mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
微电网孤岛工况下基于四桥臂变流器的不平衡负载分配策略

为实现负载功率的合理分配,微电网中的变流器并联运行时通常采用基于有功功率-频率、无功功率-电压的下垂控制策略。随着系统中不平衡负载的增加,传统的下垂控制策略已不能保证不平衡负载电流的准确分配。为解决上述问题,本文采用三相四桥臂作为微电网变流器拓扑,分析了负载电流不平衡分量的分配机理以及零序环流的产生原因,提出一种基于负序、零序虚拟阻抗的电流均分策略。该策略与正序功率下垂控制结合,通过设置各序的虚拟阻抗以减小线路阻抗对变流器负载电流分配的影响,实现对负序、零序电流的合理分配。最后,通过实验对所提出的并联控制策略进行验证。实验结果表明,在不平衡负载工况下,采用该控制策略的四桥臂变流器并联运行稳定,能够实现对负序、零序电流的准确均分,并有效抑制零序环流。
基于空间矢量和特定消谐脉宽调制的三电平逆变器调制方法

基于三电平高压逆变器中同时应用空间矢量脉宽调制(SVPWM)和特定消谐脉宽调制(SHEPWM)的混合调制方法,即高频时采用SHEPWM,低频时采用异步SVPWM,避免了低频时SHEPWM存储量变大和SVPWM在高频时谐波特性变差大的缺点,充分发挥了二者的优点,使逆变器在整个工作范围内都可以有效抑制低次谐波,得到较好的输出波形。同时为保证切换过程中电流和电压没有跳变,提出了一种使得二者之间平滑切换的方法。最后,采用PSIM对基于SHEPWM和SVPWM的混合调制方法进行了仿真研究,并在实际NPC三电平逆变器控制平台上进行了实验,对所做的理论分析进行了验证。
绝缘纸中水分扩散及其对绝缘纸机械性能影响的仿真研究

利用分子动力学方法绝缘纸中水分的扩散其及影响因素和水分对绝缘纸的机械性能时行了研究。模拟结果表明,不同水分含量的扩散系数受水分与纤维素的相互作用、相对自由体积共同影响。水分的扩散系数与水分和纤维素的相互作用及每个水分子与纤维素形成的氢键数表现出了极强的相关性,而与相对自由体积的相关性并不强。水分的加入使纤维素材料的机械性能在逐步的下降,而塑性增加。随着水分含量的增加,纤维素内聚能密度和溶解度参数均在减小,与纤维素的力学参数的变化规律相似。通过对链间距的分析发现,随着水分的增加,链间距在增大,表明水分弱化了纤维素分子间作用,从而导致了纤维素材料整体的机械性能的下降。
双馈风电机组轴系扭振的稳定与控制

在侧重研究双馈风电机组与电网的动态作用时,双馈风电机组轴系可用等效两质量块模型表示。在外界扰动下,轴系动态以振荡方式呈现,并反映在输出功率上,由于这一振荡频率接近电力系统低频振荡,因此会对同步机组的功角稳定产生影响;不仅如此,轴系振荡还会影响双馈风电机组自身的稳定性以及使用寿命。本文首先采用小信号分析方法,对有功控制回路进行电气阻尼特性分析,得出双馈风电机组在最大功率跟踪控制下的负电气阻尼特性,不利于轴系稳定;随后,提出一种轴系镇定器,包含电气阻尼和电气刚度两个回路,增加电气阻尼可以使轴系振荡得到有效抑制,对双馈风电机组和电力系统的稳定有利;增加电气刚度,等效加强了轴系的耦合强度,可有效抑制转速振荡的幅值,有益于延长机组寿命。
全桥LLC变换器短路电流控制方法(I)--理论分析

短路限流问题是目前LLC变换器的研究难点之一。基于相平面分析法,本文详细推导了全桥LLC谐振变换器的相平面轨迹,分析了变换器在短路下相平面轨迹的特点,提出了两种适合于全桥LLC变换器限制短路电流的开关管控制方法。两种方法分别采用了基于移相的升频和降频方案,通过设计状态变量的相平面轨迹,可将短路输出电流限制在所需值,同时仍然保证了开关管的ZVS软开关。理论分析表明,相比传统方案,本文提出方法具有更好的短路电流限流效果。
风力机组叶片覆冰数值模拟及其气动载荷特性研究

