针对主动配电网多层信息分布式存储和快速优化的需求,提出一种分层的时变优化追踪算法。首先,各级配电系统对时变优化问题的复杂约束进行线性化处理。进一步,各级配电系统根据其相互之间的级联规律,通过内部计算和边界信息的交换,快速形成其在寻优计算过程中相互牵制的耦合灵敏度。据此,结合各级配电系统内部的灵敏度计算可形成整体的寻优计算结...
针对大电网状态变化轨迹,反向识别电网拓扑结构,对实现数据驱动的大电网运行态势感知与智能控制具有重要意义。该文直接根据电网节点支路潮流信息,提出一种基于状态量测的电网拓扑结构反向识别方法。首先从状态量到节点关联的全新角度,将电网拓扑结构反向识别归结为节点进线与出线间全局最优组合问题。然后根据全网支路功率、电流流通特性,建立...
随着电网信息流-能量流的深度耦合,有源配电网正逐渐成为信息空间与物理空间深度交互的电力信息物理系统(cyber physical system,CPS)。延时、丢包、拥堵、恶意攻击等问题导致电力系统的故障分析愈发复杂,传统的有源配电网仿真方法无法保证其仿真分析的精确性及实时性。该文分析了现有的配电网仿真技术研究现状,基于RT-LAB、DSP嵌入式系统、OPNE...
可再生电源出力和负荷需求的强不确定性使得微电网储能容量优化成为一个极具挑战性的重要问题。该文提出一种同时考虑源、荷的随机不确定性与预测误差不确定性的微电网储能容量协同优化方法。该方法首先建立能量平衡能力指标和鲁棒性协调成本指标,分别用于刻画储能容量方案与微电网随机不确定性的定量关系,以及提升微电网优化运行鲁棒性的经济性...
随着我国分布式发电渗透率不断提高,配网内分布式能源就近交易已成为我国配网未来的发展新趋势。由于分布式能源出力的不确定性及个体趋利属性,相较传统电力交易,分布式能源交易的违约现象可能更为严重。为此,该文提出基于区块链的分布式能源交易信用管理方法。首先,分析分布式能源交易信用风险的成因及其危害,提出分布式能源信用评估指标。然后...
随着大量不同的需求侧柔性负荷广泛接入并参与电网调控,柔性负荷异构特性逐渐凸显,异构性的处理成为其实际调控应用的关键问题。该文针对柔性负荷资源类型、参数、属性等多种差异化特点,提出异构柔性负荷(简称异构负荷)概念和异构方式;然后结合电网多场景调控要求,对异构负荷建模及调控技术进行需求分析,提出以泛化模型和协同调控为主的异构负荷...
构建高效、低耗、可靠的直流配电系统是实现直流型分布式电源与直流型负载灵活组网及供需互动的有效途径,是交流配电之外未来配网的重要发展方向。该文对直流配电下多个直流微网进行集群控制的典型特征和拓扑结构进行了阐述。在直流型分布式电源以直流多微网形式集群控制中,采用一种分散自律的控制架构,将每个直流微网以多分段P/U曲线进行描述,...
针对现阶段风/光/柴/蓄微网(microgrid,MG)中具有效率-功率特性的可控负荷未被妥善利用的问题,该文提出一种基于可控负荷效率控制的孤岛MG新型调度策略。量化分析了电池储能系统储能与海水淡化设备产出的价值属性,提出基于功率阈值判断的效率控制方法。进而,引入富余能源概率密度函数,通过蒙特卡洛抽样模拟源荷实时出力,获得日前视角下的富余功...
针对下垂控制微电网中时刻存在的不确定因素,提出基于齐诺多面体的可达性分析方法,研究系统在不确定条件下的动态运行特性。首先采用齐诺多面体作为集合表达形式,描述系统中的不确定变量,并提出线性动态系统可达集的计算方法。随后基于下垂控制微电网的动态模型,对微电网算例进行仿真分析,并通过时域采样仿真验证了所提方法的有效性。结果表明,...
针对现存谐波源模型中普遍采用常量参数,难以适应背景电压变化的环境,模型精度较低等问题,该文提出一种精度更高的谐波源频域卷积模型和相应模型参数的求解方法。分析谐波源端口电压、电流在频域下应满足的卷积关系,并建立频域卷积模型,随后得出模型相关参数在具体谐波源网络中的构成特点,并分析模型理论误差来源,提出运用偏最小二乘法和逐步回...
