mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
氮肥后移对不同氮效率水稻花后碳氮代谢的影响

以氮高效品种(德香4103)和氮低效品种(宜香3724)为材料,利用~(13)C和~(15)N双同位素示踪技术和生理生化分析方法,采用盆栽及大田试验,在施氮量180 kg hm~(-2)条件下,设置3种氮肥运筹方式,基肥:蘖肥:穗肥比例分别为5:3:2(N_1)、3:3:4(N_2)、3:1:6(N_3),以及不施氮(N_0)处理;研究其对不同氮效率水稻花后氮碳代谢的影响,并探讨氮肥后移下花后光合同化物及氮素累积、转运、分配的共性响应机制及其与产量的关系。结果表明,品种、氮肥运筹对花后氮素利用特征、光合同化物分配、生理特性及产量均存在显著影响。氮高效品种与氮肥后移量占总施氮量的40%、氮素穗肥运筹以倒四、倒二叶龄期等量追施相配套(N_2处理),能促进花后氮素累积,提高剑叶光合速率和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶、谷氨酰胺合成酶等碳氮代谢关键酶活性,促进叶片、茎鞘、根系、穗各营养器官光合同化物及氮素累积与转运,进而提高产量及氮肥利用率,为本试验氮高效品种配套的氮肥运筹优化模式。花后不同氮肥运筹下,氮高效品种光合同化物、氮素的累积与转运,分别较氮低效品种高7.7812.75 mg~(13)C株~(-1)、15.1418.78mg~(15)N株~(-1);且叶片转运量分别较氮低效品种高1.702.93 mg~(13)C株~(-1)、2.214.55 mg~(15)N株~(-1),茎鞘转运量分别较氮低效品种高1.702.93 mg~(13)C株~(-1)、0.051.14 mg~(15)N株~(-1);而穗部氮高效与氮低效品种~(13)C同化物分别增加31.0444.68 mg~(13)C株~(-1)(占~(13)C总量的42.04%46.38%)、24.9434.26 mg~(13)C株~(-1)(占~(13)C总量的36.45%41.36%),~(15)N则分别增加35.5646.58 mg~(15)N株~(-1)(占~(15)N总量的61.82%82.93%)、27.3731.57 mg~(15)N株~(-1)(占~(15)N总量的58.04%68.31%)。氮高效品种花后具有强光合碳同化、氮素的协同吸收转运特征,以及碳氮代谢能力,来满足籽粒灌浆期对光合同化物及氮素的利用,是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。此外,从花后不同器官碳氮比(C/N)变化值综合两品种高产及氮肥高效利用来看,N_2处理下,齐穗至成熟期叶片、穗部C/N提高幅度与该时期茎鞘、根系C/N降低幅度一致,据此可将C/N作为水稻高产及氮肥高效利用同步提高的评价指标,这具有重要的参考价值。
氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻产量及品质的影响

以江苏优质食味水稻代表性品种南粳9108和南粳5055为材料,采用新型栽培技术钵苗机插移栽,在大田常用量总施氮270 kg hm~(-2)条件下,设置10:0、9:1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6七种基蘖肥与穗肥比例的处理。比较研究不同处理对钵苗机插优质食味水稻产量及稻米品质的影响,以期为氮肥的合理施用提供理论依据和技术指导。结果表明,当基蘖肥与穗肥比例为6:4时,产量最高,与其他处理差异显著。稻米的糙米率、精米率和整精米率均随着基蘖肥比例的降低而逐渐增加;直链淀粉和胶稠度含量随着基蘖肥比例的降低而逐渐减小,但蛋白质的含量变化趋势相反,后期施氮量大时蛋白质含量增大。两品种的垩白率和垩白度均随着基蘖肥比例的降低呈先增加后减小的趋势,以6:4处理显著大于其他处理,而垩白大小逐渐增加。食味品质中除了完整性随着基蘖肥所占比例的降低而增加外,香气、光泽、味道、口感以及食味值均呈现递减趋势。各处理的稻米峰值黏度、热浆黏度、崩解值和最终黏度,除对照不施氮肥处理最大外,均随基蘖肥比例的降低而逐渐减小,而消减值的变化呈现相反的趋势。基蘖肥与穗肥比例为6:4的氮肥运筹方式能显著提高钵苗机插优质食味水稻的产量;适当增加穗肥比例能有效改善稻米的加工品质和营养品质,增大稻米粒长和粒宽,但降低了稻米的外观品质和食味品质。
牦牛RGS1基因克隆及其在发情周期卵巢中的表达

本研究旨在阐明牦牛RGS1基因的表达特性及其在牦牛发情周期中卵巢组织的表达。通过采集不同发情周期的牦牛卵巢及肌肉、脾、心、肾、胃、小肠、小脑、肝和肺组织,以GenBank上已发布的黄牛RGS1基因序列设计引物,利用RT-PCR方法扩增克隆牦牛RGS1基因及检测其在牦牛各组织中的表达谱,并使用相关生物信息学软件分析RGS1基因的结构和功能。采用实时荧光定量PCR法检测RGS1基因在牦牛发情周期卵巢中mRNA的表达水平。结果表明,本试验克隆得到牦牛RGS1基因718 bp的cDNA序列。同源性与进化树分析表明,牦牛RGS1核苷酸序列与黄牛、野牦牛等大多数哺乳动物的遗传距离较近,其在进化进程中相对较保守。牦牛RGS1基因 CDS区为591 bp,编码196个氨基酸残基,相对分子质量为22.48 ku,不含跨膜结构和信号肽,为亲水性蛋白和非分泌蛋白。蛋白二级结构和三级结构以α-螺旋和自由卷曲结构为主。RGS1基因在所选牦牛组织样品中均有表达,其中在小肠、小脑、心和胃中表达量最高。荧光定量PCR结果显示,牦牛黄体期卵巢中RGS1 mRNA的表达量极显著高于卵泡期和红体期(P<0.01),卵泡期中RGS1 mRNA表达水平高于红体期,但差异不显著(P>0.05)。本研究成功克隆了RGS1基因及其在牦牛卵巢3个时期中mRNA的差异性,表明该基因参与发情周期卵巢的内分泌活动调控。
直流电压下CF_3I/N_2混合气体的放电副产物