大规模的风电基地接入电网后,风力机组叶片覆冰造成的能量损失、机组的非计划停机,给电力系统调度运行带来巨大风险,严重影响了电网的安全稳定运行。本文根据k-ε模型计算了叶片周围的空气流场,采用拉格朗日法计算了过冷水滴运动轨迹得到风力机组叶片表面各个控制体的局部撞击系数,利用质量平衡和能量平衡方程求解控制体的覆冰质量,结合覆冰时间推进法模拟了叶片覆冰过程。验证结果表明,本文叶片冰型计算结果可为叶片覆冰提供有效预测。最后,构建了3维叶片覆冰模型,采用FLUENT计算了不同类型覆冰的厚度对发电机组转矩和功率损失的影响,仿真发现,雾凇覆冰对转矩和功率损失的影响小;雨凇覆冰使发电机组转矩下降大,造成功率损失大。结论表明,本文对电网的安全、稳定、高效运行具有重要意义。
复合热稳定剂对绝缘纸协同抗老化效应的分子模拟研究

为了从微观层面探究热稳定剂的复合添加对绝缘纸协同抗热老化特性的影响机理,以双氰胺、三聚氰胺为热稳定剂研究对象,对老化过程中的热稳定剂、β-D-吡喃葡萄糖分子、水分子和小分子酸等进行了量子化学计算,利用前线轨道理论考察了不同分子之间的化学反应活性。此外,采用分子动力学模拟软件,搭建了未添加、单一添加和复合添加热稳定剂的四种纤维素含水含酸模型,从纤维素与水分子、蚁酸分子的氢键结合数、相互作用能这两个方面考察了不同改性体系的差异及抗老化性能差异的机理。结果表明:热稳定剂分子与水分子、小分子酸的化学反应活性要强于β-D-吡喃葡萄糖分子与这些物质的反应活性;两种热稳定剂分子分别与水分子、小分子酸的反应活性存在差异,复合添加可以集中二者的优势,起到协同延缓绝缘纸老化的效果;双氰胺与三聚氰胺的复合添加在降低纤维素分子对水分子、蚁酸分子的吸附能力上存在协同作用。
电磁混合式消弧线圈的全补偿故障消弧原理及其柔性控制策略

随着非线性负荷和电力电子设备等的大量使用,接地故障电流中的有功和谐波分量大幅增加,仅补偿了无功电流后的残流足以维持电弧,易导致过电压及事故进一步发展。本文提出了基于磁控电抗器(MCR)和有源补偿器(APC)的电磁混合式消弧线圏(EHPC),并详细论述了其两种运行状态和全补偿故障消弧原理。分析了扫频法测量对地电容的影响因素,并提出改进措施。理论推导了中性点位移电压、故障相电压和线路零序电流与接地故障电流各分量之间的关系,提出了针对接地故障电流无功、有功和谐波分量的解耦补偿和柔性控制策略。经仿真分析和实验平台验证,接地故障电流能够得到快速有效的全补偿,达到电流和电压双重消弧,表明了本文所述原理和控制策略的正确性和可行性。
不平衡电网电压下基于滑模变结构控制的双馈风电系统网侧变流器控制策略

在两相静止坐标系(αβ)下,提出了一种基于滑模变结构的双馈风电系统网侧变流器控制策略,该控制策略采用双环结构,内环为功率环,采用基于滑模变结构的直接功率控制方法,控制结构简单,动态性能良好;外环采用滑模变结构控制来稳定直流电压,动态响应快、鲁棒性强;通过分析不平衡电网电压下网侧变流器的数学模型,证明了本控制策略无需改变系统控制结构,仅需改变功率给定量即可实现网侧变换器不平衡电网电压下的各种控制目标。仿真和实验均表明基于滑模变结构的双环控制策略可在电网电压不平衡条件下实现双馈风电系统网侧变流器的有效控制,并可兼顾系统的稳态和动态性能指标。
变流器单边可控下开绕组永磁同步发电机的控制技术

为改善开绕组永磁同步发电机控制系统的复杂性,本文提出一种不控整流器与可控变流器集成的新型拓扑结构及其优化控制策略。通过建立开绕组永磁同步发电机数学模型,深入分析了变流器单边可控下开绕组永磁同步发电机系统的电压空间矢量分配机制。通过分析电流矢量对不控整流器交流侧电压矢量的影响,研究了两侧直流母线电压相同情况下的系统电压空间矢量调制范围,并根据最大线性调制度的要求确定了单位功率因数控制作为所研系统的最优控制策略。最后,通过搭建开绕组永磁同步发电机实验平台,验证了所提出控制策略的正确性和可行性。
具有快动态响应和低输出电压纹波的二次型Boost PFC变换器

