求解最优潮流问题(optimal power flow, OPF)的凸松弛技术可将非凸的OPF问题转化为凸优化问题,并在精确松弛的前提下获得原问题的全局最优解。近10年来,该项技术已成为国内外电力系统优化领域的一个研究热点。首先,回顾电力系统优化领域凸松弛技术的发展过程,介绍半正定规划松弛、二阶锥规划松弛、二次凸包络松弛的基本概念与数学形式。接着,对...
近年来,大规模新能源发电机组的并网运行增加了系统发生次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)的风险。针对此问题,该文提出一种利用可再生能源制氢系统抑制新能源并网系统次同步振荡的方法。首先,根据可再生能源制氢系统的整体架构及其电解槽内部热动力和电化学动态特性,建立兆瓦级制氢装置的电磁暂态模型;进而,提出一种基于电解槽直流电...
目前,工程应用中的标准短路电流计算方法是基于网络元件稳态模型的简化实用方法,其交流分量计算结果表征的是短路电流的稳态解。当网络中含有超长交流线路或远距离线路加装串补时,其附近的短路电流将可能由于系统接近谐振条件呈现明显的过渡过程,简化实用方法将带来较大偏差。另外,简化实用方法只能用于计算短路点总电流的直流分量衰减时间常数,...
直流潮流控制器作为柔性直流输电系统的关键设备之一,实现其多端口输出能有效提高装置的潮流控制范围与能力。针对现有直流潮流控制器应用的局限性,该文基于电容线间能量交换的思想提出一种新型多端口直流潮流控制器。其拓扑结构简单,且避免了传统多端口直流潮流控制器对输电系统定直流电压站直流输出电压调节的依赖,增强了系统可靠性。同时,其...
针对由彼此落点接近的一条基于模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multilevel converter based HVDC,MMC-HVDC)线路和一条电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)线路所构成的混合双馈入直流输电系统,基于多变量反馈控制理论建立可定量分析和评估MMC-HVDC与LCC-HVDC控制...
基于下垂调节机制的孤立微电网分层控制体系中,底层控制存在电压调节性能和功率分配精度的固有矛盾,在组网分布式电源(distributed generation,DG)运行点变化时易造成母线电压频率、幅值的突变,需要二层控制在更长的时间尺度下对其进行补偿和修正,这将不利于系统的稳定运行。因此,该文提出一种新型的微电网分层控制体系:一层控制采用分散控制的...
针对混合微电网交直流母线接口变换器采用下垂控制存在惯性小、阻尼低等问题,提出一种适用于接口变换器的虚拟同步电机控制策略。该控制策略不仅可使交直流母线接口变换器具有下垂控制的稳态特性,而且可使其呈现类似于同步电机的动态频率响应特性,有效提高交直流混合微电网对交流频率及直流电压的抗扰动特性。该文分析混合微电网瞬时功率平衡特...
针对以往基于机理建模进行稳态电能质量污染治理的局限性,该文采用数据驱动的方式,提出一种基于时间序列模式匹配的电能质量污染区域化治理策略。依据配电网各节点指标监测数据建立较长时间尺度的电能质量时间序列,采用考虑关键趋势转折点的分段线性表示提取时间序列主要局部趋势特征及其时间特征,构建时间序列模式特征矩阵。提出一种基于动态时...
为解决我国电力通信骨干网资源紧缺问题,该文主要研究可以同时保护变电站通信节点故障和站间光纤链路故障的路径P圈保护方案。依据电力通信网建设规范中提出的以端到端路径长度限制为业务时延约束,在考虑变电站间实际光纤链路容量限制的条件下,基于电力通信网业务典型的汇聚特征,提出等势P圈生成算法,然后建立最优化整数线性规划(integer linear...
通过理论分析和仿真发现:采用两回线路电流构造得到双回线路反向量电流行波,并非不受双回线路以外的系统接线情况的影响,其故障点反射波和对端母线反射波不仅与故障点过渡电阻有关系,还与两端母线的出线数有关。因此,构建基于行波传播路径的双回线路行波分析体系。在该体系下,首次推导出双回线路等长和不等长情况下反向量故障初始行波、故障点反...