CF_3I/N_2混合气体被认为有希望取代SF_6气体而应用于气体绝缘设备。为了研究CF_3I/N_2混合气体在放电后的副产物,该文基于密度泛函理论(density functional theory,DFT),运用BFGS算法建立并优化了CF_3I分子及其潜在副产物分子的结构模型,并在此模型的基础上通过GGA-PBE算法计算了副产物分子的基态总能量,得到了各分子生成反应的自由能。结果表明副产物的可能组分为C_2F_6、C_2F_5I和I_2。而采用色质联用法和离子色谱法分别对CF_3I/N_2混合气体直流放电实验后的气体和固体成分进行分析,结果表明气体放电后副产物的主要成分为C_2F_5I,固体副产物为I_2。同时还发现,当气体放电后,将产生少量固态I单质,这导致 CF_3I气体含量减少。但经过一个较长时间,CF_3I/N_2气体绝缘性能可恢复到放电前的水平,说明在CF_3I/N_2中决定其绝缘性能的主要因素是自由基对电子的吸附性,而不是I的电负性。研究结果表明,直流电压作用下,CF_3I/N_2绝缘气体放电后可检测到的分解产物是C_2F_5I和I_2。
具有高变压比的分叉结构模块化多电平变换器

提出一种新型的分叉结构模块化多电平变换器(bifurcate modular multilevel converter,BMMC),BMMC将常规模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的串联结构桥臂替换为分叉结构桥臂,其拓扑可以从单一分叉结构扩展为多重分叉结构,具有多个交流端口,端口之间为错相连接。BMMC是一种无需变压器的高变压比 AC/DC变换器,能够将电压等级较低的交流系统连接至电压等级较高的直流系统,并具有较低的损耗与较小的电容使用量,在交直流混合电网中具有广阔的应用前景。对BMMC的工作原理进行了分析,提出了相应的控制方法,对其性能特点进行了分析与总结,并在RT-Lab仿真平台上对理论分析和控制方法进行了验证。
一种基于反并联晶闸管全桥子模块的新型电容换相换流器

为了改善电容换相换流器(capacitor commutated converter,CCC)的故障特性,提出了一种基于反并联晶闸管全桥子模块的新型电容换相换流器拓扑(enhanced capacitor commutated converter,ECCC)。ECCC从提高电容电压可控性的角度出发,将换流阀和换流变压器之间的固定电容替换为反并联晶闸管全桥子模块。设计了子模块晶闸管与阀臂晶闸管的协调控制策略;分析了子模块晶闸管的电压电流应力。在PSCAD/EMTDC环境中对ECCC的子模块电压电流应力、抵御换相失败的能力和换相失败后恢复能力进行了仿真研究。结果表明:ECCC可以有效降低换相失败发生的概率;同时,由于其对电容电压的灵活控制能力,可以有效避免换相失败发生后类似CCC换流器失去自恢复能力的问题,具备故障快速恢复能力;并且,子模块的电压电流应力均在合理范围内。
不同生长时期梅花鹿鹿茸转录组分析

本研究旨在探究不同生长时期梅花鹿鹿茸的转录组差异,丰富梅花鹿鹿茸转录组信息。选取5个生长时期(10、20、28、44、66 d)的梅花鹿鹿茸组织作为试验样品,利用Illumina HiSeqTM2500高通量测序,并用测序评估、基因注释等生物信息学方法进行分析。结果,经过测序、转录本拼接获得了375 657条contigs,平均长度为688 bp,329 946个unigenes,平均长度为534 bp。通过比对Nr、Nt、Pfam、KOG/COG、Swiss-prot、KEGG、GO 等7大数据库,90.07%unigenes得到了成功注释。其中39 674个(12.02%)基因成功注释到GO数据库,在level 2水平上共分为41个类别;17 732个(5.37%)基因成功注释到将KOG 的26个类别中。对5个生长时期的鹿茸转录本文库进行比较分析,共发现了509个差异基因,其中407个差异表达基因成功注释到GO数据库中,主要为信号转导、氧化还原、转录调节、蛋白酶降解等生物学过程。其中转录调节基因PER1、EGR1的表达随着鹿茸的生长而增加,而GAS1则相反,随着鹿茸的生长而降低,推测PER1、EGR1、GAS1等转录因子在鹿茸生长过程中可能起着重要的调节作用。本研究利用高通量测序技术对不同生长时期的梅花鹿鹿茸组织进行了转录组测序和分析,筛选到了梅花鹿鹿茸在不同生长时期下的差异表达基因,并获得了差异表达基因的功能。
基于极点配置的永磁同步电机驱动柔性负载PI调节器参数确定方法

柔性负载广泛存在于电气传动系统中。根据柔性的成因,伺服系统中柔性负载主要分为柔性关节、柔性连杆两类系统。针对这两类典型的柔性负载系统,首先引用已有的研究成果对其建立了一致动力学模型。将PI调节器应用于系统控制中,分析了PI调节器参数与系统零极点的关系。针对PI调节器参数确定方法,提出了3种基于极点配置的参数确定方法。分析了这3种极点配置策略的应用范围、系统性能与参数关系、优势和劣势等。通过仿真和实验,验证了所提方法的有效性。
受基本方程规范的火电机组耗量特性系数辨识

火电机组燃料耗量-功率特性系数的准确辨识,是实施节能发电优化调度的基础与前提。为保障辨识精度,需在辨识过程中特别考虑反映耗量关键特征的基本方程。为此,提出一种受基本方程规范的火电机组耗量特性abc系数优化辨识方法。方法首先建立了反映火电机组耗量特性关键特征的3个基本方程,然后从正平衡角度出发,建立了受3个基本方程规范的、以拟合误差最小化为目标函数的优化辨识模型,最后给出了待辨识abc系数的解析解。基于某省火电机组在线监测系统采集的实际数据进行算例分析,结果表明,所提方法能在比较好地保持机组耗量特性关键特征的基础上,自适应地为火电机组的不同运行方式“量身定制”式地辨识出一套合体的abc系数,有助于使始终依赖于一组固定不变的abc系数参与优化调度的传统方式向采用定制式 abc系数进行现代优化调度的阶段升级。
多输入多输出宽带电力线载波通信信道模型研究

该文提出一种多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)宽带电力线载波通信(power line communications,PLC)信道混合模型。该模型结合电力线载波通信信道自上而下和自下而上两种建模方法,考虑了多输入多输出载波信道的空间相关性,提供一种不需要完整载波网络拓扑信息和测量数据的先验电力线信道建模方法。给出了低压室内电力线载波通信信道模型算例,分析了算例在2~30MHz和2~100MHz两种带宽下的信道特征和参数,并与已有模型进行了对比。结果表明,在同等条件下该文模型与已有模型仿真结果一致,但克服了需要获得大量负载阻抗信息或大量测量数据建模的困难,为多输入多输出电力线载波通信提供了一种具有实用价值的仿真分析方法,对于简化多输入多输出电力线载波信道的研究、设计和工程应用具有重要意义。
具有直流故障阻断能力的逆阻型模块化多电平换流器

