mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制

大规模户用光伏不平衡接入低压配电网会造成严重的电压越限、网损和三相不平衡。针对当前户用光伏消纳控制技术对三相四线制低压配电网不适用的问题,提出了一种基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制方法。考虑电压、电流的幅值和相角,采用三相四线制节点导纳矩阵建立了低压配电网的网络拓扑结构;综合考虑网损和三相不平衡度最小,建立了储能元件有功功率和光伏逆变器无功功率的三相四线制线路多时段协同控制模型;通过复数变量拆分和模型凸化以降低三相四线制模型的求解难度,采用CPLEX算法包求出模型全局最优解。仿真结果表明,所提出的基于最优潮流的控制方法在大规模光伏和负荷不对称接入条件下能够有效抑制电压越限,同时达到降低网损、改善电网三相不平衡的目的。
计及需求响应的智慧能源小区热电耦合系统用能优化方法

针对智慧能源小区热电耦合系统中能量间纵向转换和用能负荷横向搬移的协同用能优化问题,通过负荷侧需求响应用能精细化建模,提出一种计及需求响应的热电耦合系统用能优化方法。在分析典型热电耦合系统结构框架基础上,通过用能负荷分类及其用能响应过程的数学建模,建立了含热电耦合系统的能源供给侧与用能负荷侧的能量枢纽方程,实现了用能负荷响应与能源供给之间能量转换的量化描述;其次将用能负荷的需求响应程度表示为可转移负荷参与比和可转换负荷参与比,建立了系统运行成本最小的热电耦合系统用能最优化模型,并提出了灵活尺度多次参与用能优化的模型求解方法。最后,算例结果表明,在高可转移负荷参与比和低可转换负荷参与比时,在降低供给侧峰值段负荷的同时使系统总成本降低,实现了热电耦合系统用能最优化运行。
标准解辅助多层次系统资源衍生的裁剪方法研究

准确挖掘出系统内及超系统的可用资源进行系统有用功能重组是高质量裁剪创新设计的关键,其中潜在可用资源的挖掘是难点及重点。通过构建资源-属性列表实现系统可直接应用资源搜索;以物质属性为约束,提出基于资源相似度的潜在可用资源挖掘方法。基于功能类型重构标准解,以标准解为知识源辅助实现系统可用资源衍生;构建标准解-属性列表,基于标准解与资源属性二次属性相似度对比,引入外加资源实现系统可用资源重构。以此形成标准解辅助多层次系统可用资源衍生的系统化方法。最后以机械式水果采摘杆实例验证了该裁剪方法的可行性和有效性。
铁道车辆物理参数识别方法研究

针对铁道车辆物理参数识别问题,首先通过状态空间理论和模态空间理论获得了车辆系统状态矩阵,接着分别提出了附加质量法和比例关系法两种铁道车辆物理参数识别方法。附加质量法可识别车辆全部物理参数,但需要将特定的质量附加到车辆系统中。比例关系法无需附加质量,以构架质量参数已知为前提条件来对车辆其余物理参数进行识别。设计了用于物理参数识别的车辆定向激励工况,并通过仿真试验对两种物理参数识别方法进行了验证及对比分析。结果表明,采用附加质量法进行车辆物理参数识别时,附加质量大小选取为车辆系统质量的3%识别精度最高;附加质量法和比例关系法在识别精度和测试实施难度方面各有优缺点,因此,在实际车辆物理参数识别中,可根据现场情况,合理选择识别方法。
基于CUSUM算法的LDoS攻击检测方法

低速率拒绝服务LDoS攻击具有流量发送速率低、隐蔽性强、具有突发性以及造成危害大的特点,融入正常流量中难以被传统的DoS攻击检测机制发现.针对该攻击方式突发性特点,分析路由器受到LDoS攻击时流量特征的统计异常,将路由器入口流量的均值与正常阈值相比较,提出了基于累积和CUSUM算法的检测方法.该方法基于突变假设检验,对到达流量分析变点前后流量的累积和特征,通过将分析得到的累积和与设定的门限值比较来实现LDoS攻击的检测.实验通过调整算法参数来优化检测性能,通过基于NS-2搭建的仿真实验平台表明,该方法具有较好的检测性能.
具有带阻特性的可穿戴超宽带单极子天线的研究

为降低窄带信号对超宽带的干扰,对具有带阻特性的超宽带天线进行了研究,提出了一种对WiMAX频段具有带阻特性的超宽带单极子天线.该天线采用了聚四氟乙烯玻璃纤维柔性材料作为介质基板,以铜作为辐射贴片和接地板材料,通过在天线的辐射贴片上刻蚀出开口谐振环,使得天线在3.25-3.9 GHz频段出现阻带,有效抑制了WiMAX无线通信(工作频段为3.3-3.7 GHz)窄带信号对超宽带的干扰.天线的整体尺寸为$32\;{\rm{mm}} \times 40\;{\rm{mm}} \times 0.8\;{\rm{mm}}$.仿真分析结果表明,天线带宽为2.7-12.3 GHz,阻带为3.25-3.9 GHz,实现了辐射方向图H面的全向特性和E面稳定性.通过建立人体组织模型,改变天线与人体的距离对天线工作特性进行对比分析,验证了可穿戴天线的可行性.
原位生成醋酸锂改性金属锂负极及其稳定性

为了提高锂负极的循环稳定性能,需要对金属锂进行改性保护,改善锂沉积行为,抑制锂枝晶的产生。主要使用冰醋酸挥发气体与锂负极原位反应,在金属锂表面原位形成一层醋酸锂,得到CH_3COOLi-Li负极。表面形成的醋酸锂钝化膜可以抑制锂与电解液的反应,抑制循环过程中锂枝晶的生长。组装对称锂电池、锂铜电池和钴酸锂全电池并对其进行电化学表征,均表明CH_3COOLi-Li负极相比于纯Li负极,电池的循环稳定性能得到明显改善。CH_3COOLi-Li负极的锂铜电池循环100圈后Coulomb效率仍稳定在97%以上,组装的CH_3COOLi-Li/LiCoO_2全电池循环1 000圈容量保持率高达73.5%。
水系铝离子电池的研究进展与挑战

金属铝具有极高的理论质量比容量和体积比容量,且丰度高、成本低。水系电解液由于具有离子电导率高、低易燃性等优点而被广泛应用于多种金属离子电池中。在过去的几年中,水系铝离子电池已经取得了快速进展。介绍了金属铝负极的优化,电解质的选择和电极材料的研究进展,并讨论了存在的挑战和可能的解决策略。
动力学激活的转换型镁金属电池

对比纯镁电解液的镁电池,锂镁双盐混合电池具有循环寿命长、充放电速度快、Coulomb效率高、正极选择多等特点,特别当采用容量更高的转换反应型正极时,可显著提高镁电池的能量密度。从硫基和有机正极材料方面综述了转换反应型或多电子转移型双盐电池的研究进展,通过纳米结构调控、导电网络构筑、支撑离子诱导等手段,实现了镁硫电池和镁玫瑰酸盐电池的能量密度提升和长期循环稳定,它们的正极能量密度可达500 W·h/kg。提出了添加剂盐激活转换型镁金属电池的策略,为未来镁基电池的发展提供了新的思路。
锌离子二次电池的研究进展

通过探寻合适的储锌正极材料、优化锌负极结构以及深入了解电池的储锌机理,能够显著地提高锌离子电池的电化学性能。综述了锌离子二次电池的研究进展,详细介绍了各类正极材料的结构特征、电化学性能以及储锌机理,另外对锌负极面临的问题和解决方法进行总结,同时讨论了电解质对锌离子电池电化学性能的影响。最后,对锌离子二次电池面临的问题和未来的研究方向进行了总结与展望。
镁硫二次电池研究进展