随着高压直流输电、FACTS以及新能源发电等电力电子装置接入电网,电网的结构和运行方式发生了巨大的变化,传统的仿真技术难以适应当今电网的现状。交直流电网中电气信号的宽频特点使得电气信号成为一个多时间尺度融合的信号,该文结合CPU的多核特点,提出基于多频段时间尺度变换的大规模交直流电磁暂态并行仿真方法。多频段时间尺度变换(multi-fre...
针对新能源接入规模不断扩大后电网调节灵活性日益下降的问题,研究一种与抽水蓄能电站及电池储能电站具有相同调节能力与调节特性的多源储能系统。该文提出由电热氢多种能源形式构成的多源协调储能系统(electricityheat hydrogen multi-energy storage system,EHH-MESS),以及其优化运行模型,提高电网风电、光伏消纳能力,并减轻电网调峰压力。根...
大规模光伏并网导致系统频繁发生次同步振荡,使得对大规模光伏发电系统进行建模以研究其运行特性成为关注的热点。在建立光伏单元详细的小信号模型基础上,该文推导大规模光伏电站经传输线接入系统的数学模型,模型考虑光伏电站的地理分布特性及光照强度等重要的运行因素。针对大规模工程模型计算中可能出现"维数灾问题",对大系统状态矩阵的特征值...
随着电网负荷峰谷差的增大以及风电出力的随机性和反调峰性,核电机组参与系统调峰的需求愈发迫切。以总运行成本、核电调峰深度、污染气体排放最小为目标函数,建立计及风电出力随机性的核电?火电?电转气?风电联合优化调度模型。利用具有可移峰特性的电转气(power to gas,P2G)负荷以及燃气轮机作为可调度资源,完成核电的等效调峰。构造带权极小模...
为了实现全球范围的CO2减排目标,如何有效地对CO2进行转化利用越来越受到研究者的重视。基于CO2的理化特性,催化法是CO2转化利用的重要途径之一。此类方法主要包括热催化、光催化、电催化、酶催化、等离子体催化等。目前,相关研究虽然得到了很多有益的结论,但仍存在对反应机理认识不足、CO2转化率低、产率低、反应稳定性差等问题。开发更高效、...
沼气含有60%CH4和40%CO2,可作为有效的化学链重整(chemical looping reforming,CLR)制氢原料。以耐高温和高强度的高铝耐火砖为惰性载体,采用浸渍法制备Ni基氧载体。在批次进料流化床反应器中开展多种反应条件下CLR实验研究,并对比沼气干重整和沼气湿重整特性。结果显示,湿重整环境下沼气能够更好的转化为目标产物H2。合理的控制反应条件,能够更...
针对目前已有的越浪式发电装置和振荡浮子式波浪能发电装置,设计研发一种新型浮筒式波浪能发电装置,并进行物理模型试验研究。浮筒随波浪上下运动,将波浪能转化为水势能,利用水轮机发电技术,产生稳定电能。基于波浪能发电装置中浮筒因素,研究不同浮筒形状及吃水深度对输水管道中流量、蓄水池中上水量及装置能量俘获效率的影响特征。结果表明:浮...
为解决质子交换膜燃料电池(protonexchange membranefuelcell,PEMFC)剩余使用寿命预测(remaining usefullife, RUL)问题,提出基于核超限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)和局部加权回归散点平滑法(locally weighted scatterplot smoothing,LOESS)的PEMFC剩余使用寿命预测新方法。该方法分别采用等间隔取样和局部加权回归散点平滑法...
为简化带外置蒸汽冷却器(external steam cooler,ESC)热力系统热平衡通用矩阵方程的构建和求解过程,采用基于矩阵运算的数学推理和案例分析相结合的方法,推导出可一次性求解的带ESC热力系统热平衡通用矩阵方程,建立系数矩阵与热力系统结构的对应关系。该通用矩阵方程无需迭代可直接一次性求解,系数矩阵A右上角某些元素不再为0,这些非0元素的位置...
针对桥臂由半桥子模块和全桥子模块级联构成的混合型模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC),该文提出其状态空间建模及小信号建模方法。通过建立混合型MMC电气系统、交直流电流控制系统和交直流网络模型,模块式地构建混合型MMC-HVDC系统整体状态空间模型和小信号模型。以一个两端直流输电系统为例,通过对比电磁暂态模型与文中方法...