提出一种改进的逆阻型MMC(reverse blocking MMC,RB-MMC)拓扑,其半桥子模块的下管以逆阻型IGBT替代传统的功率器件,并增加了并联旁路吸收回路,用于解决传统MMC的故障阻断能力问题。首先分析了改进的RB-MMC的拓扑和工作原理,在此基础上开展了对改进型RB-MMC的故障阻断机理及其主要功率开关器件的电气应力的研究,并通过仿真算例对所提出的改进型RB-MMC拓扑进行了验证。仿真结果表明,新型RB-MMC拓扑在原有正常模式下不需要改变控制策略与调制策略,而在故障阶段能够迅速实现故障电流阻断效果,通过引入旁路吸收回路,进一步降低了对电路触发脉冲一致性的要求。该文提出的改进型 RB-MMC拓扑在高压直流输电系统领域中具有良好的工程应用前景。
基于改进ECOC分类器的直流电缆终端接头局放模式识别

绝缘缺陷问题直接影响直流XLPE电缆的运行安全,而准确的绝缘状态诊断对保证直流输电系统正常运行具有重要意义,由于直流电缆的故障诊断目前研究处于起步阶段,且局部放电特征与交流XLPE电缆具有明显区别。针对直流XLPE电缆出现的绝缘缺陷以及产生的局部放电特点,该文设计了4种直流XLPE电缆终端接头典型的绝缘缺陷物理模型,根据q-Δt-n(即放电幅值,放电间隔,放电次数)局放信号图,提出了基于改进ECOC分类器的直流电缆终端局放模式识别法。首先,对局放信号图进行轮廓波(Contourlet)变换,并计算各子带系数的Tsallis熵,将其作为特征向量,带入自适应布谷鸟优化稀疏编码阵的ECOC分类器(ACS-SR-ECOC)实现缺陷模式识别。通过对大量试验数据测试,验证了所提出的识别方法在直流XLPE电缆终端接头绝缘缺陷的诊断效果,相比与4种传统的ECOC分类器,所提出的ACS-SR-EOCO分类器的识别准确率更高,至少提高10.3%。
一种适于有源配电网随机动态仿真的滚动投影积分方法

可再生能源的大量接入和先进用电技术的不断推广使有源配电系统的随机特性愈发显著,这种复杂的随机扰动会对系统的规划、运行和分析计算产生不可忽视的影响。因此,一种准确、高效并且考虑随机扰动影响的仿真方法对有源配电系统随机特性的分析研究至关重要。该文通过将确定性投影积分算法和混合随机数值积分算法相结合,同时融入滚动式多随机轨迹仿真思想,提出了一种同时考虑有源配电系统随机特性和多时间尺度特征的滚动投影积分仿真方法,并以低压有源配电系统算例为例,通过与确定性仿真和Euler-Maruyama算法比较,验证了文中算法的正确性和有效性。
高水电比重系统电力电量平衡混合整数二次规划模型及算法研究

清洁能源战略的提出凸显了高水电比重系统电力电量平衡以及调度优化方案研究的重要性。该文基于水文特征和水电站发电特性拟合出水电转换曲线的分段线性函数;并通过引入0-1辅助变量,计及水与电的相互关联作用、水与电各自在地域上与时间上的耦合关系、水电与火电的协调调峰能力以及水电机组的振荡区间等约束,提出互斥技术和权值技术构建含六类0-1变量的混合整数二次规划(mixed integer quadratic programming,MIQP)模型。最后提出动态启发式算法(dynamic heuristic algorithm,DHA)和有效集割平面算法(active set cutting plane method,ASCPM),借助混合整数规划求解器对某测试系统进行验证,结果表明,所提模型及算法能够有效地处理高水电比重系统电力电量平衡问题并获得机组调度优化方案。
U/f控制微电源的故障控制策略和故障模型分析

逆变型微电源的控制策略对其故障响应具有重要的影响。为了解决微电网的保护问题,有必要对这类微电源的故障控制策略进行深入研究。该文根据U/f控制微电源(U/f controlled micro source,U/f-MS)在故障条件下必须满足的电流和电压约束推导出U/f-MS的理想参考电压,能够在保证设备安全的前提下尽可能高地提升微电网的正序电压。考虑到实际应用可能对负序电压提出的要求,文章进一步给出了参考电压幅值的修正步骤。为了使U/f-MS快速平稳地度过故障暂态从而实现预期的控制目标,该文提出了一种分阶段的控制策略并通过Matlab仿真验证了该策略的有效性。最后,建立了U/f-MS的故障稳态模型,结合对称分量法可迭代计算其故障稳态响应,计算与仿真结果对比验证了模型的正确性。
电容换流型直流断路器及其在直流电网的应用

直流断路器技术是直流电网发展的技术瓶颈。现有的混合型高压直流断路器存在成本高的缺陷,现有的机械式直流断路器开断速度慢、可靠性低。为解决上述弊端,提出一种电容换流型高压直流断路器及其改进型拓扑,分析了其工作原理,研究了该直流断路器的内部元器件参数设计要求。通过改进辅助支路和主支路的拓扑接线,该文提出的直流断路器可大大降低硬件成本。在PSCAD/EMTDC仿真平台中分别搭建了单端仿真模型和四端直流电网仿真模型,仿真验证了所设计直流断路器的技术可行性。
低气压下串联直流电弧故障电磁辐射幅值及频率特性

为了检测低气压下串联直流电弧故障,搭建了低气压下直流电弧故障试验平台,研究了不同试验条件下的直流故障电弧电磁辐射特性。利用四阶Hilbert分形天线检测直流电弧故障的电磁辐射信号,在11个气压下(96,86,76,66,56,46,36,26,16,6和0.6kPa)对4种电极材料(黄铜、紫铜、不锈钢和铝)进行了串联直流电弧故障试验,并在低气压下对不同直径(1~7mm)和形状(尖形和平形)的黄铜电极进行了试验研究。考虑了电极移动速度对电磁辐射特性的影响。对各种试验条件下采集到的电磁辐射脉冲幅值进行了统计分析,并对电磁辐射脉冲进行了快速傅里叶变换,提取出特征频率。试验结果表明:直流电弧电磁辐射脉冲幅值随着气压、电极直径、形状和电极移动速度的改变而变化,并且具有方向性;而电磁辐射脉冲的特征频率范围(36~41MHz)与气压、电极直径、形状和电极速度无关,将其作为检测串联直流电弧故障的特征量具有一定的适用性。
10kV自然换流型混合式直流断路器中真空电弧电流转移特性研究

围绕应用于 ±10kV直流配电领域中的自然换流型混合式直流断路器的电弧电流转移特性展开研究。开断过程中,机械开关支路在没有辅助换流装置的情况下,需要在真空电弧电压的作用下实现电流向主关断支路的转移。文中建立了真空电弧电流转移的数学模型,确定了电弧电压、转移回路电感电阻参数、电力电子支路的导通压降是影响真空电弧电流转移的主要因素。实验方面首先对具有不同触头结构及材料的真空灭弧室进行了电弧电压测量,实验表明真空电弧电压可以同电力电子支路进行配合;在此基础上,采用 IGBT作为电力电子支路开关,进行真空电弧电流向电力电子支路的转移实验,并研究了回路电感电阻参数对于转移特性的影响;最后,设计实现了10kV自然换流型混合式直流断路器,并对开断进行了实验:真空灭弧室电弧电流在1.5ms内完全转移到电力电子支路,关断电流3.6kA、关断过电压21.4kV,验证了该方案的可行性。
新型直流固态限流断路器设计与分析