为了提高功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)变换器对负载变化的动态响应性能,同时消除输出电压二倍工频纹波,本文将二次型Boost变换器应用于PFC变换器中,并分析了其工作原理。根据主电路电感的工作模式,可以将二次型Boost PFC变换器的工作区域划分为四个区域:CCM-CCM、CCM-DCM、DCM-CCM和DCM-DCM,本论文重点研究了二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的输出电压纹波特性及其动态性能。研究结果表明,与传统DCM Boost PFC变换器相比,二次型DCM-DCM Boost PFC变换器可消除输出电压的二倍工频纹波,降低输入电感电流峰值,且提高了负载动态响应速度,极大地降低了输出电压超调量与跌落量。最后,通过实验结果验证了理论分析的正确性。
基于小波分析的MSMA振动传感器信号处理与故障检测

基于磁控形状记忆合金(MSMA)逆特性制作的振动传感器,其输出的感应电压存在较大的干扰,需要对感应信号进行数字滤波以提取有效数据。本文在小波分析滤波原理基础上,采用db5小波数字滤波算法,将不同频段的感应电压信号进行软阈值滤波,并通过小波分解MSMA振动传感器的感应信号进行故障检测。由信号处理结果可以看出小波分析具有理想的滤波效果,可用于MSMA振动传感器的信号处理与故障检测。
大型风力发电机偏航系统控制策略研究现状及展望

偏航系统控制策略直接决定着风力发电系统的经济效益。本文在介绍偏航系统工作原理的基础上,把风力发电机偏航系统控制策略分为重启对风策略和执行对风策略,并分别评述了研究现状。分析结果表明当前业界的研究热点主要集中于偏航系统执行对风策略方面,偏航系统重启对风策略新的研究开展较少。文中在量化分析偏航系统实际运行数据、风电场风速风向实测数据及风电机组功率曲线的基础上,指出传统的偏航系统重启对风策略存在过多将偏航系统寿命消耗在低风速区的不足,影响了偏航系统寿命周期综合经济效益;偏航系统重启对风策略制定需综合考虑风电场实际风能特征、风电机组发电功率特征等因素,研究能实现偏航系统动作寿命的高效利用的新型重启对风策略具有重要的价值,值得关注。
基于SVD滤波技术与快速四阶累积量E SPRIT算法的异步电动机转子断条故障检测新方法

提出了一种基于奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)滤波和快速四阶累积量(Speedy Fourth-Order Cumulants, SFOC)旋转不变信号参数估计技术(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique, ESPRIT)的异步电动机转子断条故障检测方法。SVD滤波方法可以理想地滤除电机定子电流信号的基频分量与背景噪声,从而凸显转子断条故障特征频率分量;四阶累积量ESPRIT方法可以有效减少噪声干扰、扩展信号阵元并以高频率分辨力提取定子电流信号中的转子断条故障特征频率分量;特别是,将二者结合即可在短时采样信号条件下以高频率分辨力提取转子断条故障特征频率分量。为了改善四阶累积量ESPRIT方法的快速性,提出了精简算法以消除均匀线阵的DOA (direction of arrival)估计中的大量冗余数据,从而大幅减小计算量。转子断条故障检测实验表明:基于SVD和SFOC-ESPRIT的异步电动机转子断条故障检测方法效果良好。
α-β坐标系下瞬时无功功率的笼型异步电机转子故障诊断

根据α-β两相静止坐标下的瞬时无功功率理论,推导出笼型异步电动机定子瞬时无功功率在正常状态、转子断条故障、转子偏心故障、以及两者的复合故障状态下的表达式,并提取出不易被基频淹没、易于辨识的故障特征频率,以此达到诊断电机的目的。同时,转子复合状态下的故障特征频率得到有效分离。最后,利用双Hilbert变换,滤除瞬时无功功率频谱中的直流成分,更好地突出故障特征分量。实验采集定子三相电压电流,经过坐标变换,运用两相静止坐标系瞬时无功功率理论得到瞬时无功功率,进行频谱分析,验证了此法对电机转子各种故障诊断的准确性。
基于开关电容网络并联的单开关升压变换器

在新能源并网发电系统中,传统Boost变换器存在升压能力有限、纹波大、效率低等问题,为此,本文提出了一种基于开关电容网络并联的单开关升压变换器。详细分析了该变换器在CCM模式下的工作原理和工作性能,并搭建了实验模型,实验结果表明:①在不增加开关器件电压应力的情况下,随着并联的开关电容开关电容网络个数的增加,变换器的升压能力逐渐增强;②输入电流和输出电压纹波小;③变换器中只有一个开关管,控制电路简单;④输入电源的位置具有随意性。
对转永磁同步电机直接转矩控制