镁硫电池具有能量密度高、成本低、安全性高等优势,是极具发展前景的新型储能体系之一。目前,在电解液、硫正极以及镁负极方面已取得了一些突破性的成果,但镁硫电池的发展仍处于起步阶段,依旧存在诸多问题与挑战。综述了镁硫电池电解液的发展历程、硫正极的设计策略和镁负极及其界面的研究现状,并对未来镁硫电池亟待解决的问题以及镁硫电池的发展前景进行了总结和展望。
引起新疆苹果树枝干黑斑病Diplodia seriata的鉴定

苹果产业是新疆维吾尔自治区(简称新疆)林果业的支柱产业之一,由于新疆冬季寒冷,夏季干旱少雨,病虫发生率低,打药次数少,天山雪水浇灌,无污染。因而苹果果面光滑细腻、色泽光亮、肉质脆、口感风味极佳。色二孢(Diplodia seriata)是广泛传播的一类病原菌,在藤本类植物中引起枯萎病、溃疡病和果实腐烂。2007年在比利时、荷兰和德国的部分地区发现由色二孢(D.seriata)引起的果实腐烂,伴随出现枝条凹陷、树皮皲裂。Twomey等发现色二孢(D.seriata)还会造成啤酒花(Humulus lupulus Linn.)枯萎死亡。2018年5月在新疆阿克苏市(41°17'18″N;80°21'20″E,海拔1 104 m)的果园调查时发现疑似苹果树枝干黑斑病。目前还未见该地区苹果树枝干黑斑病病原菌的报道。本研究确定了引起该地区苹果树枝干黑斑的病原菌,为苹果树枝干黑斑病的防治提供理论基础。
北方春玉米区长岭发垫刃线虫的分布及遗传多样性分析

为明确长岭发垫刃线虫(Trichotylenchus changlingensis)的分布,2018年对黑龙江、吉林、辽宁、河北、内蒙古、甘肃6省(自治区)118个地块的玉米根际土壤中长岭发垫刃线虫进行分离及鉴定,结果表明:在6个省(自治区)20个地块的土样中分离到该线虫,分离比例为17.0%。同时采用ISSR分子标记技术对分离到的20个种群进行遗传多样性分析。结果共筛选出16条引物,扩增出93条多态性条带,多态性比率为93.55%。基因分化系数(Gst)为0.4771,遗传变异的47.71%存在于种群间,52.29%存在于种群内。基因流(Nm)值为0.5479,说明所调查地区种群间存在基因流,基因流动较小,但种群间已发生一定程度的遗传分化。UPGMA聚类分析结果表明,这20个种群具有丰富的遗传多样性,但群体间的遗传关系远近与地理距离无显著相关性。
大豆斑疹病菌胞外纤维素酶编码基因的鉴定及其调控分析

植物病原黄单胞菌的胞外纤维素酶基因具有差异性和多样性。大豆斑疹病菌(Xanthomonas axonopodis pv.glycines,Xag)具有胞外纤维素酶活性,但其编码基因和调控特性尚不明确。为了鉴定Xag的胞外纤维素酶编码基因,本研究从NEAU001菌株基因组内筛选出6个候选的纤维素酶编码基因。通过异源表达实验发现,engXCA和egl2基因分别编码的蛋白EngXCA和Egl2具有水解羧甲基纤维素的能力。酶活性测定实验表明,engXCA和egl2基因决定Xag的胞外纤维素酶活性。另外,对已知的10个毒性调控基因突变株进行胞外纤维素酶活性测定,揭示Xag胞外纤维素酶活性受DSF(diffusible signal factor)信号通路和全局性调控子Clp(Crp-like protein)正调控。荧光定量PCR结果进一步证实,RpfF和Clp参与正调控engXCA和egl2基因的mRNA水平。这些结果暗示,DSF信号通路可能通过Clp调控engXCA和egl2基因的表达,实现对Xag胞外纤维素酶活性的调控。
山茶褪绿矮缩伴随病毒杭州分离物的序列和进化分析

双生病毒(Geminivirus)是一类基因组为单链环状DNA的植物病毒,具有孪生的病毒粒子。国际病毒分类委员会(International Committee on Taxonomy of Viruses,ICTV)最新的分类报告将双生病毒分为9个属。随着测序技术的发展,利用小RNA或转录组测序可鉴定植物中的已知和未知病毒,新的双生病毒也不断被发现和鉴定 。山茶褪绿矮缩伴随病毒(Camellia chlorotic dwarfassociated virus,CaCDaV)是从重庆茶树上发现的双生病毒,进化分析显示该病毒不属于目前已知的9个双生病毒属 。CaCDaV引起茶树叶片条状褪绿、扭曲畸形,严重影响茶树的观赏价值和经济价值。本文对CaCDaV杭州山茶分离物的全基因组序列报道如下。
广州大气细颗粒物中半挥发性有机污染物的快速筛查

本研究利用Compound Composer软件,对广州主要城区、若干企业和市政设施周边大气中的细颗粒物(PM2.5)中的半挥发有机污染物种类进行了筛查和半定量分析。样品中共检出了10大类161个化合物,其中主要以增塑剂和正构烷烃化合物为主。在大部分采样点中,增塑剂类化合物浓度最高,平均浓度为179 ng/m~3,占总检出污染物的15%~77%;正构烷烃的平均浓度为148 ng/m~3,占总检出污染物的12%~40%。源解析表明人为源贡献超过了80%。检出的农药类化合物包含了杀虫剂、杀菌剂和除草剂,其中以杀虫剂的种类最多且浓度最高(平均65.1 ng/m~3)。增塑剂、正构烷烃和农药均在市中心地区具有较高的浓度。有6种阻燃剂被检出,绝大部分为磷酸酯类化合物。阻燃剂及部分化工原料在点源采样点浓度高于城市背景点,显示为工业活动的排放。本研究为后续城市大气颗粒物重点有机污染物分析以及颗粒物的健康影响研究打下基础。
绵阳市PM_(2.5)、PM_(10)变化特征和城郊对比分析

本次工作以四川省绵阳市颗粒物(PM_(2.5)和PM_(10))污染变化特征为研究对象,利用绵阳市国控监测站结合西南科技大学自建监测站获得的PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度数据,对2017年9月至2018年9月期间绵阳市城郊PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度进行了分析,探讨了两者的季节变化和日变化,以及两者之间的相关性,阐释了污染颗粒的可能来源,并对比了城区与郊区的日变化差异。结果表明,绵阳市PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度季节间差异较大,污染程度整体上呈现冬季>春季>秋季>夏季的特征,冬季灰霾天数最多,人为排放、地形和天气为主要影响因素。PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度具有良好的线性关系,相关系数为0.8771。颗粒物质量浓度郊区整体低于城区,城区相对郊区变化更为平稳,但郊区受扬尘影响程度高。
北京市区冬季颗粒态有机硝酸酯的污染特征与生成