采用功率半导体器件实现的固态断路器(solid state circuit breaker,SSCB)具有无弧、快速、精确的分断性能,应用前景十分广阔。该文在传统固态断路器基础上提出了一种基于集成门极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristor,IGCT)和普通晶闸管(silicon controlled rectifier,SCR)的新型直流固态限流断路器(solid state current limiting circuit breaker,SSCLCB)技术方案,能显著减小小电流分断时间,改善主开关IGCT并联工作的可靠性,提高断路器功率等级,并完成了1500V/4000A断路器原理样机的初步设计。在理想直流系统中的限流分断过程仿真结果表明,断路器能在50μs时间内实现13kA、20A/μs短路电流的换流分断,并将短路电流峰值限制在17kA以内。样机试验结果显示,4000A正常工作电流直接分断时间不超过10μs,并在50μs内完成了13kA短路电流的换流分断,验证了新型直流固态限流断路器技术方案的正确性和实际应用的可行性。
直流真空断路器模块的机械联动特性仿真与实验研究

基于电磁斥力永磁机构的直流真空断路器具有操作简单、分闸速度快等优点,在高压直流短路开断中起关键作用。通过有限元分析软件对这种直流真空断路器模块的机械联动动力学特性进行了仿真分析。根据仿真结果,调整了基于电磁斥力永磁机构的直流真空断路器模块样机,并对直流真空断路器模块的机械联动配合进行了测量。该模块进行了直流短路开断实验,成功开断了8.5kA的故障电流,电流下降率为50~240A/μs,验证了该直流真空断路器模块的机械联动可行性。
快速直流断路器研究现状与展望

快速直流断路器是实现直流电网故障元件快速隔离、构建直流电网的关键设备。该文分析了直流电力系统对快速直流断路器的需求,对空气式直流断路器、直流固态断路器、混合型直流断路器(hybrid DC circuit breaker,HDCCB)的工作原理、优缺点和研究现状进行综述,最后对快速直流断路器研发中的关键问题进行了展望。
高压直流断路器快速限流控制

高压直流断路器能够隔离系统故障,使得直流电网在一条线路发生故障时无需闭锁所有换流站,不影响其他线路的正常运行,是构建直流电网的关键设备。一种具有限流控制功能的混合式高压直流断路器,能够在系统故障时将故障端电流维持在固定值周围,为系统其他控制策略的进行争取时间。该文首先分析了高压直流断路器的无弧分断和限流控制原理,随后提出一种快速限流控制方法,加快了高压直流断路器的分断以及避雷器的投入,降低了故障电流峰值大小,减少了限流过程中避雷器吸收总能量。最后,通过 PSCAD/EMTDC仿真分析,验证了该控制方法的有效性。
Buck类DC/DC变换器状态反馈精确线性化恒流控制方法

在两级式开关电源的结构中,前级引入的输入电压低频纹波会引起后级输出电流的波动。为了解决这个问题,首先建立了对于Buck及Buck衍生电路的通用大信号平均模型。在此基础上,运用微分几何理论对此仿射非线性系统进行状态反馈精确线性化,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式。在得到的线性化模型基础上运用工程上易实现的PI调节器,对系统进行相应的输入电压抗扰性分析,理论分析表明所提控制方法使输出电流不受输入电压扰动影响。实验表明与传统的平均电流模式恒流控制相比,所提出的精确反馈线性化恒流控制策略具有良好的抑制输入电压低频扰动的稳态调节特性,对不同大小的输入电压均适用。此外,该方法使系统具有较小的调节时间,动态性能较好,具有一般性的理论和工程应用价值。
一种固态直流限流器拓扑结构

高压直流输电是未来电网的发展方向,研究一种能够在直流系统故障时限制直流电流的装置,已经成为国内外研究的热点。该文提出一种固态直流限流器拓扑结构,它具有结构简单,采用的半导体器件少,成本低,效率高,工作可靠等优点。介绍了该结构的工作原理和控制模式,推导了其数学模型,最后通过仿真验证以及和其他方案的对比研究,证明了该固态直流限流器拓扑结构的性能。分析表明该拓扑结构不但限流效果较好,电抗器也没有直流偏磁饱和问题,并且电流小,频率高,工程实现起来比较容易,可广泛应用于直流输配电领域。
考虑大规模风电并网的电力系统区间非线性经济调度研究

风电的大规模集中并网给电网调度带来了明显的不确定性,基于区间规划模型的调度结果可以为电网运行人员提供明确客观的上下界信息。该文针对计及阀点效应等非线性因素的含风电电力系统经济调度问题,提出了一种区间经济调度非线性对偶优化方法,将风电有功功率描述为区间数,建立乐观及悲观双层非线性经济调度优化模型,结合非线性对偶理论及原对偶内点法求解双层非线性悲观解模型。根据非线性对偶理论,将内层模型转换为对偶模型,合并内外层模型进行求解,从而得到发电成本的区间估计及其相应的发电机出力,为发电决策提供依据。通过含风电场的10机组算例验证了该文方法的合理性。
融合需求侧虚拟储能系统的冷热电联供楼宇微网优化调度方法

提出一种融合需求侧虚拟储能系统的冷热电联供楼宇微网优化调度方法。首先基于楼宇蓄热特性,构建了一种虚拟储能系统模型。进而,将虚拟储能系统集成到楼宇微网优化调度模型中,通过在温度舒适度范围内对楼宇室温进行优化调节,实现对楼宇虚拟储能系统的充放电管理。最后以夏季制冷场景为例,对两种典型楼宇微网算例进行经济优化调度分析。结果表明,所提融合需求侧虚拟储能系统的冷热电联供楼宇微网优化调度方法可以在保证温度舒适度的前提下充分发掘楼宇参与微网经济优化运行的虚拟储能潜力,可在一定程度上降低微网运行成本。
基于相似性修正的风电功率爬坡事件预测方法

为了满足爬坡预测所需的长期高精度风电功率预测要求,提出基于相似性修正的风电功率爬坡预测方法。该方法首先根据Granger因果检测法提取数值天气预报(numerical weather prediction,NWP)中对风电功率预测有效的气象变量,保证基于气象变量和统计模型的混合预测模型的可实现性,并以支持向量回归模型作为基本预测模型。其次,结合历史数据分析气象背景相似性与爬坡事件相似性,给出相似爬坡事件的选取机制。考虑到较高精度的风电功率预测可提高爬坡预测的性能,为此,结合相似爬坡的功率变化修正风电功率的预测结果,并由误差指标分析验证修正模型的优越性。最后,对实际算例进行仿真分析,验证基于相似性修正的风电功率预测模型的可行性。
基于同步逆变器的电动汽车V2G智能充放电控制技术