针对对转永磁同步电机在双边转子负载不平衡情况下运行时易出现双转子失步的问题,本文在分析对转永磁同步电机数学模型和空间磁链矢量关系的基础上,提出一种基于转矩角的双转子直接转矩控制策略。所述方法以转矩角控制为出发点,在双边转子负载不平衡时,通过观测双边转子转矩角并加以限制,实时调节定子磁链位置,控制转矩角在限定范围内,实现对双边转子转矩的分时调控。仿真与实验结果表明,本文提出的控制策略能保持双边转子转速同步跟踪给定转速,有效防止系统受到不平衡负载扰动时出现双边转子失步的现象。
新型永磁型磁通切换型磁阻电机齿槽转矩机理分析和解析分析模型

永磁型磁通切换型磁阻电机(PMFSM)是一种新型定子永磁型双凸极磁阻电机,具有励磁损耗低和效率高的特点。PMFSM独特的双凸极结构和固定的定转子齿数配合使其齿槽转矩问题较传统永磁电机更加突出。针对目前对PMFSM齿槽转矩研究的不足,本文对比分析了PMFSM与传统永磁电机齿槽转矩机理特点和不同,建立了一套适合于PMFSM齿槽转矩解析分析方法,据此建立了与电机结构参数直接相关的PMFSM齿槽转矩解析模型,对削弱PMFSM的齿槽转矩具有重要的实际工程指导意义。
新型双层Halbach永磁阵列的解析分析

提出了一种新型双层Halbach永磁阵列,该阵列结构简单、易于优化,可以得到很高的气隙磁通密度正弦度。设计了一台高速无槽永磁同步电机,运用标量磁位法对双层Halbach永磁阵列在电机气隙中产生的磁场进行了解析分析,得到了气隙磁通密度的数学表达式,并进一步得到了电机空载反电动势。分析表明,优化后的气隙磁通密度的谐波畸变率仅为0.5%,反电动势中的谐波含量也非常小。制造了一台样机并进行了实验研究,通过解析、仿真与实验结果的对比,验证了解析方法的正确性。
特高压直流输电线路屏蔽环三维有限元电场计算方法与策略

论述了大空间中计算小电极表面电场强度的方法;阐述了计算结果绝对数值的低准确性与不可靠性,及获得相对结果的必要性与工程实用性;给出了一种"新""旧"结构场强比较策略,以利用电场数值计算提供有价值的实用结果,解决实际工程问题。针对特高压直流输电试验线路电压等级提升需要,采用获得相对结果的策略,利用ANSYS软件与边界条件修正方法,对管母线和耐张塔处屏蔽环的电场进行计算,给出了可以满足电压提升要求的屏蔽环结构。
开绕组永磁同步发电机的容错控制

为实现开绕组永磁同步发电机(PMSG)在变流器故障下的容错运行,本文通过分析开绕组PMSG系统变流器存在的故障类型,建立容错故障状态下开绕组PMSG的数学模型,通过研究不同故障状态下两个变流器的电压矢量分布,给出了开绕组PMSG变流器容错运行所需的电压空间矢量分配机制,进而提出每种故障状态下的开绕组PMSG控制策略。最后通过搭建的开绕组永磁电机实验平台,验证了所提出容错运行方案的可行性。
基于近似熵的磁刺激穴位脑功能网络构建与分析

针灸是基于传统中医的理论,经临床实践已证明其疗效,然而其作用机制仍不清楚。磁刺激穴位为研究针灸理论提供了一种新的方法。基于图论的复杂网络的构建和分析方法可以帮助研究脑功能网络的拓扑结构和理解大脑的工作机制。在该研究中,通过磁刺激内关穴(PC6)采集EEG信号;运用非线性动力学方法(近似熵)和复杂网络理论,基于磁刺激内关穴的脑电信号构建脑功能网络并对脑功能网络进行分析;对比分析了安静和磁刺激两种状态下的脑功能网络的拓扑性质。实验结果表明,基于刺激内关穴构建的脑功能网络,其拓扑结构发生了改变,网络连接增强,信息传输效率提高,并且"小世界"属性增强。
铁磁平板脉冲涡流场感应电压时域近似式

脉冲涡流检测是一种电磁无损检测技术,利用涡流场感应电压的瞬态响应信号对铁磁平板厚度进行检测。本文在已有平板导体脉冲涡流场感应电压时域解析式的基础上,利用铁磁材料相对磁导率远大于1的条件,比较解析式中各变量的量级大小,结合铁磁平板内脉冲涡流的扩散过程,将铁磁平板脉冲涡流场感应电压的时域表达式分前期、后期两段近似化简,得到两个简单形式的近似表达式。经坐标变换,将前期、后期两段感应电压曲线分别在双对数坐标和半对数坐标下用一段直线近似表示。从理论计算和实验两方面验证了感应电压近似表达式的正确性。
γ-叔丁基过氧丙基三甲氧基硅烷的制备及表征