有机硝酸酯是二次有机气溶胶的重要组分,对区域氮循环有重要意义。本次研究于2018年冬季在北京市区采集大气细颗粒物样品并测定5类主要有机硝酸酯的含量。结果显示, 5类有机硝酸酯(包括单萜烯羟基硝酸酯、蒎烯羰基硝酸酯、柠檬烯羰基硝酸酯、油酸羰基硝酸酯和油酸羟基硝酸酯)的总浓度范围为127~528 ng/m~3,对二次有机气溶胶的平均贡献为5.6%,昼夜浓度基本相当。其中,单萜烯羟基硝酸酯的含量最高,平均占比高达41%。灰霾期间有机硝酸酯浓度明显升高,相关性分析表明,燃煤和机动车排放的NOx对有机硝酸酯浓度有显著促进作用。利用基于观测的盒子模型模拟了单萜烯羟基硝酸酯的生成速率,发现OH自由基和NO_3自由基氧化分别是白天和夜间单萜烯羟基硝酸酯的主要生成途径,但模拟值普遍低于计算值,推测模型中的生成机制可能有一定缺失。结果表明,人为活动会影响有机硝酸酯的二次生成,削减NOx和臭氧有利于降低有机硝酸酯的大气浓度。
论乡村空间治理与城乡融合发展

构建现代乡村治理体系成为推动城乡融合发展和乡村振兴的重要内容。破解乡村空间利用过程中出现的发展空间受限、权属关系不明和组织体系不畅等系统性问题,成为乡村空间治理的首要任务。本文从乡村空间“物质—权属—组织”综合治理的视角出发,尝试解析乡村空间治理在推动乡村空间重构、权属关系重塑和组织体系重建中的作用机制,并进一步探讨乡村空间治理优化城乡格局、改善城乡互动关系、推动城乡融合发展的可行路径。结论如下:物质空间治理可作为乡村空间结构和功能优化的重要手段,空间权属治理有助于保障乡村空间不同参与主体的发展权利,空间组织治理可提升乡村空间的组织效率;乡村空间治理导向的“人口—土地—产业”转型过程为“深化空间治理—活化乡村空间—优化人地关系—改善城乡格局”的分析思路创造条件;乡村空间治理推动城乡发展格局不断演化,城乡互动关系改善成为推动城乡融合发展和破解乡村发展困境的重要依据。最后,本文构建了乡村空间治理与城乡融合发展互动分析框架,并探讨了乡村空间治理与国土空间规划的内在关系及研究趋势。
美丽中国建设的地理学使命与人地系统耦合路径

美丽中国是一个天蓝地绿、山清水秀、强大富裕、人地和谐的可持续发展强国。建设美丽中国是落实联合国2030年可持续发展目标的中国实践和国家样板,是推进人与自然和谐发展、守住“绿水青山”赢得“金山银山”的重要手段。地理学作为服务国家经济社会发展的交叉应用学科,其综合性和区域性特点决定了地理学家肩负着建设美丽中国、筑造美好家园的历史使命,责无旁贷地率先成为美丽中国建设的先行者和实践者,地理学倡导的人地系统耦合论是美丽中国建设的理论基石,地理学的学科交叉与综合集成是美丽中国建设与调控人地关系的实践手段,地理学的复杂系统模拟和优化方法为美丽中国建设的人地系统耦合路径选择提供了科学工具,综合地理区划是因地制宜地建设美丽中国的分区基础。地理学推进美丽中国建设的人地系统耦合路径包括:开展美丽中国建设的重大科技攻关和人地耦合试验示范;进行美丽中国建设的动态评估与人地耦合监测;编制美丽中国建设的人地系统耦合路线图与“十四五”规划行动方案;树立美丽国土观,在《全国国土空间规划纲要》中充分体现美丽中国建设目标;因地制宜地做好美丽中国建设的人地系统耦合区划,建设好美丽城市群和美丽公园群;先行开展美丽中国建设样板试点,总结美丽中国建设的人地系统耦合模式。通过这些耦合路径确保全国及各省市区按照美丽中国建设的时间表和路线图逐步接近目标值,在“比美健美”的竞建行动中实现美丽中国建设的总目标。
基于超效率SBM模型的中国城市碳排放绩效时空演变格局及预测

由CO_2排放所引起的气候变化是当今社会所关注的热点话题,提高碳排放绩效是碳减排的重要途径。目前关于碳排放绩效的研究多从国家尺度和行业尺度进行探讨,由于能源消耗统计数据有限,缺乏城市尺度的研究。基于遥感模拟反演的1992—2013年中国各城市碳排放数据,采用超效率SBM模型对城市碳排放绩效进行测定,构建马尔可夫和空间马尔可夫概率转移矩阵,首次从城市尺度探讨了中国碳排放绩效的时空动态演变特征,并预测其长期演变的趋势。研究表明,中国城市碳排放绩效均值呈现波动中稳定上升的趋势,但整体仍处于较低的水平,未来城市碳排放绩效仍具有较大的提升空间,节能减排潜力大;全国城市碳排放绩效空间格局呈现“南高北低”特征,城市间碳排放绩效水平的差异性显著;空间马尔科夫概率转移矩阵结果显示,中国城市碳排放绩效类型转移具有稳定性,且存在“俱乐部收敛”现象,地理背景在中国城市碳排放绩效类型转移过程中发挥重要作用;从长期演变的趋势预测来看,中国碳排放绩效未来演变较为乐观,碳排放绩效随时间的推移而逐步提升,碳排放绩效分布呈现向高值集中的趋势。因此未来中国应继续加大节能减排力度以提高城市碳排放绩效,实现国家节能减排目标;同时不同地理背景的邻域城市之间应建立完善的经济合作联动机制,以此提升城市碳排放绩效水平并追求经济增长与节能减排之间协调发展,从而实现低碳城市建设和可持续发展。
基于共中线拓扑的开绕组异步电机控制策略研究

为使开绕组拓扑结构同时具备独立母线开绕组拓扑的灵活性和共母线开绕组拓扑在电磁干扰和容错方面的优势,采用一种共中线双逆变器变流结构实现开绕组异步电机的控制。为探讨这一拓扑的控制策略,将一台逆变器与直流电源相连,而另一台逆变器仅由电容支撑。以此为基础对两逆变器的功率分配、电容电压控制、零序电流及中点电位平衡控制等核心问题进行了研究,并通过实验对所设计的控制策略进行验证。
适用于直流电网的降压钳位式直流断路器

直流故障的清除是目前直流电网研究的关键性问题。基于现有部分文献提出的故障回路接入电容的方法,该文提出一种降压钳位式直流断路器,利用预充电电容接入故障回路后的钳位和限流能力清除故障。分析所提方案的拓扑和原理,对方案进行重合闸和后备保护等配套设计,利用PSCAD/EMTDC仿真和硬件实验验证该文方案,并进行详细的经济性分析。相比其他方案,该方案最大的优势在于实现了故障隔离和故障耗能解耦,先快速隔离之后缓慢耗能。方案在快速性能上有着一定的优势,同时不需要使用避雷器,具备一定的工程价值。
基于深度迁移学习的玻璃绝缘子自爆状态智能认知方法研究

针对现有绝缘子自爆状态检测方法中开环模型泛化能力的不足和深层神经网络结构的缺陷,模仿人类认知模式,借鉴迁移学习和闭环控制思想,该文探索了一种基于深度迁移学习的玻璃绝缘子自爆状态智能认知方法。首先,面向预处理的绝缘子图像,采用交错组卷积策略重构GoogLeNet网络的卷积层,降低卷积复杂度。其次,基于自适应卷积模块组构建绝缘子图像由整体到局部有确定映射关系的动态特征空间数据结构,采用可区分性测度指标评测特征空间的差异认知信息,增强简约特征空间的可解释性。再次,将简约全连接特征向量送给随机配置网络模式分类器,建立具有强泛化能力的绝缘子图像分类准则。最后,模仿人类认知模式,基于广义误差和熵理论,建立玻璃绝缘子图像不确定认知结果的熵形式目标优化函数评测指标,实时评测绝缘子自爆状态认知结果,构建动态迁移学习机制,实现自爆状态多层次差异化特征空间及其分类准则的自寻优调节和重构。实验结果表明了文中方法的可行性和有效性。
基于钳位开关电容的高频模块化直流变压器