提出一种基于同步逆变器技术的电动汽车V2G充放电控制策略。首先,设计了一个T-S型模糊控制器,用来决定电动汽车与电网之间的功率流向关系,以及同步逆变器的工作模式。其次,提出了一种基于同步逆变器的电动汽车充放电控制方法,实现了有功功率、无功功率在电动汽车与电网间的双向可控调节,使电动汽车具备了向电网提供频率调节和电压调节服务的功能。在不同初始电池状态以及不同电网状态下对所提出的控制策略进行了仿真测试,结果表明,提出的控制策略能够有效地根据电网负荷情况和电动汽车的荷电情况实现功率在电网和电动汽车之间的双向调节,从而在满足电动汽车用户用车需求的同时有利于维护电网的稳定,提高电网效率。
基于同步逆变器的微电网二次调频策略及特性分析

同步逆变器技术在分布式电源并网及微电网的应用得到广泛关注。针对基于多台同步逆变器并列运行的微电网,对等下垂控制策略适用于一次调频控制,当负荷突增或发电功率突降造成微电网总体功率不足进而频率越限时,需要采用二次调频控制,重新确定系统的有功功率-频率平衡点。文章提出了无需通信系统的3种二次调频策略,通过调节可调逆变器的下垂控制曲线,实现在线自动二次调频控制。分别针对3种策略,提出定值在线整定方法,比较了最大定值对最大输出功率的灵敏度及调频动态性能,在此基础上分析了微电网的有功功率-频率特性。最后,用Matlab/Simulink仿真平台搭建包含4台同步逆变器、3个负载的微电网仿真模型,验证了所提策略的有效性。
具有频率实时镜像和自主电网同步能力的风场-柔直系统控制方法

大型海上风电采用柔性直流(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)并网是未来的发展趋势。VSC-HVDC采用基于锁相环(phase-locked loop,PLL)同步并网的电流矢量控制方式,体现为无惯量的电流源。对此,该文提出一种新型柔直换流站惯性同步控制方法,在受端换流站利用直流母线电容固有动态特性实现无锁相环自主电网同步控制,使得VSC-HVDC的直流母线电压与大电网频率具有实时联动特性,通过送端换流站的频率镜像控制可将电网频率实时镜像到风场侧,便于风场进行惯量响应。在该控制方式下,VSC-HVDC受端站体现为具有风场与直流系统惯量的同步机,大幅提高风电场对电网的适应性和支撑作用。基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立大型海上风电场经柔直并网的仿真分析系统,对新型控制方法下风电场柔直并网系统的惯量响应和并弱网稳定性进行分析,验证所提控制方法的有效性。
具有自主电网同步与弱网稳定运行能力的双馈风电机组控制方法

随着风电的高比例并网以及大型风电机组的分散接入,电网对风电不再具备强电气支撑作用,进而引发一系列并网稳定问题,如谐波振荡、次同步振荡和低频振荡等,这是由于风电变流器所采用的电流矢量解耦控制需要电网提供强电压支撑才能稳定控制电流所致,弱网下难以稳定。此外,风电并入弱网还需具备一定的自主组网与电网支撑能力,如自主惯量响应等。为此,该文围绕弱网稳定运行与自主电网同步两个核心问题提出了一种双馈风电机组的新型控制方法。具体地,机侧变流器采用基于转子磁链自定向的虚拟同步控制方法;对网侧变流器提出一种新型的惯性同步控制方法,依据动力学系统相似性原理,利用直流母线电压固有动态直接实现网侧变流器的无锁相环电网同步控制,该方法较虚拟同步控制模型阶数更低且更易稳定。经以上控制后,双馈风电机组的定子侧和转子侧外特性分别等效为2台同步机。在PSCAD/EMTDC仿真软件中构建2MW双馈风电机组暂态模型,详细分析了该控制下双馈风电机组的启动、柔性并网过程、自主惯量响应以及最大风能捕获等相关特性,仿真结果表明提出的控制方法具有较好的弱网稳定运行与发电特性。
虚拟同步发电机的功率动态耦合机理及同步频率谐振抑制策略

随着新能源并网的增加,现有并网逆变器采用的直接电流控制无法有效跟踪电网电压。虚拟同步发电机(virtual synchronous generators,VSG)技术通过模拟同步发电机运行机制,改善了系统稳定性,成为解决分布式电源高渗透率问题的有效方案之一。然而,虚拟同步发电机存在同步频率谐振现象,容易引发功率振荡,导致系统不稳定。该文分析电磁磁链的动态过程;通过建立虚拟同步发电机的宽频域功率动态耦合模型,发现有功-无功的功率耦合效应会加剧同步频率谐振;基于同步频率谐振的产生机理,采用有源阻尼控制的策略能有效抑制该谐振问题。最后,通过搭建实验平台,验证虚拟同步发电机中的同步频率谐振现象、有功-无功动态耦合效应正确性及阻尼抑制策略的有效性。
高渗透率下变速风力机组虚拟惯性控制的研究

由于双馈感应发电机的电力电子变换器将风机转速和电网频率进行了解耦,导致其对电力系统的惯性控制几乎没有任何贡献。随着风电场在电网中的渗透率的不断提高,这种电网频率的波动会越来越明显。为了能够将“隐藏”在双馈感应发电机中的惯性进行有效的利用,将双馈感应发电机的旋转质量块和并联在转子侧变换器和电网侧变换器之间的超级电容器同时作为虚拟惯性源,并采用自适应模糊控制策略来进行控制。通过在实时仿真平台RT-LAB上对不同比例的风电装机容量的电力系统进行实验分析。与其他控制方法进行对比发现,当系统负荷突然发生变化后,所提出的混合虚拟惯性控制法能够迅速地提供有功功率支持,并能在频率误差减少后很快地恢复到MPPT状态。
孤岛微网中虚拟同步发电机不平衡电压控制

在孤岛微网中,逆变器采用虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制后,有利于提升微网的电压和频率稳定;但现有的VSG控制策略,带不平衡负荷的能力差,降低了供电电压品质。建立了VSG的数学模型,分析了输出电压不平衡的产生机理和抑制措施。基于正序和负序网络阻抗的独立解耦控制,提出一种抑制负序电压的控制方法。采用复系数滤波器快速检测负序电流,利用复系数比例积分控制器实现电压跟踪。研究了滤波器和控制器关键参数的设计方法,实现VSG对正序和负序输出电压的独立控制,便于其正序和负序阻抗的定制化控制。通过对一台 VSG样机进行实验,验证了所提控制策略的正确性和有效性,为VSG的运行控制提供了一种新思路。
大规模风电并网下的抽水蓄能机组调频控制研究