以过氧化氢叔丁醇和3-氯丙基三甲氧基硅烷为原料,以三氯化铁为催化剂在甲苯溶剂中首次了合成γ-叔丁基过氧丙基三甲氧基硅烷。利用红外吸收光谱、~1H核磁共振谱以及质谱对产物表征,确定其结构。通过研究催化剂种类、反应物配比、反应时间以及反应温度等因素对合成反应的影响,探讨出实验最佳方案为:反应时间8h,反应温度40℃,n(过氧化氢叔丁醇)∶n(3-氯丙基三甲氧基硅烷)=1.2∶1,催化剂用量为3-氯丙基三甲氧基硅烷质量的1.5%。在此条件下,产物产率最高为42%。
静电层层自组装改性SPPESK/PWA质子交换膜

运用直接掺杂法制备的磺化聚芳醚砜酮/磷钨酸(SPPESK/PWA)复合质子交换膜存在PWA流失严重的问题,影响了膜的正常使用。为了解决这一问题,以壳聚糖(CS)和PWA为聚阴阳离子电解质对,对复合膜进行静电层层(LBL)自组装改性研究,对膜的吸水率、溶胀度、质子传导率等性能进行了表征,并测试了膜中PWA的稳定性。经测定,SPPESK/PWA/(CS/PWA)_2的质子传导率达到154mS/cm(80℃),高于相应的SPPESK膜(118mS/cm)及SPPESK/PWA膜(147mS/cm);SPPESK/PWA/(CS/PWA)_4在80℃水中浸泡30天后,膜的质量损失率由18.45%降为11.81%,电导率损失率由32.20%降为16.77%。结果表明,该方法不仅提高了复合膜的质子传导率,并且有效抑制了PWA的流失。
不同复极性粒子电极的制备及电催化氧化效能

分别以高阻抗的瓷环粒子、陶瓷粒子、陶土粒子及黏土粒子为载体,负载Sb掺杂SnO_2活性催化组分制备粒子电极,并通过SEM、EDS、XRD等表征手段对其形貌及结构进行研究,筛选出瓷环粒子、陶土粒子。并以农药氧化乐果为目标物,对所筛选的粒子电极进行电催化氧化效能的对比研究。结果表明,负载Sb掺杂SnO_2的瓷环粒子电极表面积相对较大,具有丰富的孔结构,且具有一定的导电性。在所构建的三维电极体系中处理COD为900mg/L左右的氧化乐果废水,当支持电解质无水Na_2SO_4浓度为0.1mol/L、激发槽电压为13V时,处理120min后,在瓷环粒子三维电极体系中废水COD去除率比陶土粒子三维电极体系高9.58%,比二维电极体系高25.7%;相应的能耗分别低2.9kW?h/kg(COD)和7.9kW?h/kg(COD)。
乙醇-水体系分离提纯过程新技术的研究

首先拟合了Aspen Plus中乙醇-水的二元交互参数,使其计算结果更符合实际。其次通过分析乙醇-水精馏二塔(C31103)与新型吸附系统工艺流程,计算了C31103与吸附系统的主要能耗,得到了二者关于C31103塔顶采出中乙醇质量分数x_D的关系式。并计算得到淡酒量和塔顶采出量关于x_D的关系式。运用Aspen Plus软件对C31103进行稳态优化,计算出x_D在0.945~0.88之间时的能耗与x_D的关系,确定最适宜x_D为0.9~0.92,并通过模拟得到各x_D下的淡酒量和塔顶采出量等结果,比较淡酒量的计算结果和模拟结果,得到相对误差小于4%,证实了能耗模型的准确性。
钢板加固箱型混凝土梁受弯性能研究

为研究钢板加固箱型混凝土梁的受弯性能及其影响因素,对8根不同混凝土强度、配筋率、钢板加固量、U型箍间距的箱型混凝土梁进行了受弯试验。结果表明:钢板加固能够很好地改善梁的受弯性能,未加固的箱型混凝土梁表现为超筋梁破坏现象,加固的箱型混凝土梁表现为受压区混凝土被压碎,受拉钢筋及钢板达到屈服且未发生钢板与混凝土剥离破坏现象;钢板加固使箱型混凝土梁的屈服荷载提高了45%~143%,使极限荷载提高了74%~183%,提高幅度明显;钢板加固属于被动加固,故对梁的开裂荷载影响不大;钢板加固箱型混凝土梁可以使刚度得到显著提高;箱型混凝土梁的屈服荷载、极限荷载、刚度均随着混凝土强度、配筋率、加固量、U形箍间距的增加而增加;钢筋屈服以后,钢板限制了钢筋应变,充分利用了加固材料,加固效果很好。
基于势能法的微线段齿轮啮合刚度模型研究