直流变压器是构建直流配电网的核心设备。鉴于此,为了促进直流配电网的工程化进程与运行可靠性,提出一种基于钳位开关电容的高频模块化直流变压器方案(clamping switched capacitors-based high-frequency modular DC transformer,CSC-DCT)。相比于传统的直流变压器,该文所提的方案不仅集成了原有方案的功率密度高、体积小、运行噪音低、高低压侧隔离等优点,同时也克服了原有方案应用时的众多不足,是一个集冗余子模块设计功能、直流故障处理能力、灵活控制方法、升降压型高频链电压调节能力以及单步直接电压变换功能于一体的换流开关一体化直流变压器。同时,为了更好地利用CSC-DCT的优势,对CSC-DCT的子模块基本调制策略、直流故障处理策略、冗余子模块在线切换策略、控制系统架构及电流、电压以及传输功率特性等进行详细的分析与研究。实验结果验证了该文所提的CSC-DCT及其控制策略的可行性与有效性。
不平衡负载下三端口电力电子变压器二倍频功率解耦控制策略

电力电子变压器(power electronic transformer,PET)作为分布式可再生能源发电设备和交直流负荷灵活接入的有效解决方案,在交直流混合微电网中极具研究前景。其中,分布式电源和负荷的间歇性波动及不平衡交流负载的接入是影响PET端口输出电能质量的重要因素,PET多个端口之间的耦合作用会进一步影响其他端口负荷的正常运行。因此,研究不平衡负载工况下多端口PET的功率解耦控制策略非常关键。该文针对含交/直流端口的三端口PET拓扑结构,建立交流端口接入三相不平衡负载下PET二倍频功率传输模型,提出一种基于谐振控制的二倍频功率解耦策略,实现二倍频功率在PET不同端口间的解耦。最后,通过建立基于RT-Lab的硬件在环实验平台,验证所提控制策略的有效性。
柔性直流电网紧急限流控制策略研究

柔性直流电网对高速大容量直流断路器的需求限制了其发展和应用。基于混合型模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)的限流控制方案受限于拓扑结构,不适用于广泛采用的半桥型MMC柔直工程。该文提出了一种具有拓扑结构通用性与故障类型通用性的紧急限流控制策略,能够降低直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)的开断电流和耗散能量。该文首先介绍了紧急限流控制的原理以及其与DCCB的协调策略,分析并推导了限流控制作用下故障电流的计算方程;研究了限流控制不同投入时刻对故障电流发展的影响;最后在基于半桥型MMC的四端直流电网中进行了仿真验证。仿真结果表明:紧急限流控制使得DCCB的开断电流减小了4.29kA(40.74%),耗散能量减小了23.4MJ(60.47%),并且适用于高阻性故障。
新能源高渗透的电力系统频率特性分析

随着风电和光伏的快速发展,水电和火电在发电结构中比重的大幅下降将导致未来电力系统的频率特性出现变化。为研究系统频率特性的变化,该文首先给出新能源高渗透的电力系统的频率模型和传递函数。引入频率阶跃或功率阶跃引起的稳态频率误差,对系统的稳定性和稳态频率误差展开详细分析。定义系统的动态频率响应系数,并给出新能源发电比重上限的估计。假定新能源发电的调频容量充足,提出新能源参与频率控制的2种方式,研究比较它们对系统稳态频率误差的影响。最后通过时域数字仿真验证所得结论,并揭示未来电力系统频率特性的变化趋势。
基于阻抗角差异性的柔性直流电网耐过渡电阻快速保护方案

柔性直流电网快速保护方案在高阻故障下普遍存在死区问题,而后备保护在速动性上又有所欠缺,使得高阻故障难以得到快速、准确的判别。针对上述问题,该文展开耐过渡电阻快速保护方案研究。通过对区内高阻故障与区外金属性故障下线路端口阻抗模值的相似性分析,揭示保护死区存在的原因,并进一步探究两类故障下线路端口阻抗角的差异性。利用交叉小波变换(cross wavelet transform,CWT)对阻抗角差异性进行提取,设计识别区内高阻故障的保护判据,提出耐过渡电阻快速保护方案。最后,在PSCAD/EMTDC四端柔性直流电网模型中对所提保护方案进行验证,仿真结果表明,该保护方案可实现快速、准确的高阻故障判别,无需线路两端通信,并具备较强的鲁棒性。
多源动态最优潮流的分布鲁棒优化方法

针对大规模清洁能源接入电网引起的系统鲁棒性和经济性协调问题,提出含风–光–水–火多种能源的分布鲁棒动态最优潮流模型。采用分布鲁棒优化方法将风光不确定性描述为包含概率分布信息的模糊不确定集。将模糊不确定集构造为一个以风光预测误差经验分布为中心,以Wasserstein距离为半径的Wasserstein球。在满足风光预测误差服从模糊不确定集中极端概率分布情况下最小化运行费用。由于梯级水电厂模型为混合整数模型,为了提高计算效率,将交流潮流近似为解耦线性潮流。最后,某703节点实际电力系统的仿真结果表明,所提方法可以通过控制样本大小和Wasserstein半径置信度的方法有效平衡系统的鲁棒性与经济性。
一种应对高阻故障的单端自适应行波保护方法

传统的基于电气量导数的行波保护方法存在输电线路发生高阻故障时的拒动问题。该文在故障行波影响因素分析的基础上,得到故障行波畸变程度和故障距离有关,故障行波幅值和过渡电阻有关的结论。构造标准拟合函数对故障零模电流进行拟合,得到分别反映故障距离和过渡电阻的参数。利用该参数进行故障信息提取,得到了过渡电阻预估区间,实现自适应的单端行波保护方法。仿真验证表明,所提方法能快速有效地保护直流输电线路,具有很高的耐过渡电阻能力。与传统的行波保护和直流暂态量保护方法相比,该方法具有更高的灵敏度和更大的直流输电线路保护范围。
提高短期频率稳定性的紧急需求响应分散协调控制方法

短期频率稳定问题是多(特)高压直流馈入受端电网面临的重大安全隐患,紧急需求响应(emergency demand response,EDR)为解决该问题提供了一种思路。针对此前集中式EDR控制依赖高速专网、实现成本高而分散式EDR控制精度低的问题,提出一种多EDR资源的分散协调控制方法,将分散决策与集中决策通过慢速通信互联起来,利用全网惯性中心频率变化率的一致性,解决了无高速专用信道条件下多EDR控制的协同优化问题。在典型受端电网仿真模型上应用该方法,验证了其在馈入直流双极闭锁等场景下提高系统短期频率稳定性的良好控制性能。
弱电网下LCL型并网逆变器的高鲁棒性加权平均电流控制策略

加权平均电流(weighted average current,WAC)控制方法由于其环路降阶特性,在并网逆变器系统中得到了广泛的应用。然而,传统WAC控制方法并未充分考虑数字控制延时对并网逆变器系统造成的影响。该文分析表明,数字控制延时引入的相位滞后导致传统WAC控制方法不再具备环路降阶特性,而使得环路增益中出现一个随电网阻抗变化的反向谐振峰,使并网系统存在失稳的风险。针对此问题,该文提出一种基于超前补偿器的高鲁棒性WAC控制策略,该策略利用前馈通道中引入的超前补偿器来补偿反向谐振峰频率范围内的相位滞后,以此来实现环路降阶特性及弱电网适应性。对比分析和实验研究表明,所提控制策略能够保留传统WAC控制的降阶优点,同时对弱电网亦有很强的适应能力。
高速低载波比下永磁同步电机预测电流控制

