,在第一篇文章的算法理论基础之上,讨论了模型参数调整对算法性能的影响,并给出了模型参数的合理取值范围。然后,采用基于直流OPA模型的大样本连锁故障仿真来校验本文所提方法的准确性,并提出差异度指标以定量分析所提方法得出的...
为了促进各类能源综合利用、供需互动和高效运行,以电网为核心的新一代能源系统应运而生。不同于传统的电力系统,新一代能源系统中的电力网络和天然气网络通过燃气机组紧密地联系在一起,并相互影响。因此,为保证未来电力网络和天然气网络的安全运行,亟需开展电源、电力网络和天然气网络联合规划的研究。在考虑电力网络和天然气网络安全运行约束...
分布式电池储能变换器一般采用电流型控制算法,变换器低频段等效容性输出阻抗导致其弱电网运行稳定性较差,多机并列运行时易引发谐振。该文针对储能变换器弱电网运行稳定性问题,研究储能变换器电压型控制算法,建立了基于电压型控制算法的变换器阻抗模型并分析其稳定性。模型的阻抗分析结果表明,采用电压型控制的储能变换器对电网呈现感性输出阻...
针对传统暂态稳定约束最优潮流数值离散算法计算效率低、内存占用大等问题,提出了一种新的二阶正交配置法,可直接求解二阶微分方程形式的转子运动方程,无需转化为一阶方程组;针对故障切除前后网络参数不连续的非光滑问题,提出了多段联立策略。所提算法形式简洁,易于实现,在缩减模型规模的同时,能以较少的配置点达到较高的计算精度,对光滑问题通...
统一考虑储能系统、电动汽车充电站与配电网扩展的联合规划,既可以满足充电需求,又能够提高规划方案的经济性和可靠性。为此,基于配电网扩展规划模型,考虑电动汽车充电负荷和分布式储能的选址定容,建立一个以总投资成本、运行成本和失负荷成本最小为目标的多阶段联合规划模型。对网损采用分段线性化处理,采用改进的辐射状约束,并提出两层求解方...
维持直流母线电压稳定是保证直流微电网稳定运行的核心,亟待展开深入研究。该文首先将直流微电网内母线电压波动(DC bus voltage fluctuations,DC BVF)按时间尺度、频率特性和产生机理分为扰动型波动和振荡型波动两种;然后,对扰动型DC BVF和振荡型DC BVF现有的抑制方法以及基于分层控制体系的能量管理系统进行了综述研究,重点就双向AC/DC变换器...
在国家的整体安全战略中,远洋海岛(群)作为维护国家海防和海洋权益的重要支点和平台,具有特殊的地缘战略意义。可靠的能量供给是远洋海岛(群)发展建设的动脉,而目前已有研究大多针对近海海岛,对远洋海岛缺乏相关理论与方法。因此,首先探究了海岛电网研究的现状,分析了其应用于远洋海岛(群)的限制与缺陷;进而提出了充分利用海岛丰富的可再生能源,...
逆变型分布式电源的故障特性主要取决于其控制策略,所以微电网的保护需要考虑逆变型分布式电源具体的控制策略。该文基于恒功率(PQ)控制的逆变型分布式电源在低电压穿越情况下的故障模型,给出其在不同电压降时输出的故障电流变化,并对微电网内部不同位置发生故障时同一母线上各馈线的电流特征进行分析,提出利用母线正序电压故障分量与各馈线正序...
自动需求响应(automatic demand response,ADR)是能源互联时代需求响应的最新实现形式,研究如何实现电动汽车的充放电ADR,有助于提升响应水平。为此提出供需两侧协同优化的电动汽车充放电ADR方法,该方法在综合考虑用户充电需求和配网负荷水平的条件下,以用户充放电收益最大、平抑系统负荷波动为目标,协调基于价格、激励的需求响应开展ADR项目。...
为解决V/v牵引供电所功率因数低、负序及谐波含量大、电压波动大等问题,提出了一种由多重化背靠背双向变流器和非对称无源补偿滤波支路构成的低成本大容量动态综合补偿系统。有源部件实现两供电臂有功功率平衡和无功功率动态补偿,无源补偿滤波支路实现无功功率补偿和谐波治理。分析了系统非对称补偿原理,推导了容量设计方法,降低了有源部件容量...
火电直流孤岛系统转动惯量小、交流网架薄弱,系统频率稳定问题突出,由此带来的系统运行和设备安全风险较大,而国际上也没有先例可循。该文通过分析火电机组一次调频、调速系统和直流系统的频率特性,依据实测数据建立精确反映火电直流孤岛系统频率特性完整的传递函数。基于根轨迹分析,给出直流附加控制策略、机组一次调频和汽轮机参数对孤岛系统...
表面改性是提高材料耐蚀性能的有效途径,优化的的表面改性技术对于提高火电机组锅炉受热面抗烟灰/气腐蚀与饱和蒸汽氧化性能具有显著效果。该文综述了表面改性技术在电站锅炉受热面烟气侧与蒸汽侧的应用现状,结合火电机组锅炉部件在服役过程中出现的腐蚀特征,着重对现有的常规表面改性技术(如扩散涂层、金属覆盖层、喷丸等)进行分析探讨,并进一...
通过循环流化床锅炉炉内脱硫与尾部烟气湿法脱硫相结合的组合式脱硫方式,燃煤电站SO2排放可以达到新的国家标准。基于燃煤SO2产生及脱除过程中系统平准化运行成本最低的原则,提出了一种组合脱硫系统运行状态选择策略模型。对某300MW循环流化床锅炉组合脱硫系统计算表明:采用w(Szs)表征电站燃煤的含硫量,基于w(Szs)高低将燃煤分为6类。I类煤种,系...