基于势能法建立了微线段齿轮啮合刚度计算模型。通过与有限元分析(FEA)方法的对比,证明了势能法与有限元方法趋势吻合,验证了此模型的正确性;且结果表明,势能法计算可精确到微线段齿轮的设计精度,避免了有限元方法计算中各类网格参数设置的繁琐过程及其引起的精度误差。本文利用该模型对微线段齿轮单齿和一对齿轮啮合刚度进行了计算,研究了微线段齿轮的单齿及综合啮合刚度。结果表明:微线段齿轮由于其压力角从齿顶到齿根先增大后减小,单齿刚度在轮齿节圆处出现最小值;靠近齿根处的刚度值增大较快;综合啮合刚度分析结果与有限元分析结果趋势吻合,证明了该方法的正确性。该模型为微线段齿轮刚度计算提供了一种更简便的理论计算方法,也为微线段齿轮动力学方面的研究提供了一定条件。
被动围压下混凝土的动态力学性能研究

本文以被动围压下混凝土分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar, 简称SHPB)试验为基础,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了钢质套管约束下混凝土SHPB试验的数值模型,通过对比分析20组不同围压、不同应变率下混凝土的动态力学性能,得到了围压和应变率对混凝土破坏形态、应力-应变曲线、极限强度、峰值应变等的影响规律。结果表明:随着应变率的增大,混凝土的破坏形态逐渐从劈裂破坏转变为压碎破坏,且围压越大,混凝土的强度发挥得越充分;当应变率从0 s–1增大到126.47 s–1时,无围压状态下混凝土的动态强度增长因子和动态应变增长因子分别提高到2.74和1.95,被动围压下动态强度增长因子和动态应变增长因子分别提高到1.93和1.39;在围压为0MPa~6.93MPa的范围内,混凝土动态极限强度随围压增大而提高的幅度是有限的,且在围压为4MPa左右时趋于稳定,而混凝土的围压应变增长因子随围压的增大基本呈线性提高。
高面板堆石坝抗震安全评价标准与极限抗震能力研究

针对强震区高面板堆石坝的特点,提出了基于稳定、变形、面板防渗体系安全的高面板坝抗震安全评价和极限抗震能力分析方法,并建议了坝坡抗震稳定、坝体局部动力稳定、坝体地震残余变形、面板防渗体系的抗震安全评价标准。对坝高超过250 m的某高面板堆石坝进行了极限抗震能力分析,根据坝坡稳定性、地震残余变形、单元抗震安全性、面板防渗体系抗震安全性等多角度的评价结果,初步认为,该高面板堆石坝的极限抗震能力为0.50g~0.55g。
高拱坝超载破坏过程的第一主应力统计分析

利用ANSYS软件对某高拱坝超载过程进行超载数值计算,得到拱坝的超载破坏过程。先对超载过程单元第一主应力进行统计分析;再计算每次超载时每个单元第一主应力大小的变化率,统计单元第一主应力变化率在超载过程中的变化规律;最后结合数值计算及地质力学模型试验成果分析单元主应力变化规律所对应的承载力状态。研究发现:当结构达到极限承载力时,其第一主应力相对频数分布有较为明显的集中现象;在结构超载初期,单元第一主应力变化率较大的单元,在单元中所占百分率比例较高,单元第一主应力增长较快;随着荷载的逐渐增大,单元第一主应力增长变缓。当结构达到极限承载力时,单元第一主应力变化率较小的单元在单元中百分率所占比例较高。单元第一主应力变化率越分散,表明结构仍有较大的超载能力;变化率越集中,表明结构越接近超载极限。利用此规律可以较准确地确定高拱坝的极限承载力。
反应谱衰减系数变化对高土石坝地震响应的影响

标准反应谱曲线下降段系数γ是水工建筑物地震响应至关重要的参数。针对高土石坝的标准反应谱衰减系数的取值问题,采用三维有限元分析方法,以美国开展的"下一代的地震衰减关系(NGA)"研究中Abrahamson-Silva 2007衰减关系为参考依据,定量分析标准反应谱下降段衰减系数变化对高土石坝地震响应的影响,并探讨适合高土石坝的衰减系数取值。结果表明:对于高度超过200 m土石坝,其规范化的标准反应谱下降段的衰减系数γ取0.7比0.9更为合适。
三轴循环荷载下页岩变形及破坏特征试验研究