永磁同步电机系统预测电流控制具有动态响应快、易于数字实现等优点,但是当永磁同步电机速度较高时,受限于逆变器开关频率、采样时间、算法执行时间等约束限制,此时的控制频率与电机工作频率比值(即载波比)较低,传统方法中常用的由前向欧拉法推导的离散模型存在较大的模型误差,导致电流控制器难以控制d、q轴电流,使其跟随给定值。为此,提出一种适用于低载波比下的预测电流控制方法,其由考虑转子位置变化的离散模型和电流补偿方案组成。其中,考虑转子位置变化的离散模型相比于前向欧拉近似得到的离散模型,前者在低载波比下的模型误差较小,具有明显的优势;电流补偿方案加强了控制器抗模型误差和参数失配的鲁棒性。所提预测电流方法可以实现低载波比下的电流控制,实验结果验证了所提方法的可行性及有效性。
基于Fisher信息和在线SVR的智能电网气象敏感负荷预测动态建模技术

智能电网大数据环境为解决短期负荷预测模型性能退化和精度随时间降低等问题提供了契机。基于此,该文提出一种基于在线支持向量回归(on-line support vector regression,OSVR)和Fisher信息(Fisher information,FI)气象因素处理及特征选择(features selection,FS)的动态建模新方法,用该方法来构建过程变量之间关系快速变化时的智能电网气象敏感负荷预测模型。首先,利用支持向量回归(support vector regression,SVR)模型的卡罗需–库恩–塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件推导出一种简洁的OSVR学习算法,使得每当有样本增加到训练集或从训练集移除时,该算法均能有效地更新已训练好的SVR模型,而不用对整个训练数据重新再训练。其次,提出一种基于Fisher信息的特征选择方法和气象因素引入方法,能够从捕获的数据中提取主要特征,并有效处理气象因素的累积效应。实际测试结果表明:所建立的预测模型能够使用最新的数据信息完成更新,在过程特征发生快速变化的情况下,其预测精度仍高于传统方法。
风电经架空线双极MMC-HVDC并网的直流故障穿越协调控制策略

采用架空线柔性直流输电技术进行远距离输电是大规模风电场友好型并网的有效手段。针对架空线路易发生故障的问题,采用对称双极主接线并配置直流断路器是其主要解决方案之一。该文基于双极接线方案运行方式灵活及直流断路器的故障清除能力,提出风电经架空线基于模块化多电平换流器的柔性直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)并网的直流故障穿越协调控制策略。根据非故障极的功率转带能力,将故障清除后的不平衡功率分配划分为自消纳情景和非自消纳情景。针对自消纳情景,通过合理切换双极MMC的控制模式,可在提高非故障极功率转带能力的同时自主消纳不平衡功率,进而有效降低转移功率的影响范围;针对非自消纳情景,设计考虑风机转速约束的风电场超速减载协调控制策略,优化分配各风电机组承担的减载功率,充分利用其转子动能和捕获风功率的变化实现精确减载;同时通过控制模式切换使非故障极MMC自主运行于满载状态,减小单极退出运行对受端交流系统的影响。最后,基于Matlab/Simulink仿真模型验证所提直流故障穿越协调控制策略的有效性。
一种高效率多电平均压型DC-DC变换器

传统多电平均压型DC-DC变换器(multilevel voltagebalancing DC-DC converter,MVBDC)由于能量逐级传递而使得效率普遍偏低,从而限制其在大功率直流变换场合的应用,为此提出一种高效率多电平均压型DC-DC变换器(highefficiency multilevel voltage-balancing DC-DC converter, H-MVBDC),即通过缩短能量传递路径来降低系统损耗。通过分析H-MVBDC拓扑结构和工作原理,研究其软开关特性,且对H-MVBDC和MVBDC在开关管电流电压、输出电压偏差和效率等方面进行对比,最后搭建仿真模型和实验平台对理论分析进行验证。仿真和实验结果表明, H-MVBDC在提高变换器效率的同时,亦能降低开关器件电流应力和输出电压偏差。
基于配电网过载风险的柔性多状态开关容量优化配置

柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMSS)可连接存在电压差和相角差的馈线,并按指令在馈线之间转移功率,能够有效平抑馈线负荷过载。FMSS各端的容量需要优化配置。基于负荷的时序随机概率模型,建立配电网负荷特性和过载风险之间的解析表达式;并提出考虑FMSS降低过载风险收益和投运成本的FMSS容量优化配置模型;最后以含三端FMSS的配电网为例,利用上述优化模型,计算不同负荷运行场景下FMSS容量优化配置方案。结果表明,FMSS的容量优化配置与配电网的负荷特性紧密相关,优化模型可为FMSS各端容量优化配置提供参考。
云南电网与南网主网交直流系统相互影响及异步联网方案研究

随着直流输电技术的快速发展与应用,电网呈现越来越多的交直流并联运行局面,交直流系统的相互影响进一步增强。该文详细研究南方电网交直流并联电网的稳定特性,分析南方电网交流故障导致主网失稳和直流故障导致主网失稳的风险,阐述交直流系统相互影响导致复杂失稳现象的演变过程,分析云南电网与南网主网异步联网的必要性,并进一步探讨基于高压直流输电技术的异步联网方案,为电网的安全稳定运行提供技术支撑。
兼备故障限流及开断功能的直流电网集成化关键设备发展现状及展望

直流断路器(direct current circuit breaker,DCCB)及直流故障限流器(fault current limiter,FCL)是2种构建柔性直流电网所必需的关键设备,对2种装备进行集成化设计及研究可以有效降低投入成本及占地面积。该文首先对直流电网关键设备进行概述;其次,分析DCCB及FCL单独接入直流系统所需面对的技术及经济问题;再次,对已有的集成化关键设备拓扑结构及接入方案进行详述,并在PSCAD/ EMTDC软件中搭建张北直流电网模型,对不同方案进行仿真对比;最后,对直流电网关键设备的发展进行展望。
双馈风电场经LCC-HVDC送出的次同步振荡特性研究

双馈风电场经柔性直流输电并网或经串补线路送出时均发生过次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO),而双馈风电场经电网换相高压直流输电(line-commutatedconverter based high voltage direct current,LCC-HVDC)送出时是否会出现SSO尚不明确,亟需开展相关研究。该文采用模块化建模方法建立研究系统的小信号模型,并将其与PSCAD/EMTDC中的电磁暂态模型进行阶跃响应对比,验证小信号模型的正确性。然后,通过特征值分析及参与因子分析研究双馈风电场和LCC-HVDC间的相互作用,并分析系统参数改变对稳定性的影响。结果显示,不存在双馈风电场和LCC-HVDC的状态变量共同参与的振荡模式,表明双馈风电场和LCC-HVDC间的相互作用不明显,不会由此导致SSO;当并网风电机组台数或输电线路长度增加时,发电机模式阻尼增强,锁相环–直流电压外环模式阻尼减弱。
基于开关瞬态频率响应的伺服电机早期匝绝缘劣化在线监测

匝绝缘失效会导致严重的电机匝间和相地故障。在线监测早期绝缘劣化可在故障潜伏性阶段消除隐患。利用匝绝缘状态劣化会改变电机绕组的高频阻抗特性,提出将功率器件自身高速开关动作视作高频激励源,通过提取开关瞬态高频振荡电流作为暂态响应,获取开关瞬态频率响应曲线对匝绝缘状态进行在线监测。通过实验进行验证,结果表明开关瞬态频率响应曲线可以反映电机绕组的高频阻抗特性,利用300~400kHz幅频响应特征能够对伺服电机早期匝绝缘状态劣化进行非侵入式在线监测,且该方法对运行工况不敏感。
惯性式超磁致伸缩直线驱动器建模与实验

