为满足区域综合能源系统多维度优化调度及能量管理的需求，构建了区域综合能源系统多目标最优混合潮流算法。首先，基于能源集线器理论，构建了区域综合能源系统中能量中心的数学模型；随后，考虑区域综合能源系统中三相不平衡配电系统、燃气管网以及能量中心的相关约束，给出了以经济成本最小化和污染气体排放量最小化为目标的多目标最优混合潮...
直流供电相比交流供电具有许多优点，但由于成本、直流开断技术、普通用户使用习惯等方面的限制，智能楼宇全面使用直流前，仍需经历交直流混合供电阶段。由楼宇配电的现状出发，探讨了未来楼宇交直流混合供电方式的整体结构及相应的交、直流负荷分配情况，阐述了直流配电电压等级的选择原则。讨论了楼宇供电中超低压直流配电和低压直流配电电压...
该文以配电网健康指数综合分析与诊断为例，探讨如何将引导学习用于科学研究和实践应用。首先，对配电网健康指数的研究背景做了简要讨论。其次，提出了一种内嵌专业知识与经验的引导学习算法。该算法以Softmax Regression为基准学习模型，通过建立知识函数，在学习目标中融入专业知识和经验，并应用Symbiotic Organisms Search算法对非凸非连续...
电力电子变压器（power electronic transformer，PET）亦称固态变压器（solid-statetransformer，SST）或智能变压器（smantransformer，ST），是通过电力电子技术将电气隔离、电压变换、潮流控制、无功补偿、可再生能源接入等功能集于一身的新型电气设备。相对传统变压器，PET／SST／ST显著提高了装置本身的可控性、灵活性和兼容性，可以提高...
基于隔直电容的偏磁治理方法容易加速其他企事业单位敷设于地中的金属管道的腐蚀，造成难以调解的责任冲突。同时，由于缺乏对电流全局分布的考虑，传统隔直投切方法也容易造成区域内其他变压器出现中性点直流电流被动超标的现象。因此，首先提出了均直的概念，并设计了一种基于可调并联电阻组的均直装置，其次以此为抑制工具，结合交流系统等效...
特高压直流工程金具表面最大电场强度是衡量其发生电晕放电的主要因素。±1100kV直流工程户内直流场中不同设备均压装置的外形相差较大，而且相对户外直流场，屋顶和围墙都是地电位，会进一步增强金具的表面电场，因此需开展户内直流场全域三维电场仿真，根据仿真结果反复优化户内直流场设备均压电极的形状。首先通过理论计算和试验研究，确定不...
不确定性因素为电力系统发电计划问题带来了新的挑战。鲁棒优化因其独特的优势而成为不确定性电力系统发电计划的研究的主流方法之一。该文对鲁棒优化理论在电力系统发电计划中的应用情况进行综述。首先，总结了发电计划问题的不确定性及现有的应对不确定性的方法。其次，简要介绍鲁棒优化的基本理论。然后，介绍鲁棒优化理论在发电计划中的应用...
电网薄弱环节辨识对保证电力系统的安全性有重要的意义。为了分析辨识电网薄弱环节，提出一种随机矩阵理论与熵理论相结合的辨识方法。首先介绍随机矩阵理论基本原理和薄弱环节特征。然后利用电压数据和相角数据构建矩阵，结合随机矩阵理论分析矩阵的统计特性，并将统计特性与电网物理特性对比分析。再结合熵理论建立薄弱节点辨识模型，利用变异...
现有连锁故障演化模型忽略了连锁故障中的动态过程，未能充分考虑连锁故障中不同物理现象和对策的时间特性。在此背景下，提出一种基于多时间尺度的连锁故障演化模型。该模型根据连锁故障过程中不同物理现象和对策的时间特性，将连锁故障划分为3种时间尺度过程。同时根据不同时间尺度过程的时间范围和特点，建立相应的仿真模型，并采用3层计算结...
燃气机组是我国电网重要调峰电源，如何充分发挥其调峰性能对缓解电网调峰压力尤为关键。该文考虑燃气机组日启停运行现状，提出混合启发搜索策略和切负荷策略的燃气机组调峰运行方法。该方法将计划电量作为单机控制目标，考虑出力上下限确定机组开机时长范围，同时以负荷高低为启发信息，搜索确定可行的连续开机时段集合；考虑可调出力下限，采...