大规模风电接入对电力系统的频率造成影响。抽水蓄能机组由于其出力响应迅速、调节灵活等特性,在风电功率波动的调节中具有重要作用。该文针对短时风电功率波动对电力系统造成的频率扰动问题,提出抽水蓄能机组频率调节的鲁棒控制策略。通过建立电力系统整体状态方程,并考虑风电功率波动特性和抽水蓄能电站动态特性,采用基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)的H∞鲁棒控制算法,对抽水蓄能机组一次调频控制方程进行求解。利用IEEE 39节点系统进行仿真验证,结果表明提出的鲁棒控制策略能有效地减小风电功率波动造成的系统频率偏差,提高了抽水蓄能机组对短时风电功率波动的调节响应性能。
基于储能物理约束的虚拟同步机运行边界研究

由于微网中的高渗透率分布式电源无法为系统提供足够的惯量和阻尼,给系统的频率稳定性造成了极大的影响。虚拟同步机可通过控制使分布式电源并网变换器表现同步机的特性,储能是实现虚拟同步机为系统提供惯量和阻尼的物理基础,但储能的容量受限于环境和投资等因素。为获得储能对虚拟同步机系统的物理约束及其运行边界,该文建立虚拟同步机的小信号模型,基于此模型提出储能物理约束的计算方法。通过分析虚拟同步机输出不同无功功率时的动态特性,得到储能约束下的虚拟同步机运行边界。通过对不同惯量和阻尼下虚拟同步机的动态响应特性的分析,获得惯量和阻尼影响物理约束的机理。最后,通过PSCAD/EMTDC中搭建的仿真模型验证理论分析的正确性。
基于虚拟同步电机的交直流混合微电网控制策略

交直流混合微电网中,由一台或多台联络换流器(interfacing converter,IFC)实现交、直流网络之间的能量传递,分布式电源的效率以及系统的稳定性很大程度取决于 IFC的控制策略。传统基于电压环、电流环结构的IFC控制策略存在弱电网下稳定性差、需要交流电源提供参考正弦电压等问题。针对这些问题,该文利用直流网络电压与虚拟转速归一化后的差值作为虚拟机械力矩,提出一种基于虚拟同步发电机技术的IFC控制策略。通过建立其小信号模型来证明所提控制策略的稳定性对参数的选取不敏感,有较强的鲁棒性。最后,利用PSCAD/EMTDC在孤岛情况下对所提算法进行测试,测试结果表明,所提算法能有效改善被动孤岛过程中的动态性能,同时能较好地实现交、直流电源输出功率分配以及联络换流器之间的均流。
多微源独立微网中虚拟同步发电机的改进型转动惯量自适应控制

多微源独立微网中,传统下垂控制的输出频率动态响应速度快,虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)控制可改善频率响应特性,但无法兼顾功率和频率的动态调节性能。针对此问题,提出一种改进的转动惯量自适应控制(improved adaptive control of inertia,IACI)。首先,在同步旋转坐标系下建立VSG数学模型,并分析转动惯量对VSG输出特性的影响;其次,在VSG控制的基础上通过在转动惯量控制中引入频率变化量形成VSG转动惯量自适应控制,并给出频率跟踪系数、转动惯量和阻尼系数等参量的整定方法;最后利用Matlab/Simulink对比VSG控制和IACI控制在VSG并入微网和负载扰动条件下的有功和频率响应曲线,在由两台1kW的VSG组成的独立微网实验平台上进行实验验证,结果表明所提控制策略可避免VSG并入微网过程中的有功振荡,且可以有效优化频率响应曲线。
基于虚拟同步电机技术的VSC-HVDC整流侧建模及参数设计

在传统控制方式下,柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)系统换流站难以有效参与电网动态调节,而虚拟同步电机技术通过合适的控制设计使得换流器单元能够为系统提供惯性支撑,已引起广泛关注。首先结合VSC-HVDC系统数学模型,分析换流站等效为同步电机的可行性,给出基于虚拟同步电机技术的换流站控制方案。其次,针对整流侧换流站,在动态过程中将逆变侧等效为一个恒功率负载,建立虚拟同步电机内环和电压外环的小信号数学模型,分析并给出一种系统化的控制参数设计方法。最后,通过仿真分析验证文中理论分析的正确性和参数设计方法的有效性。
应用于光伏微网的一种虚拟同步发电机结构及其动态性能分析

可再生能源、分布式发电和微电网技术长期以来受到广泛关注,传统的并网逆变器控制策略没有考虑其惯性缺失导致频率变化率过快的问题,因而采用虚拟同步发电机策略模拟同步机特性,提升新能源并网发电的备用旋转惯量。对于光伏微电网,当前大多数的虚拟同步机方案将光-储结合结构作为直流侧,其性能的实现仅需要控制逆变器模拟同步机特性即可。该方案控制策略简单,但具有硬件结构复杂、不灵活的缺陷。文章介绍了一种光伏微电网中的虚拟同步发电机结构的应用以及相应控制策略,并研究其动态性能,该结构灵活可靠、易于扩展。仿真和实验证明了该结构及相应的控制策略能在光伏功率波动和负载变化时稳定母线频率,提升微电网的动态性能。
VSC-HVDC受端换流器参与电网调频的VSG控制及其改进算法

为提高柔性直流输电(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)受端系统频率的稳定性,同时确保直流系统发生故障或扰动下的可靠运行,提出受端换流器参与电网调频的虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)控制及具有直流电压协调控制能力的VSG改进算法。首先,分析指出大容量VSC-HVDC受端换流器常规控制方式会降低系统频率稳定性,因此有必要通过合理的控制手段参与频率调节;其次,研究了使受端换流器具有惯性响应特性和一次调频能力的VSG控制技术;之后结合直流系统对运行可靠性的基本要求,将直流电压协调控制功能引入 VSG技术中得到改进算法;最后,通过Matlab/Simulink构建了三端系统进行仿真。结果表明:VSC-HVDC受端换流器使用VSG控制能有效改善受端交流系统频率暂、稳态性能;VSG改进算法则能进一步提高直流系统运行可靠性。
虚拟同步机与自主电力系统

现在,越来越多的可再生能源、电动汽车和储能系统需要通过电力电子变换器接入电网,同时,大部分的负荷也需要通过电力电子变换器接入电网。该文概要地介绍如何把这些电源侧和负荷侧的电力电子变换器控制成为虚拟同步机,以及以此为基础实现的由同步机同步机制统一的自主电力系统,从而为智能电网接入提供一个统一的接口机制,使得新能源和负荷能象常规电源一样参与电网调节。虚拟同步机有不同的实现方式,该文着重介绍按电压源运行的具有常规同步机内部机理和外部特性的同步变流器技术及其应用。
无轴承同步磁阻电机系统及其关键技术发展综述