为了满足大行程、高精度直线位移的需求,根据尺蠖运动原理,设计出一种惯性冲击式超磁致伸缩直线驱动器,通过对激励线圈施加锯齿波信号,可以实现步进式累积位移运动。根据电压定律、磁阻理论和动力学理论,以磁路模型、标准平方模型和J-A模型为基础,建立系统的位移模型。搭建实验平台,对设计的样机进行实验测试。模拟和实验结果表明:驱动器的平均最小和最大单步位移为2.41μm和7.49μm,最大工作频率为60Hz;柔性铰链两端位移的实验值曲线和模拟值曲线基本吻合;在工作电压3~9V范围内,系统输出位移的实验值和模拟值最大相对误差为6.48%。
一种电网友好型智慧小区水电联供系统优化调度

针对光伏建筑一体化小区中富余能源低价上网导致居民用电经济性欠优,以及与外电网交换功率不够平滑的问题,提出一种电网友好型智慧小区水电系统联供机制。首先,提出小区居民和物业供水公司联合用电的新模式,并引入核仁分摊法合理分配联盟体共同收益。进而,建立详细的水电联供系统(water electricity combined supply system,WECSS)模型,以精细化分析其多时间尺度响应性能。在此基础上,以WECSS购电成本最小化和对外交换功率波动性最小为目标,设计一种实时滚动的电气–水力双层联合调度方案。最后,提出近似线性化处理和水力侧–电力侧问题交互迭代的算法,兼顾了优化模型在求解速度和结果精确性上的双重需求。仿真结果表明,相对于单一主体用电的模式,所提的电网友好型智慧小区WECSS能够提高小区居民和物业供水公司的用电经济性,同时降低大电网运行的压力,使得参与多方共同受益。为新能源消纳和微网综合能源合理利用问题的解决提供了一个新的视角。
基于区块链的空调负荷用电权分配:模式与方法

空调负荷是一类重要的需求响应资源,其参与需求响应的方式主要包括价格引导和直接控制两种。现有的价格引导机制通常难以精确达到预设的负荷削减目标,而直接控制机制往往不能满足空调用户对用电自主性的要求。该文以空调负荷为主体,引入用电权提交、削减、交易、校核机制,在达到预期负荷削减目标的同时保障用户的用电自主权。此外,该文提出基于区块链的上述机制实现方法,该方法保证了机制的透明性与安全性。基于区块链技术,电网公司无需深入参与空调负荷管理,只需要发布负荷控制目标,由各空调用户在区块链上自组织需求响应,减轻电网公司的负担。最后,以太坊私有链测试结果证明了机制的可行性。
应用于双负载同步供电的双频无线电能传输系统

为了实现无线供电系统同时为多个设备同步供电,该文设计了一种双频磁耦合谐振式无线电能传输系统和一种叠式双圆形线圈结构。主系统可实现大功率能量传输,其谐振频率设为85kHz;辅助系统则可作为小功率传输通道或信号传输通道,其谐振频率为30kHz。建立双频无线供电系统的等效电路模型,并推导了其数学模型。针对重叠的线圈之间较强的交叉耦合问题,分析了系统的电感、谐振频率对线圈交叉耦合产生的干扰影响,通过在线圈上串联滤波电感并合理匹配谐振频率的手段有效抑制因线圈交叉耦合产生的电流谐波。最后,搭建双频磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验平台,成功为40Ω电阻和5Ω电阻负载实现同时供电,通过实验结果验证了理论分析的正确性和可行性。
基于谐波观测器的永磁同步电机谐波电流抑制策略研究

针对传统基于谐波注入的抑制策略只对特定的次电流谐波有效,而对其他幅值较高的低次谐波抑制效果不够理想的问题,在推导出与永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)、变流器及负载非线性等因素有关的电压、电流谐波解析表达式的基础上,提出一种新颖的基于谐波观测器的电流谐波抑制策略,通过对电压谐波的控制实现对PMSM/变流器系统中全频次低频电流谐波的有效抑制。所设计的谐波电流调节器通过与电流内环的基波电流调节器的并联,实现了对电流的基波分量和谐波分量的解耦控制,在不影响基波电流控制目标的前提下,实现了对于低频各次电流谐波的有效的抑制。为验证算法的有效性,在实验室搭建PMSM/变流器系统测试平台,进行电流谐波抑制策略的实验验证工作。动静态实验结果表明,该方法运算量小、实现方式简单,对各次低频电流谐波均有较为明显的抑制效果,可以有效的改善电流波形。
电容电流–电容电压纹波控制单电感双输出CCM Buck变换器

为研究减小单电感双输出(single-inductor dual-output, SIDO)Buck变换器输出支路间交叉影响的控制方法,该文以工作于电感电流连续导电模式(continue conduction mode, CCM)的SIDO Buck变换器为研究对象,描述其工作原理和开关状态,推导出状态空间平均模型,并建立了SIDO CCM Buck变换器的功率级小信号模型。在此基础上,提出电容电流–电容电压纹波控制(capacitor current and capacitor voltage ripple controlled,CCVR) SIDO CCM Buck变换器,对其控制原理进行阐述,并建立了小信号模型。进一步地,分析了变换器输出支路间的交叉影响。结果表明:相比传统峰值电流型控制(peak current mode controlled,PCM) SIDO CCM Buck变换器,CCVR SIDO CCM Buck变换器可有效减小输出支路间的交叉影响。最后,由设计的CCVR SIDO CCM Buck变换器实验电路,验证了理论分析的正确性。
可自充电的UPS功率因数校正电路研究

不间断电源系统(uninterruptible power supply,UPS)中电池充电器为独立的功能子模块,在工程设计中一般需要独立的电路来实现该部分功能,这将会占用一定的体积与重量,对UPS系统的功率密度与成本造成不利影响。基于现有的功率因数校正(power factor correction,PFC)电路即Dual Boost,具有自充电功能的UPS系统将续流二极管更换为可控的MOSFET。结合Dual Boost正负两部分电路工频半周间隔工作的特点,改变电路的控制方式。即可实现市电到直流母线转换的Boost电路,直流母线到电池转换的Buck电路;在此期间,Buck电感复用Boost电感。整个电路仅在现有电路上作微小改动,将工频半周工作间歇的电路利用起来,实现电池充电功能。从UPS系统评估,该电路完全满足充电器的各项技术指标,与独立的充电模块方案相比无明显差异。搭建6kVA的UPS平台验证该新型电路,实验结果表明,所提出的可自充电UPS功率因数校正电路与理论分析完全一致,各项功能可充分实现,各项性能可完全达标。
基于占空比调制的永磁同步电机预测电流控制

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)传统模型预测控制系统在低采样频率下,存在稳态电流波动较大的问题,该文提出一种基于占空比调制的模型预测电流控制策略。该策略将电流无差拍原理与PMSM数学模型相结合,运用三相电压矢量将相平面划分为3个扇区,进行电流预测迭代,来直接获取三相开关驱动脉冲的占空比,输出幅值与相角变化的电压矢量,显著提高了控制系统的稳态性能。对比传统模型预测方法,该方法在一个控制周期仅进行3次电流预测;相较于双矢量模型预测电流控制方法,该方法输出的电压范围增大、稳态电流脉动更小。最后,通过实验验证所提方法的有效性和可靠性。
锥形密封流动特性及静态稳定性研究