多端柔直电网发生线路故障时,目前常用应对策略缺乏选择性,容易发生重合于永久性故障、全网停运等问题,而现有研究尚未验证边界保护在"网孔结构"工程中的适应性,差动类保护缺乏对同步误差及异常采样数据的应对能力。为解决上述问题,该文首先分析了多端柔直电网线路故障场景下的行波复杂折反射现象,揭示故障线路与非故障线路两侧同名行波与异名行...
大型交直流电网混联深度不断增大而呈现出的复杂故障特性,对故障识别与清除的快速性提出了更高要求。依据混联系统交流侧线路的故障暂态特征,该文提出一种暂态方向保护方法,比较正、反向电流暂态分量中的高频能量构成故障方向识别的判据。其中电流暂态分量的提取及其高频能量的表征经由新颖的同步挤压小波变换完成。在实际交直流混联系统参数建...
基于CFD和Matlab平台,建立660MW超临界切圆锅炉炉内燃烧与高温受热面换热的耦合模型。针对不同管屏形状特点,提出Fluent结构和非结构化网格与Matlab离散微元的映射方法,实现了高温受热面壁温在风烟侧和汽水侧的迭代计算。模拟预测值和变工况趋势与锅炉热态试验吻合较好。结果表明,锅炉满负荷运行时,上调SOFA风摆角能降低化学未完全燃烧损失且抑...
针对大型CFB锅炉并联布置分离器的气固流动均匀性问题,采用1:1的实炉结构尺寸建立计算模型,完成了5种分离器出口烟道布置条件下的并联分离器烟气流动均匀性数值模拟计算。计算结果表明,分离器出口烟道的布置形式,对并联三分离器的烟气流动均匀性有重大影响。进一步的分析表明,采用单独的分离器出口烟道布置方式,可以显著改善各分离器的烟气流动...
利用原子力显微镜分析湿法脱硫净烟气中燃煤飞灰、石膏颗粒在普通玻璃、硅晶片、PVDF、PP膜上的粘附特性及颗粒间的粘附力,考察膜表面粗糙度、相对湿度、颗粒表面特性等的影响;在此基础上,开展细颗粒物单独及其与水汽共存时PP中空纤维膜组件吸收CO2性能试验。结果表明:干燥条件下,颗粒间的临界粘附力与颗粒–膜表面的临界粘附力大小并未明显差异...
为了提升机车用燃料电池混合动力系统的系统效率、减少系统实际氢耗量,并有效维持蓄电池荷电状态(stateof charge,SOC)。该文根据实际硬件系统中的参数以及机车工况,提出一种基于庞特里亚金极小值原理(Pontryagin minimum principle,PMP)的机车用燃料电池混合动力系统能量管理策略。在搭建的机车用燃料电池混合动力缩比硬件系统上对所提出的能量...
恒导纳建模是电力电子换流器实时仿真常用的建模方法。为了解决传统恒导纳模型的虚拟功率损耗问题,提出一种基于响应匹配的换流器恒导纳建模方法。该方法采用含参数化历史电流源的恒导纳开关模型,并将其视为线性离散时间系统进行分析。通过使得该离散时间系统的稳态响应特性和暂态响应特性能与理想开关相匹配来确定历史电流源的待定参数。该方法...
为减小移动供电过程中的功率波动,提出一种基于双拾取耦合结构的动态无线电能传输系统。通过采用相互重叠的双拾取线圈,保证了2个拾取的互感平方和是一个与拾取位置无关的常数,并在双拾取线圈之间引入互感,补偿了移动过程中单个拾取的互感零点。推导每个拾取输出功率随等效负载电阻的变化规律,找出使系统输出功率恒定的等效负载电阻值,通过控制...
针对电动汽车无线充电时线圈偏移会造成输出电压不稳定和效率迅速降低的问题,设计一个抗偏移性能优异的电动汽车用无线电能传输(wireless power transfer, WPT)系统,该系统采用LCC/S补偿拓扑以及扁平螺线管磁耦合结构,并在后级加入数字闭环Buck变换器,以实现精确的恒压输出。分析LCC/S补偿拓扑的输出特性,说明扁平螺线管磁耦合结构抗偏移性能优...