针对传统排序均压策略应用于高电平数模块化多电平换流器时存在计算量大、功率器件开关频率高等问题,提出一种基于子模块投入优先级的新型均压策略。该策略引入"电压容许分布带"来约束电容电压的波动范围,无需对子模块电压排序。分别将上一控制周期投入和切除的子模块电压值与分布带上下限比较,以确定各子模块在当前控制周期的投入优先级,并按优...
铁路功率调节器(railwaypowerconditioner,RPC)主要承担电气化铁路牵引系统的有功转移和无功、负序补偿。在V/v牵引系统中,多电平铁路功率调节器(multilevel railway power conditioner,MRPC)需补偿无功维持电网电压平衡,此时造成MRPC链节功率不平衡,导致链节间电容电压的发散。为抑制电压发散,需注入环流电压和电流。传统注入方案仅注入直流或...
IGBT小尺度过流短路失效模式、失效机理及失效过程中电参数演变规律等,是提高或改进IGBT应用设计和器件保护措施的重要依据和参考。研究IGBT过流短路失效及其与过流保护装置之间的相互影响和作用机制,对提高IGBT可靠性应用具有重要意义。该文针对造成IGBT破坏性最严重的过流短路失效进行研究,通过对2种不同气密封装结构的NPT型IGBT桥臂进行动态...
针对永磁同步电机在高频运行和控制载波比低的情况下,电流环控制容易失稳的问题,采用基于复系数传递函数的方法,推导了表贴式永磁同步电机电流环的复系数开环和闭环传递函数。在同步旋转坐标系下,建立复系数电流环控制模型,利用根轨迹法分析电机阻抗耦合和数字控制延时对稳定性的影响,并给出电流环控制的失稳条件。对比电流反馈解耦和复系数PI解...
设计了自适应线性神经元?模型参考自适应(adaptive linear element-model reference adaptive system,ALE-MRAS)磁链观测器,以解决永磁同步直线电机(permanentmagnet synchronouslinearmotor,PMSLM)多工况下均匀退磁磁链观测问题。首先,建立PMSLM正常、微弱、轻度、中度以及重度退磁故障下的有限元模型,仿真计算不同退磁程度下磁链的精确值;其次...
直线电机目前已经大量应用于工业、军事、民用及其他各种直线运动的场合,在波浪能发电装置中,直线发电机也将得到越来越广泛的应用。提出一种新型圆筒形错相式横向磁通永磁直线发电机的拓扑结构,该结构具有可由硅钢片叠压、设计更自由、整体性更强的优点。同时,其初级铁心单元加工方便,能够充分利用次级永磁体。阐述该电机的工作原理,推导电机的...
提出一种新型轴向分相永磁式磁悬浮飞轮电机,利用轴向分相的两套悬浮绕组实现飞轮转子四自由度悬浮,并克服了磁悬浮电机研究中存在的悬浮力与转矩强耦合以及悬浮力产生死区问题。在阐述该飞轮电机基本结构及其悬浮磁路与转矩磁路解耦设计基础上,采用三维有限元分析了电机内磁场分布、电感、转矩、悬浮力等关键性能,研制了一台额定功率为3kW的实...
准确获取风电机叶片雷达回波及其微多普勒特征是解决风电场对雷达台站无源干扰的关键问题。针对现有散射点积分算法的假设缺陷,引入散射中心的概念,提出一种将叶片整体回波等效为若干散射中心回波贡献集的思想,实现了叶片回波的准确求解。采用旋转不变技术信号参数估计法,求解叶片散射中心的位置和散射强度参数,从而在三维坐标系中建立叶片的散...
支柱绝缘子在地形或单向风等因素的影响下易累积形成扇形不均匀污秽,背风侧通常较迎风侧受污染更加严重。对支柱瓷绝缘子进行不同扇形不均匀污染条件下的人工污秽交流闪络试验,讨论扇形不均匀污染对闪络电压、闪络过程、背风侧污层电导率和绝缘子表面电导的影响。试验结果表明,支柱绝缘子在这种不均匀污染下的交流闪络性能与均匀污染下有很大差...
为了充分掌握换流变压器中油浸绝缘纸缺陷产生规律,并提出处理方法,指导新型绝缘材料的研发,需深入分析复合电压累积放电作用下绝缘纸微观结构、电气性能的变化规律。搭建交直流复合电压下油浸绝缘纸放电损伤试验平台,探究不同复合电压下材料微观结构、电气性能的变化规律及关联机制。研究结果表明:不同复合电压下,微观结构及电气性能劣化机理存...
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