锥形密封对转子系统动力学稳定性具有较大影响。本文建立不同锥度环形密封数值计算模型,研究渐缩/渐扩锥形密封在不同阻塞与偏心状态下流动特性,分析锥度系数对密封静态稳定性与泄漏量的影响及锥形密封静态不稳定的产生机理。结果表明:渐扩密封在阻塞与非阻塞情况下,表现负的静态刚度系数,出现静态不稳定现象;恒间隙密封在阻塞状态下表现为负静态刚度系数,非阻塞状态下仅在高偏心时存在负静态刚度系数;渐缩密封在阻塞与非阻塞下的气流力及静态刚度系数整体为正值。锥形密封小间隙处较大的负周向速度梯度削弱了小间隙处的压力,使得密封内静态刚度系数表现为负值及静态不稳定。锥形密封泄漏量随偏心率增加而增加。
一种多模式电流馈LCL谐振变换器

提出一种多模式的电流馈LCL谐振变换器。该变换器仅需要在传统全桥式电流馈变换器的主变压器原边增加一个并联谐振电容Cr。利用反激变压器的原边电感Lr和主变压器的漏感Lk,与Cr构成LCL谐振腔。电感Lr在Boost,LCL和Flyback这3种电路模态中被复用,由3种模态又构成了高、中、低3种电压增益模式。变换器采用定频脉宽调制(pulse width modulation,PWM),同时保留了软开关的优点,适用于宽输出电压范围的场合。文中首先介绍变换器的拓扑结构,详细分析变换器工作过程。其次采用时域分析法推导出电压增益公式,分析电压增益特性。描述3种电压增益的设计方法,给出在控制器中的切换和设计原则。最后搭建一台55~120V输出,额定输出电压100V,额定功率300W的实验样机,实验结果验证了所提变换器的可行性及理论分析的正确性。
巴西电力市场研究:市场机制内在逻辑分析与对我国电力市场建设的启示

首先,进一步深入研究巴西电力市场结构和体制机制的内在逻辑,包括:运行规划和发展规划内在逻辑、容量充裕性和供电可靠性内在逻辑、电力交易和运行调度内在逻辑、市场交易机制内在逻辑、新投产/已投产电源分开拍卖内在逻辑等。然后,从市场化改革动机和路径、电源结构与特点、市场模式选择、保障能源供应安全机制等方面,与美国、北欧、英国等国家/地区电力市场进行对比,总结分析各市场模式对“水电主导”电力系统的适应性。最后,根据上述研究分析,结合我国电力工业现状和各省区资源禀赋迥异特征,从促进能源可持续发展和能源资源最优利用角度,提出对电力市场建设方案和机制设计的启示与建议。特别是针对云南、四川等水电富集地区电力市场模式选择、保障能源供应安全和水电可持续发展机制设计等方面的建议,以期为我国电力市场建设提供有益参考。
计及价格型需求响应的风–光–光热联合发电系统日前调度策略

西北地区风光资源丰富,但由于新能源电站之间配合形式单一且未充分利用需求侧资源,弃风、弃光问题依然严重。针对这一问题,该文首先通过电转热环节将风光电站与光热电站储热系统结合,给出风–光–光热联合发电系统框架与原理。其次,引入价格型需求响应,在考虑综合成本最优的前提下兼顾系统的不确定性,构建计及价格型需求响应的风–光–光热联合发电系统日前优化调度模型。最后,在IEEE 30节点系统中进行算例仿真。算例结果证明,所提调度策略在满足电网安全运行的前提下,能够有效结合源–荷两侧进行优化调度,提高风光消纳能力的同时降低了系统的综合成本。
多能耦合三相不平衡主动配电网与输电网交互随机模糊潮流方法

随着能源互联网建设推进,含能量枢纽和高比例风电主动配电网与输电网交互更加紧密,输配全局潮流计算面临新挑战。该文基于体系(system of systems,SoS)概念,定义输电网和其接入的多个主动配电网为既独立又交互的体系系统,考虑含随机模糊性风电能量枢纽与配电网有功功率双向交互,获取主动配电网与输电网交互状态;进一步考虑输电网规模化风电接入和配网负荷三相不平衡,建立含风电和能量枢纽等的多能耦合三相不平衡主动配电网与输电网交互全局随机模糊潮流SoS模型;提出结合随机模糊模拟、输配交互状态、前推回代和牛顿拉夫逊法的模型并行求解算法。改进的IEEE39节点输电网和IEEE33节点配电网算例仿真结果表明文中方法正确有效。
一种基于辅助升压前端的无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法研究

无刷直流电机在换相过程中存在转矩脉动,严重制约了其在高性能领域的应用。该文提出一种基于辅助升压前端的无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法,升压前端主要由反激变压器、电容和转换电路组成。在电机非换相期间,电源通过变压器将电容充电至期望电压值。电机换相开始时,转换电路将充电电容串联入直流母线提高母线电压,通过斩波调制逆变器使电机输入电压与反电动势满足4倍幅值的关系,从而抑制换相转矩脉动。在每个开关周期,变压器将存储的能量回馈至电源,提高了能量的利用率。除此之外,该方法还可以减少换相时间。最后,通过实验验证了所提方法的正确性与有效性。
一种基于LSTM-RNN的脉冲大倍率工况下锂离子电池仿真建模方法

锂离子电池是电力系统中不可或缺的重要储能元件,脉冲大倍率工况下运行的锂离子电池具有单次放电时间短、放电循环多、状态变化频繁、非线性极化现象明显等特点。该文以脉冲大倍率工况下锂离子电池模型为研究对象,针对电化学模型和等效电路模型对模型依赖度高、模型参数难以获取以及脉冲大倍率工况下非线性极化现象导致拟合精度不足等问题,提出基于长短期记忆循环神经网络(long short term memory recurrent neural network,LSTM-RNN)以实现准确的锂离子电池建模。该方法利用LSTM-RNN的动态逼近和长时记忆能力,以获取脉冲大倍率工况下锂离子电池性能参数和电池端电压、荷电状态、电流、温度之间的非线性关系。在6种脉冲大倍率放电工况下对磷酸铁锂电池进行建模,实验结果表明,所提出的基于长短期记忆循环神经网络的锂离子电池模型均能够准确表征磷酸铁锂电池工作特性。
基于随机生产模拟的新能源消纳能力评估方法

近年来,我国新能源发展迅速,新能源发电随机性强、可控性弱,部分地区新能源消纳矛盾突出。考虑新能源出力和电力负荷的随机性和波动性,准确评估未来年/月电力系统的新能源消纳能力,对促进新能源消纳具有重要意义。该文提出一种基于随机生产模拟的新能源消纳能力评估方法,使用服从一定分布的离散型随机变量描述新能源出力和消纳空间的随机性,通过概率分布间的运算,实现新能源电力系统的随机生产模拟,快速求解新能源消纳功率和限电功率的离散概率分布,并进而得到评估周期内的新能源消纳电量和限电电量。使用该文方法计算我国北方新能源装机容量大省2019年的新能源消纳能力,结果表明,该文方法与时序生产模拟法计算结果基本相同,计算速度大幅提升,能够满足实际应用要求。
新电改下我国电力现货市场建设关键要点综述及相关建议