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,最后根据无轴承电机高转速、高精度和低成本的发展方向,展望了无轴承同步磁阻电机未来研究的发展趋势。
具备同步电机特性的级联型光伏发电系统

为了提高光伏发电系统的整体效率和并网友好性,提出了一种具备同步电机特性的级联型光伏发电系统,光伏阵列和储能单元分别接入级联型逆变器的直流端口。研究了基于虚拟电机控制的并网控制策略,能兼顾光伏效率和系统同步电机特性。直流端口电压的独立控制实现了各光伏阵列独立的最大功率点跟踪;整体功率协调控制使储能作为功率缓冲单元,保证了系统功率平衡;虚拟电机控制使系统具备同步发电机的惯性与阻尼特性,能平抑光伏随机性功率波动,并响应电网频率变化,按下垂特性调整输出功率。仿真和实验结果验证了所提系统和控制策略的正确性和有效性。
一种直流微网双向并网变换器虚拟惯性控制策略

针对直流微网中母线电压易受微网内部功率波动影响,通过类推交流微网中虚拟同步发电机的虚拟惯量,提出了一种直流微网双向并网变换器(bidirectional gridconnected converter,BGC)虚拟惯性控制策略,增强了直流微网的惯性,平抑了直流母线电压波动。建立BGC虚拟惯性控制小信号模型,推导出直流母线电压与BGC直流侧输出电流之间的小信号传递函数,深入分析直流微网功率突变下的系统动态特性,发现BGC直流侧输出电流相当于扰动量,会对直流母线电压的动态响应过程产生冲击性影响。对此,提出了BGC的直流侧输出电流前馈扰动抑制方法,平滑了直流母线电压的动态响应。分析了BGC系统的稳定性,选取了合适的BGC虚拟惯性控制参数。最后,仿真与实验验证了所提控制策略的有效性。
独立微电网中基于自适应权重系数的VSG协调控制策略

该文对以柴油发电机组(diesel generator set,DGS)为主源的独立微电网中带有储能单元的变流器控制策略进行研究。变流器采用虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)控制算法,有功功率指令值由频率控制模块和荷电状态(state of charge,SOC)控制模块两部分组成,并引入自适应权重系数以协调上述两种控制的分配比例。当储能SOC越接近预设值时,增加频率控制占比,提高VSG对微网频率波动的抑制能力,反之当SOC越偏离预设值时则增加 SOC控制占比,提高维持SOC的能力,避免储能装置过充或过放。通过建立小信号模型从稳定性和动态响应两方面确定了权重系数的取值范围,最后搭建100kW独立微电网平台,通过仿真和试验验证了提出策略的有效性。
一种电网友好型光储分布式电源控制策略

提出一种电网友好型光储分布式电源,采用具有惯性环节的虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)控制方法作为与电网的接口,并提出了电网频率自适应控制策略,根据电网频率变化区间自适应选择三种运行模式:离网运行模式、并网发电模式、频率调节模式。针对这3种运行模式,分析了虚拟同步发电机的有功-频率环节的传递函数以及虚拟转动惯量对暂态稳定性的影响。为了提高系统并网运行时的暂态稳定性,构造了系统的暂态能量分析函数,分析了扰动发生后系统的暂态能量变化过程,并提出了一种虚拟转动惯量动态调节方法优化系统的暂态控制过程。在搭建的Matlab/ Simulink仿真模型中分析了所提的控制策略和方法,并在搭建的10kW VSG实验平台中验证了所提方法的正确性和可行性。
虚拟同步机技术在电力系统中的应用与挑战

虚拟同步机技术是通过模拟同步机组的机电暂态特性,使采用变流器的电源或负荷具有同步机组的惯量、阻尼、频率和电压调整等运行外特性的技术。虚拟同步机技术伴随清洁能源装机数量显著增加,而成为当前并网技术研究的热点。论述了近年来国内外的研究成果,在虚拟同步机技术分类、功能、控制方法等方面介绍了虚拟同步机相关概念,从光伏虚拟同步发电机、风机虚拟同步发电机、储能虚拟同步机和负荷虚拟同步机四个方面,结合实际工程介绍了其主要的应用方式。因虚拟同步机技术的实现载体是电力电子装置,特别介绍了参数设计和稳定性相关研究进展。最后,总结当前存在的问题和发展前景。
考虑源端动态特性的光伏虚拟同步机多模式运行控制

分布式光伏发电主要以最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)方式并网运行,缺乏离网运行能力,且难以为电力系统提供有利于系统稳定的惯量和阻尼。虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)因集成了传统同步机的运行机制以及电力电子设备控制灵活、响应迅速等优势,备受分布式发电领域专家的关注。结合虚拟同步机技术,并考虑光伏电源的时变性和有限性,提出了计及光伏电源动态特征的光伏虚拟同步机(photovoltaic VSG, PV-VSG)及其控制策略。根据光伏出力曲线与特征值分析得到光伏电源稳定运行区域;设计了光伏电源附加控制策略,可防止因光伏电源最大可用功率不足而造成的直流电压跌落,以保证PV-VSG直流侧电压稳定,并可根据负载或调度功率需求提供最有效的功率匹配。所提控制策略可使光伏电源直接通过虚拟同步发电机接入,并实现了离网与并网的灵活可靠运行。仿真分析与实验测试结果均验证了所提控制策略的有效性。
特高压串补线路断路器短路电流过零延迟特性及对策

特高压线路加装串补使得线路发生故障时流经断路器的短路电流特性与无串补线路相比存在差别。受故障工况及串补布置方式、过电压保护措施等因素影响,特高压串补线路回数为双回及以上时,一回线故障时流经断路器的短路电流可能存在过零延迟,与无串补或单回串补线路相比更加突出,对断路器开断不利,需要加以抑制。该文仿真研究特高压串补线路断路器短路电流的过零延迟特性,并结合串补金属氧化物限压器(metal oxide varistors,MOV)、放电间隙的动作状态,采用时、频域解析方法,建立串补装置的等效模型,探讨串补线路短路电流过零延迟的产生机理,研究分析典型影响因素,并提出对策建议。研究成果为特高压串补的规划设计、断路器设备选型提供一定参考。
电网对称故障下虚拟同步发电机建模与改进控制

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)是近些年新发展的电力电子装备,可为电网提供惯性和动态频率支撑。直接电压式虚拟同步发电机直接通过脉宽调制(pulse width modulation,PWM)产生内电势,无内电流和交流电压控制环,具有更好的动态支撑能力及稳定性;但当电网发生对称短路故障时,直接电压式虚拟同步机无法抑制故障电流,这将危及VSG的安全并限制了直接电压式虚拟同步控制的发展与应用前景。该文将虚拟电阻与相量限流方法相结合,在保证VSG正常运行频率、电压动态支撑的前提下,提出适用于直接电压式VSG的故障电流限制方法。仿真和实验结果证明了所提出的故障电流限制方法的可行性与有效性。
基于双边界圆限定策略的感应电机预测控制研究