电网电压不平衡时,双馈感应发电机定、转子电流也会出现较大不平衡,使发电机有功功率、无功功率和电磁转矩发生振荡,危害机组运行。鉴于模型预测控制在大功率变流器中的优越性和多目标约束能力,基于有限集模型预测控制策略对电网电压不对称故障下的双馈发电机多目标控制进行研究。在两相静止坐标系上对双馈发电机建模,并建立其预测方程,以抑制不...
深入研究感应电机驱动系统传导电磁干扰机理问题,对于由脉宽调制(pulse width modulation,PWM)功率变换器产生的电磁干扰源,提出将各开关状态分为2种模式,并结合负载电流的各个不同水平,建立各开关状态下的噪声源模型组合,感应电机驱动系统噪声源可根据这些组合联立获得。针对感应电机驱动系统中长线传输时电压反射现象及其造成的电机端过电压,...
电力系统作为生命线系统的重要组成部分,其在地震发生时的安全运行至关重要,而历次强震表明,电气设备,尤其是瓷柱型电气设备,抗震性能较差,震害严重。该文给出一种基于基础隔震(base isolation, BI)和调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)原理的 BI-TMD 混合控制策略,用于增强瓷柱型电气设备的抗震能力。通过有限元分析,给出这一混合控制策略...
有限元方法是目前工程应用中最常用的数值计算方法之一。随着求解模型的日益复杂,以及越来越多的多物理场耦合问题和参数优化设计等需求的出现,有限元的计算耗时过长的问题日益凸显。为了优化有限元求解的时长,实现有限元求解的加速计算,基于传输线迭代法(transmissionline method,TLM),提出一种黑盒电路模型,针对四边形分网下的非线性静磁场有...
该文对共模扼流线圈电感的频变特性进行等效,采用全电路方法分析其对电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)滤波器性能的影响。首先,对共模扼流线圈端子间的宽频阻抗特性进行测量,提取基本的等效电路参数;根据锰锌铁氧体材料磁导率的频率特性和阻抗测量结果,采用幂函数对电感的频变特性进行描述,建立共模扼流线圈的全电路模型,并比较共模...
电磁感应线圈是测量磁场变化的重要元件,因其结构简单、性能可靠等优点,被广泛应用于电磁无损检测等领域。电磁感应线圈的传递函数决定了其对磁场变化的测量灵敏度及测量的频率范围。为了从理论上准确分析电磁感应线圈的传递特性,建立线圈的几何参数与其等效电特性参数间的关系模型,改进了等效电容的计算模型。基于感应线圈理论模型,对线圈的谐...
电磁层析成像技术中图像重建算法的准确与快速是其在工业现场中得以应用的关键。Landweber迭代算法是电磁层析成像图像重建中应用最广泛的迭代算法,但其需要多次迭代,收敛速度慢。该文提出一种修正的Landweber迭代图像重建算法,该算法通过在构建的电磁层析成像逆问题目标泛函中添加正则化项,并采用自适应权重系数的方法,提高了收敛速度,并且改善...
交联聚乙烯(crosslinked polyethylene,XLPE)高压直流电缆是直流电网的核心设备,将XLPE高压直流电缆绝缘料国产化具有重要意义。基于欧洲主流超净低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)与国内知名企业生产的2种超净聚乙烯,分别制备XLPE试样,并完成脱气处理。测量与评估3种XLPE试样的直流击穿电场强度、直流电导率、空间电荷特性等电气性...
局部过热性故障会导致SF6等绝缘材料逐步劣化,如果缺乏有效的监测手段,它就像绝缘肿瘤一样威胁着SF6气体绝缘装备及电网的安全运行。为了研究SF6气体绝缘介质在局部过热性故障作用下发生分解的物理化学过程,构建出一种可以描述SF6成键的Reax FF力场。采用对SF6、SF5、SF4分子体系进行密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)计算的方法,利...
对油中溶解气体浓度进行有效预测,可为电力变压器故障诊断及预警提供重要依据。提出一种基于经验模态分解与长短期记忆神经网络的变压器油中溶解气体浓度预测方法。首先,运用经验模态分解将气体浓度序列分解为一组相对平稳的子序列分量,以减少不同趋势信息间的相互影响;然后,针对各子序列分别构建基于长短期记忆神经网络的时序预测模型,并利用贝...
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