前期工作已经研究了含裂隙页岩在单轴循环荷载下的变形及破裂特征,为进一步认清围压与循环荷载耦合作用下的变形及破坏特征,利用MTS815.03岩石刚性压力机展开了对含裂隙页岩的三轴循环加卸载试验研究。试验结果表明:在三轴循环荷载下,含裂隙页岩的破坏形式主要为混合破坏,呈现出拉剪贯通模式;随围压逐渐增大,页岩的峰值强度呈线性增大,完整页岩经11周加卸载循环后,峰值强度增大9.98%~25.03%;而含裂隙页岩经15周加卸载循环后,峰值强度增大1.47%~6.98%;含裂隙页岩在同一循环内的弹性模量大于变形模量,卸载弹性模量大于加载弹性模量,卸载变形模量大于加载变形模量,并且损伤面积系数F越大,卸载弹性模量与加载弹性模量的差值也越大;随循环加卸载次数逐渐增加,加载变形模量与卸载变形模量呈先增大后单调减小的规律,加载弹性模量与卸载弹性模量表现出先增大,后逐渐呈"波浪式"减小的规律,剧烈波动的弹性模量是内部结构不断发生局部调整的有效证据。该研究为揭示在围压与循环荷载耦合作用下含裂隙页岩破坏形成复杂裂缝网的发展机理提供了有益参考。
考虑潜水的三维地下水流半解析数值方法

现有地下水半解析数值方法不能应用于潜水含水层的地下水流问题。为此,基于Neuman模型提出了潜水非稳定流的半解析数值求解格式,利用伽辽金法与正交解析函数族推导了解耦形式的加权余量方程式。在编制Fortran计算程序实现数值求解的基础上,利用已有解析解验证了方法及程序的正确性,计算结果很好地反映了潜水完整井流具有的三维流动特性及潜水面滞后反应效应,而且当忽略给水度时,该方法可以退化为针对承压含水系统的已有成果。数值算例表明,半解析数值方法适用于模拟包括潜水含水层、承压含水层及弱透水层的多层结构含水层系统的地下水流问题,能够为可概化成层状含水系统的地下水开采及地面沉降等问题中三维水流模型的高效计算提供途径。
循环荷载作用下饱和砂砾土的破坏机理与动强度

不同研究者对砂砾土动强度影响因素的认识存在相互冲突之处。针对含砾量、相对密度、初始有效固结应力和固结比4个主要因素,对10组不同含砾量的饱和砂砾土开展了系列循环三轴试验,提出了砂砾土破坏评价准则;引入二元聚集模型,研究了饱和砂砾土的不排水动力特性及其动强度的量化方法。研究结果表明:不同试验条件下砂砾土存在两类破坏机理,即均等固结条件下表现为达到零有效应力状态的循环液化,非均等固结条件下表现为过大累积轴向变形的循环失效;引入砂砾土骨架结构孔隙比概念,砂砾土动强度CRR随砂砾土骨架结构孔隙比的增大而降低,且其降低趋势呈良好的指数函数关系。
改进Back Propagation神经网络预测麻纤维/UP复合材料的界面性能

为研究麻纤维化学成分对其增强复合材料界面性能的影响, 选取麻纤维纤维素、半纤维素、果胶、木质素、水溶物、脂蜡质成分含量及回潮率作为影响因素, 以麻纤维/不饱和聚酯树脂(UP)复合材料界面性能作为影响结果, 构建Back Propagation (BP)神经网络的训练样本。首先, 利用灰关联分析法对影响麻纤维/UP复合材料界面性能的因素进行关联度计算; 其次, 按照影响程度的大小进行排序, 建立3层BP神经网络模型进行迭代训练; 最后, 预测麻纤维化学成分含量对麻纤维/UP复合材料界面性能的影响。预测结果表明: 学习结束后模型的输出比较接近实测值, 说明BP神经网络具有很强的学习能力, 同时也证明了将BP神经网络用于麻纤维/UP复合材料界面剪切力预测的可行性;灰关联与BP神经网络联用后预测精度得到大大提高, 预测误差最大可减小83.28%。
碳纤维网络增强环氧树脂基复合材料的制备与表征