在新一轮电力体制改革背景下,现货市场作为连接中长期交易与实时运行的关键环节,能充分还原电力的商品属性,真正起到价格发现和资源优化配置的作用。目前我国首批八个现货试点已全部投入模拟试运行,现货市场建设取得阶段性成就;随着当前我国电力体制改革的全面深化,现货市场的全面铺开已成为下一阶段我国电力市场建设的核心与重点。值此新电改的关键阶段,亟需开展现货市场设计的回顾总结工作,通过比较分析不同省(区)现货市场建设的情况,既可为上述试点地区规则的完善提供参考,也为我国其余未开展现货试点的地区提供经验借鉴。为此,该文根据我国现货市场建设的迫切需求,提炼总结了市场建设的关键要点,包括中长期交易与现货交易的协调机制和现货市场模式等六个方面。紧接着,从电源结构、电网特点和市场实践经验等多维度、多层次地剖析了不同区域的电力行业现状。以此为基础,运用关联图法对市场机制与电力现状特征开展相关性分析,提炼现货市场机制设计的内在逻辑。最后,结合我国国情,提出未来我国现货市场建设的相关建议。
直流有功恢复速率对送端系统功角稳定的影响分析

特高压直流输电已成为中国大型能源基地电能外送的主要措施,研究故障清除后直流有功恢复速率对系统功角稳定性的影响具有重要意义。该文从数学上推导直流有功恢复速率对同步机电磁功率的影响;基于等面积定则理论分析不同直流有功恢复速率下,同步机减速面积的变化特性;并进一步研究同步机等值内阻变化对功角稳定性的影响;最后通过典型系统和实际系统验证了理论分析的正确性。文中的分析为特高压交直流外送系统功角稳定控制提供了参考。
电流源电荷泵串联谐振PFC变换器分析与设计

电流源电荷泵(current source charge pump,CS-CP)串联谐振功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器控制电路简单,效率高,输出电流二倍工频纹波低,但存在功率因数(power factor,PF)较低、输入电流总谐波畸变(total harmonic distortion,THD)较高的缺点。该文分析CS-CP串联谐振PFC变换器的工作模态,通过参数优化设计,获得较高的PF与较低的输入电流THD。通过60W的实验样机对理论分析结果进行验证,实验结果表明PF值可达0.994,效率最高为91.7%,输出电流二倍工频纹波占比小于1.61%,满足实际应用要求。
面向智慧城市的快充负荷充电服务费制定策略

相比电动汽车(electric vehicle,EV)慢充用户,大规模、随机快充负荷的接入将会带来更加严重的电网安全运行问题。从整体社会经济效益最大化的角度出发,仅单纯从电网侧增加基础设施建设并非最佳解决之道,有必要从用户角度研究有效的调度策略对电动汽车的快充行为进行引导。为此,基于未来智慧城市的场景下,提出了基于节点关键度的配网供电电压偏差指标(voltage deviation index based on node importance,VDINI)的概念,指出动态调整快充站充电服务费的手段,分析电动汽车用户对于快充站选择行为的影响因素,建立电动汽车用户基于自身效益的充电位置决策模型,从而说明通过调整各充电服务费的来对快充行为进行引导的可行性。在此基础上,根据需要满足的各种约束条件,制定各快充站快充服务费的求解流程,在保证充电站效益不变的同时,将电动汽车合理地引导至各个快充站,均衡区域内的充电负荷,实现空间上的有序快充,改善了配网的电能质量。算例仿真验证了所提充电服务费制定方法的合理性以及快充负荷引导策略的优越性。
多VSG并网系统的P/ω 导纳建模及功频振荡分析

现有P/ω“导纳”模型能够方便地用于VSG并联系统稳定性分析,但由于未考虑输入作用下的功频响应,制约了其在多机系统功频特性分析中的应用。该文提出将VSG有功和频率控制环路等效为包含第一和第二P/ω“导纳”的二端网络,考虑电网阻抗的影响,构建多VSG并网的功频响应分析模型,该模型能够全面描述多机并网系统中各台VSG的有功功率和角频率响应。基于多VSG并网的节点P/ω “导纳”矩阵,推导出VSG输出功率受3类因素影响:自身有功指令输入、与其他VSG的交互作用以及电网频率扰动。通过传递函数分析VSG数量、电网等效阻抗及惯性常数变化时,这3类影响因素的功频振荡特性及其变化规律。最后,仿真结果验证了上述模型及理论分析的正确性和有效性。
LCC-HVDC故障恢复型连续换相失败机理分析与抑制措施

随着我国交直流混联电网的快速发展,连续换相失败已对系统安全稳定运行带来了严峻的挑战,但其发生机理尚不明晰。针对此现象,首先梳理了连续换相失败的成因并将其分类,然后利用直流系统稳态运行曲线分析首次换相失败的故障恢复过程,并根据控制器的作用顺序划分为3个阶段。通过分析发现在阶段3中,即电流偏差控制环节,关断角的持续减小是连续换相失败发生的根本原因。其次,提出限制型低压限流控制策略,提高了低压限流控制与电流偏差控制的配合,从而实现对连续换相失败的抑制。最后,以CIGRE直流输电标准模型为算例,验证了所提连续换相失败发生机理的正确性以及抑制措施的有效性。
SiC MOSFET开关损耗测试方法研究

准确测量金属氧化物半导体场效应晶体管(metaloxide- semiconductor,MOSFET)开关损耗,是正确评估碳化硅(silicon carbide,SiC) MOSFET开关特性、优化驱动电路、降低损耗的前提。由于SiC MOSFET具有较高的开关速度,传统的双脉冲测试方法存在测量延时、高频振荡等问题,导致损耗评估这一在Si IGBT时期并不严重的问题在SiC时代更加凸显。该文首先对理想开关过程进行分析,提出一种由开关时序特征来校准测量延时的方法,并考虑到实际开关过程中寄生参数的影响,对延时校准方法进行改进;其次分析开关暂态过程中的高频振荡,提出一种计算高频振荡产生附加开关损耗的方法,在保证器件安全的前提下,通过综合开关损耗最优原则对驱动电路参数进行筛选;最后以一款自主封装的全SiC MOSFET功率模块为例,对测试方法进行评估验证,设计结果应用于一款车用驱动控制器,和相同功率等级的Si IGBT控制器进行测试对比,证明文中方法的正确性和实用性。
集成静止无功发生装置的直驱风场序阻抗网络模型与稳定性分析

对于大规模风电场的稳定性分析,现有的方法通常忽略风电场中存在的静止无功发生装置(static Var generator, SVG),直接将风电场等效为单台或数台风机接入无穷大系统,但这样的假定条件将会影响风电场稳定性分析的准确性。为此,该文提出一种针对大规模风电场的序阻抗网络建模与稳定性分析方法,构建考虑频率耦合效应、稳态工作点及运行模式影响的风电场功率单元序阻抗模型,提出通用型网络导纳聚合建模方法,将含有大量有源/无源元件阻抗的拓扑网络等效聚合为源–载阻抗互联系统,进而通过稳定判据组合实现系统稳定性的准确判断和稳定裕度的量化评估。最后通过哈密地区的集成SVG直驱风场应用实例分析验证所提方法的有效性,并针对集成SVG直驱风场的振荡机理,以及SVG工作模式和功率外环控制器参数对风电场稳定性的影响展开研究。
考虑频率耦合效应的并网模块化多电平变流器阻抗建模及稳定性分析

模块化多电平变流器(modular multilevel converter, MMC)与电网之间的频率耦合效应会影响变流器的阻抗特性,忽略频率耦合效应对变流器并网系统进行稳定性分析可能导致分析结果不准确。该文采用一种考虑频率耦合效应的整体建模方法,将电网阻抗视为MMC交流侧阻抗的一部分,以谐波矩阵描述频率耦合效应,并考虑不对称外环控制的影响建立MMC交流侧等效阻抗模型。仿真验证结果表明,与忽略频率耦合效应的模型相比,采用所建立的等效阻抗模型进行稳定性分析可以获得更准确的分析结果,为MMC并网系统振荡的有效抑制奠定一定理论基础。