循环流化床锅炉具有燃烧劣质煤和炉内高效脱硫的优势,已成为我国火力发电装机的重要组成部分。但是,相较于煤粉锅炉,循环流化床锅炉燃烧过程的迟延和惯性更大、被控变量更多且关系更为复杂。床温作为循环流化床锅炉燃烧过程中特有的参数,对锅炉运行的安全性、经济性和环保性均有重要影响,而其所具有的大时滞、强耦合、多干扰等特性又使之成为一...
建立了一个包含孔隙结构变化的煤热解模型,模型考虑了热解时的化学反应、分形孔隙扩散和煤粉颗粒孔隙结构的变化,能同时预测挥发分的生成和孔隙结构变化。实验验证模型的正确性之后,应用模型研究了官能团含量、粒径和终温对热解的影响。结果表明,官能团含量高的煤种在热解时发生更大的膨胀和收缩。随着粒径的增大,挥发分产量下降,煤粉颗粒的膨胀...
为了提高SOFC联供系统的综合利用效率和降低CO2捕集能耗,提出一种基于SOFC循环的CO2近零排放冷热电联供系统。建立了系统数学模型,给出了设计工况下各点的热力参数值,分析了燃料利用率、空燃比、燃料电池入口温度与工作压力变化对系统性能的影响。结果显示,在设计工况下,SOFC发电效率、联供系统净发电效率和一次能源利用率分别为51.59%、53.84%...
随着电力电子技术在新能源、高速机车、直流输电等大容量电力变换领域的广泛应用,其可靠性问题成为学术界和工业界的研究热点。基于因果模型的可靠性分析方法虽然在研究早期提供了原理层面的阐述,但在多物理场强耦合的复杂工况中的应用价值较低,而基于数据模型的可靠性研究方法尚处于初级阶段。该文提出将大数据处理技术应用于大容量电力电子系...
高效、高功率密度和高可靠的性能指标一直是新能源变换器的发展目标。SiC器件可以突破传统Si器件的性能极限,是下一代高性能新能源变换器的基础。针对光伏发电系统,梳理了光伏逆变器的技术现状,总结了新能源变换器对效率、功率密度、可靠性和成本的持续技术需求,归纳了SiC器件在光伏逆变器中的技术优势和应用现状。最后,结合实验结果,从开关振荡...
压接式IGBT(press pack IGBT,PPI)器件在高压大电流应用领域中越来越引起关注。在PPI器件的开关过程中,内部并联芯片的最大电流过冲决定了器件的使用极限。该文提出了一种新型圆周凸台布局方式,可使PPI器件开通过程中各个IGBT芯片支路的电流过冲只超过额定电流的4.7%,各个续流二极管支路的电流完全一致。首先,采用Ansoft Q3D Extractor提取了PPI...
交流滤波器在高压直流输电工程中被广泛应用,承担着滤除交流侧谐波和提供无功补偿的作用。稳态定值计算是交流滤波器设计中的重要组成部分,计算过程中需要得到滤波器阻抗与系统阻抗的串联最小阻抗值,用以计算滤波器元件上的最大定值电流电压应力。该文首先从理论上证明,在系统阻抗和滤波器阻抗的电阻值均大于零的情况下,串联阻抗极小值点位于系...
多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)传统子模块电容均压策略中,排序算法的运算量随子模块数目呈指数倍增长。子模块数目很多时,硬件设计难度大、成本高。为此,以减小排序运算量为目的,提出了一种基于归并排序的改进电容均压策略。同时,依据理想情况下MMC的电容电压规律,优化归并排序,使计算量进一步减小,并分析了非理想条件时电容...
无轴承同步磁阻电机除了具有一般无轴承电机的优点外,还具有结构简单、成本低、损耗小以及易于实现高速运行等优势,在真空、高速、高精等工业领域具有广阔的应用前景。该文首先介绍了无轴承同步磁阻电机的转矩与悬浮力产生原理,然后针对国内外无轴承同步磁阻电机已开展的研究工作,从电机样机优化设计和控制系统研究两方面进行综述,最后根据无轴...
海上风电机组运行环境恶劣,早期故障信号微弱可能导致故障迅速恶化、引起修护困难,该文提出以拟序阻抗为故障特征量的海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障的辨识方法。首先构建精确、通用的双馈电机(doubly-fed induction generator,DFIG)定子绕组匝间短路故障模型,推导演绎故障状态下各序分量的表达式;然后计及工程上各种非理想运行工况的影...
为了减小交流电机驱动系统的开关损耗,需要尽可能降低逆变器的开关频率。预测控制是一种可以有效降低逆变器开关频率的新方法,近年来逐步成为学界的研究热点。基于单边界圆电流谐波限定策略的预测控制虽然可以降低逆变器开关频率,但当电流矢量位于边界圆内部时,该策略不断预测新的电压矢量,并替换原有的电压矢量,这很容易造成开关状态过早切换。...
雷击电弧热效应下风机桨叶夹层材料PVC和巴塞木的损伤机制尚不明晰。该文对PVC和巴塞木开展冲击大电流实验,发现在雷击电弧热效应下,PVC和巴塞木残余强度明显下降,且PVC下降速度更快。采用分子反应动力学仿真手段,对PVC和巴塞木的损伤机制进行研究,发现:冲击热场下,纤维素(巴塞木主要成分)大分子链逐渐断裂,聚合度呈波动下降,而PVC聚合度下降幅...
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