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。因此,提出双边界圆限定策略:设定用于判断电流矢量位置的两个边界圆,当电流矢量处于内边界圆内部时,保持当前的电压矢量不变,从而避免开关状态过早切换,可以进一步降低开关频率。该文以仿真验证了双边界圆策略的可行性,通过实验测试了基于双边界圆限定策略的感应电机闭环调速系统控制性能,并对两种电流谐波限定策略在降低开关频率方面的效果进行了实验对比。实验结果显示,双边界圆限定策略可以实现感应电机的闭环调速,且能够将开关频率控制在0.6~1.6kHz,比采用单边界圆策略时降低了1kHz。
基于修正优化归并排序的MMC电容均压策略

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电压的变化情况,提出了修正优化归并算法,保证高效的同时,显著改善了均压效果。最后,采用DSP控制器TMS320F28335比较排序算法的执行时间,结果表明优化后运算量显著减小。通过PSCAD/EMTDC搭建451电平MMC仿真模型,验证了优化归并排序均压策略及其修正算法的有效性。
基于Jiles Atherton磁滞理论的直流偏磁下铁心损耗预测

直流偏磁下,变压器励磁电流畸变、损耗显著增加,导致变压器局部过热甚至绝缘老化。为了研究直流偏磁对变压器铁心损耗的影响,该文基于Jiles Atherton(JA)理论提出了一种新的铁心损耗预测方法。首先,在JA静态铁心磁滞模型基础上,依据铁心损耗分离理论,在无偏磁下建立考虑涡流损耗与异常损耗的铁心动态磁滞模型,并对模型中参数进行辨识;其次,采用爱泼斯坦方圈和逆变电源搭建了直流偏磁下磁滞回线测量系统,实测了不同直流偏磁下的磁滞回线,在此基础上获得直流偏磁下铁心动态磁滞模型参数辨识结果;最后分析了直流偏磁对模型参数的影响,并对模型参数中的动态损耗系数进行了拟合,以修正铁心动态磁滞模型,得到直流偏置下铁心损耗预测方法。通过算例的计算结果与实验结果的对比验证了文中所提出方法的正确性。
基于大数据的大容量电力电子系统可靠性研究

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统可靠性研究的新思路,充分借助电力变换装置的海量历史运行数据,引入机器学习、数据挖掘和人工智能等大数据科学的最新理论成果,从数据泛在关系出发开展可靠性研究。论文详细阐述电力电子系统的大数据特征,并总结电力电子系统大数据应用中的若干关键技术。此外,论文从器件-装置-系统等多个层面深入分析大数据处理技术在大容量电力电子系统可靠性研究领域的潜在应用。大数据基本理论和方法的应用将提供一种通过数据关系间接理解原理本质的研究方法论的思维转变,有望为电力电子系统的可靠性研究开辟新途径。
SiC器件在光伏逆变器中的应用与挑战

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、串扰、短路耐受能力、驱动、封装、大功率模块、热交互材料等方面,提出了SiC光伏逆变器的若干关键技术挑战,为下一代光伏逆变器的开发提供了若干研究方向。
基于拟序阻抗的海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障辨识

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响,得到由于故障引起的拟序阻抗表达式。仿真和实验分析结果表明,拟序阻抗对双馈电机定子绕组匝间短路的早期故障辨识具有高灵敏性与高可靠性,为海上双馈电机故障的精确辨识提供技术支撑。
V/v牵引供电所电能质量控制系统非对称补偿设计及综合优化控制

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和装置总成本。补偿功率给定值的综合优化计算能够减少系统损耗,提高装置长期运行能力。将该系统投入运行,对比分析投运前后电能质量参数,验证了所提方法的可行性和有效性。
火电机组直流孤岛系统频率控制分析与系统试验

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稳定性的影响,及相关参数的优化取值范围。研究结论为世界上首次进行的火电直流孤岛运行试验-伊穆直流孤岛特性系统试验提供了坚实理论依据和工作支撑,现场试验结果与理论分析和仿真完全一致。该文提出的研究方法为后续特高压直流工程建设和运行中可能出现的孤岛运行方式的选择奠定了理论基础,为大型火电基地的集中开发和远距离外送提供了一定技术依据。
基于多变量内模结构的循环流化床锅炉床温自抗扰控制

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大控制难题。为此,提出一种应用改进线性自抗扰原理的床温控制方法,用以提高循环流化床锅炉燃烧控制性能。通过引入多变量内模结构,可有效整定扩张状态观测器和反馈控制器参数,进而实现系统整体控制性能的优化。理论分析与仿真验证表明,该方法便于控制参数整定与动态性能分析,不依赖于精确的对象模型,具有良好的负荷适应性和抗干扰能力。
CIGRE 2016未来电力系统及主动配电系统技术新动向

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分布式发电的发展提出展望。
关于新能源发展的技术瓶颈研究

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的角度,研究了新能源高占比导致电网抗扰动能力下降问题;从新能源耐频、耐压能力不足角度,研究了新能源大规模脱网易造成连锁故障风险增加问题;研究了新能源机组产生的次同步谐波易引发次同步振荡问题;然后,研究了新能源消纳问题。最后,提出了新能源与电网协调发展的相关建议。
供需两侧协同优化的电动汽车充放电自动需求响应方法

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。在此基础上,采用条件风险价值为风险计量指标,结合用户心理,建立用户响应意愿自动决策模型,以实现配网内电动汽车充放电的ADR。以某配电系统为例的仿真结果表明,相较于无序充电和基于价格的需求响应,所提方法能够协同优化供需两侧,显著提高需求侧车均年收益;有效平抑供电侧负荷波动及削减负荷峰值。
远洋海岛群综合能量供给系统

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,实现海岛群整体资源的优化配置与可持续发展的远洋海岛群综合能量供给系统,打破了海岛电网孤立发展的格局,将海岛群作为一个整体通过独创性的储电(换电)船舶进行“互联”;然后分析了该系统具有的内涵与特征;提出了构建远洋海岛群综合能量供给系统所需的关键技术,并给出了储电船舶设计与运行分析算例,以期为我国远洋海岛(群)的开发与建设提供参考。
考虑IIDG低电压穿越时的微电网保护

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电流故障分量的相位差来判定故障方向的保护原理。最后,通过PSCAD软件进行了算例仿真,结果证实了所述保护方案的正确性和可靠性。
基于二阶正交配置法的暂态稳定约束最优潮流

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,对光滑问题通常具有指数收敛速率,对非光滑问题所提策略亦可有效改善算法性能。3301节点等5个系统的测试结果表明,较传统隐式梯形法,所提算法在保证精度的前提下,可提高计算效率8倍以上,具有良好的在线应用前景。