该文研究揭示了配电网安全边界的形成机理。首先，定义了元件间的拓扑距离，根据N-X后两馈线是否产生电气连接以及故障后负荷转带路径的不同，将馈线联络关系归纳为3大类：N-1联系、N-2联系和无联系，并细分为7种。其次，在观测馈线来自同一主变和不同主变的两种情况下，分析了斜线边界、直线边界的产生原因，得出边界数量计算公式。最后，总结...
为了解决配电网单相接地故障定位难题，针对不接地电网提出一种基于故障方向测度的配电网故障区段定位方法。以负荷电流为参考量，构造基波零序电流故障方向测度，应用相空间重构方法提取暂态相电流故障方向测度，用来指示单个测量点的故障方向并定量评价故障特征的明显程度。建立基于故障方向测度的多指标决策优化模型，并引进可信度理论将多指...
大规模分布式能源资源接入配电网不可避免地增加了电力系统运行的复杂程度，基于分散式管理的虚拟电厂运行模式能有效整合不同类型的分布式能源资源。虚拟电厂中的不确定性因素诸如随机发电机组出力和市场购售电策略往往会给虚拟电厂的运营决策带来风险，该文从可调度机组、随机发电机组、储能设备和柔性负荷的综合建模角度，基于两阶段随机规划...
传统方法多聚焦于充电站的投资成本和收益，忽略了充电用户选择决策对投资主体规划决策的影响，该文提出一种考虑充电站投资收益和充电用户效用耦合决策的电动汽车充电站双层优化模型。根据城市电动汽车种类及其出行特性，计算规划区域内电动汽车充电功率需求，并以充电站投资收益为上层目标函数，以充电用户满意度为下层目标函数。引入用户选择...
利用软件提供的用户自定义标量（user defined scalar，LrDS），并使用户自定义函数（user defined function，UDF）接口和用户自定义变量（user defined memory，UDM），将碳烟生成模型、碳烟辐射模型和挥发分析出模型嵌入商业计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）平台FLUENT中，并通过案例研究验证了开发程序在计算中尤其是大规...
在常规燃煤电站机组中，一次风加热流程和尾部烟道低温烟气换热流程存在数量可观的可用能损失和较大的优化利用空间，为减小系统换热过程的不可逆损失，该文提出基于一次风加热流程优化的高效集成系统，预干燥进入制粉系统的较高水分原煤，降低一次风的吸热量，在此基础上利用两级蒸汽加热器分级加热一次风，同时优化低温烟气换热流程，回收低温...
在设计给煤量为350t/d的循环流化床煤气化工业装置上，分别以高钙神华煤及其与百矿煤的混煤为原料进行了168h气化试验，考察了装置的运行特性和气化特性，并结合SiO2-Al2O3-CaO三元相图对神华煤及混煤的结渣倾向进行了分析。结果表明，神华煤及混煤在循环流化床煤气化工业装置上运行稳定、未出现结渣失流现象。在相同的气化风量条件下，神华煤气...
为探究煤焦颗粒反应行为特性，对高温O2／N2气氛中运动的单颗粒煤焦进行数值模拟研究。采用规则球形、不规则球形和多孔球形3种单颗粒煤焦结构模型耦合单颗粒煤焦反应模型，研究环境温度和O2浓度对温度分布、组分分布和反应速率的影响。模拟结果与实验研究结果基本吻合，表明模型能有效描述单颗粒煤焦反应特性。结果表明，当环境温度升高，火焰...
为解决变转速工况滚动轴承微弱故障特征难以提取的问题，提出了时时（time．time，TT）变换结合计算阶比跟踪（computed order tracking，COT）的滚动轴承时变微弱故障特征提取方法。首先对变转速状态的轴承微弱故障信号进行时时变换，得到反映故障信号二维时时特征的TT变换矩阵。为消除TT变换矩阵的冗余性，提出了基于峭度准则的奇异值分解（si...
模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）的直流短路故障电流清除能力是柔性直流输电系统在架空线应用场合必须解决的问题。提出了一种集成直流断路器功能的MMC拓扑结构（MMC integrated with DC circuit breaker，IDCB．MMC）。IDCB．MMC在换流器部分采用了带有双向旁路晶闸管的子模块，在直流断路器部分采用快速机械开关和辅...
多端直流输电和直流电网技术是解决新能源并网的有效技术手段之一，直流变压器是连接不同类型和不同电压等级直流输电系统、构建直流电网的关键设备。该文提出一种适用于连接基于电网换相换流器（line commutated converter,LCC）的高压直流输电（high voltage direct current，HVDC）系统和基于电压源换流器（voltage source converter，VSC）...
该文提出并深入研究全桥Boost多输入直流变换器型并网逆变器电路拓扑、带限功率的最大功率输出能量管理控制策略和基于箝位电容的储能电感磁饱和抑制启动方案，给出高频开关过程分析、电压传输比推导和有源箝位电路设计，获得了重要结论。该拓扑是由全桥Boost型多输入直流变换器和Buck型逆变器级联构成；该能量管理控制策略是在最大功率点跟踪电...
该文通过分析三重移相（triple phase shift，TPS）控制下双主动全桥（dual active bridge，DAB）变换器的等效电路，推导出传输功率以及电感电流有效值与控制量输入之间的统一模型，并根据控制量之间的关系，划分DAB变换器的6种工作模式。然后，通过揭示控制量的扰动对于传输功率及电感电流有效值的影响，提出针对电流有效值的全局最优化条件，...
针对三电平Boost变换器存在的中点电位偏移问题，提出一种基于电感电流纹波的小信号建模方法，完成了三电平Boost变换器关于输出电压和偏差电压的精确建模。根据不同占空比区间内相位延迟的边界条件，推导出偏差电压增益特征系数的不同解析表达式。对不同带宽的双环控制方案进行了优化设计，并分别采用PID和PI控制器对双控制环进行串联补偿，改...
在大部分的感应耦合式无线能量传输系统中，为了产生一定频率的谐振电流，逆变器拓扑的开关管工作频率必须与谐振频率相同。但采用高频率高品质因数的谐振网络会使得逆变器开关损耗增加，进而导致系统整体传输效率下降。提出一种脉冲注入型感应耦合式无线能量传输系统拓扑，不仅使得开关频率能够远低于谐振频率，并且将注入能量的大小与开关频率...
双发射线圈的感应电能传输（inductive power transfer，IPT）系统能够实现有效分配两逆变器的输出功率，是提高电源侧输出容量的有效手段。该文分析了功率输出1：1工况下的双发射线圈的IPT系统的动态特性，旨在通过IPT系统的小信号模型求解合适的数字PI控制器，提高负载电压动态响应特性，同时保证闭环系统具有充足的稳定裕度。首先，利用广义...
针对无位置传感器内置式永磁同步电机（interior permanent magnet synchronous machine，IPMSM）全速域运行，传统的基于转速或位置信息融合的复合控制方法运算复杂度高、实现较为困难的缺点，该文提出一种基于标幺化位置误差信息融合的单Luenberger位置观测器复合控制方法。低速（零速）域和中高速域分别采用方波电压注入法和反电动势模型法获...
在基于高频注入的内置式永磁同步电机（interior permanent magnet synchronous motor，IPMSM）无位置传感器低速控制场合，需要使用滤波器提取位置信息和反馈电流环基频分量，但滤波器会导致信号延迟、减小电流环带宽。同时，为提高观测位置的精度，必须对逆变器电压误差进行补偿，由于数字控制系统有一个开关周期的延迟，采用先计算后补偿的方...
印制电路板（printed circuit board，PCB）技术在盘式无铁心永磁电机中的应用大大简化了电机的生产制造工艺。PCB绕组的具体结构参数与绕组排布直接影响盘式电机的输出功率。该文基于一台应用于风力发电系统的盘式无铁心永磁同步电机，以提高其功率密度为目的，分析PCB绕组参数的约束关系和对优化目标的影响，提出通过改变绕组线宽来进行绕组优...
直线电机在运行过程中，在动态边端效应的作用下，电机参数会发生改变，导致控制性能恶化。该文以中低速磁悬浮列车直线电机为研究对象，以提高直线电机矢量控制性能为研究目标。首先，给出直线电机在俨卢坐标系下的数学模型，推导以定子电流、转子磁链为状态变量的状态空间方程；然后，建立直线电机的全阶观测器模型，并详细推导得到增益矩阵；...
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