为提高碳纤维/环氧树脂复合材料的刚性和热尺寸稳定性, 首先利用短切碳纤维制备了碳纤维网络增强体(CFNR), 并将其与环氧树脂复合制备了CFNR/环氧树脂新型复合材料。然后, 分别利用扫描电镜和热机械分析仪对CFNR/环氧树脂复合材料的微观结构和热力学性能进行了表征。结果表明:CFNR/环氧树脂复合材料中有明显的网络节点, 即碳质粘结点;CFNR/环氧树脂复合材料具有较好的导电性、较高的刚性和较低的热膨胀性, 其弹性模量分别为常规短切碳纤维/环氧树脂复合材料及纯环氧树脂的3倍和6倍, 平均热膨胀系数(60~200 ℃)分别为常规短切碳纤维/环氧树脂复合材料的1/15及纯环氧树脂的1/40;随着温度升高, CFNR/环氧树脂复合材料、常规短切碳纤维/环氧树脂复合材料及纯环氧树脂的弹性模量均因环氧树脂变软而降低, 当温度高于80 ℃时, CFNR/环氧树脂复合材料的弹性模量分别约为常规短切碳纤维/环氧树脂复合材料的7倍和纯环氧树脂的近70倍。研究结论可以为开发高刚性、低膨胀聚合物基复合材料提供实验依据和理论指导。
一种高精度宽带幅相控制多功能MMIC

利用0.15 μm GaAs E/D PHEMT工艺研制了一款C-X波段多功能MMIC芯片,集成了2个驱动放大器、1个6位数控移相器、1个6位数控衰减器、4个单刀双掷开关、数字驱动器、均衡器和增益调节电路。其中移相器基于新颖的"非折叠式"兰格耦合器、改进的反射型负载,具有移相精度高、插入损耗小等优点,并内部集成对应的数字逻辑驱动电路,简化使用。多功能芯片测试结果表明:工作频带内移相误差均方根值(RMS)在发射和接收模式下均小于3°,所有移相态增益变化RMS小于0.3 dB;衰减误差RMS小于0.5 dB,附加调相从-4°~+6°。发射支路增益大于4 dB,输出P_(1 dB)大于12 dBm;接收支路增益大于3 dB,输出P_(1dB)大于10 dBm。
融冰绝缘地线架设对变电站接地网的安全影响分析

为对地线进行直流融冰,地线进行了融冰绝缘化改造。地线绝缘化改造将会影响短路电流在变电站地网和地线中的分配,从而影响变电站接地网的安全。利用ATP-EMTP软件建立地线融冰绝缘化改造的变电站短路模型,研究了融冰绝缘地线架设对变电站地网安全的影响,并提出改进地网安全的措施。研究结果表明:融冰绝缘架设地线将会导致变电站地网分流系数增大,从而影响变电站的接地安全;融冰绝缘架设地线的地网分流系数变化主要受变电站接地电阻和输电线路进出回路数影响;对于地网分流系数设计小于50%的变电站,应重新校验地线绝缘化后的跨步电压和接触电压;变电站附近杆塔的地线接地可有效提高变电站地网安全性能,最佳接地杆塔基数为6~8基。
基于复杂网络理论的电力通信网拓扑脆弱性分析及对策

为辨识电力通信网的结构脆弱性并提出针对性的保护措施,基于复杂网络理论,分别对华中5省1市的电力通信网进行建模、拓扑统计特性分析,并从连通性和网络效率2个角度进行了脆弱性评估,指出各省市电力通信网具有无标度网络的特点:在随机攻击下具有较强的鲁棒性,在蓄意攻击下十分脆弱。在此基础上,提出了高度数节点保护策略和低度数节点加边策略以改善电力通信网的结构脆弱性。将上述策略应用于华中各省市电力通信网,取得了较好效果,从而证实了该策略的有效性。
接地极线路短路故障快速识别及故障测距研究

直流接地极线路是从换流站的中性母线处引出,通过架设双导线并联的接地极引线连接到极址处,其极址电阻很小。从中性母线向接地极线路视入,接地极线路就是一个确定的多导体传输线(multiconductor transmission lines,MTL)系统,且其起端电压和起端电流可测,而基于反射原理的测距装置往往出现未能对接地极线路瞬时性故障进行及时捕捉、准确测距的情况。基于此,提出一种利用“构造方向电流”来快速判断接地极线故障,并选出故障接地极线的方法。对故障前数据进行小波变换,选其含有直流分量的小波系数来获取直流分量,实现极址电阻在线准确计算和监测。在接地极线故障正确选线和极址电阻准确计算的基础上,提出了基于p型等效线路模型的谐波分量阻抗测距方法。仿真和现场实测数据表明,该测距算法对于接地极线路近端故障有很高的测距精度。
基于S变换的输电线路故障快速选相方法

传统选相方法无法满足超高速暂态量保护的要求,基于分析输电线路在不同故障类型下的模量特征以及两相接地故障下的三相电流波形特征,提出了一种新的输电线路故障快速选相方法。利用S变换提取各模分量在特定时间下的单一频率模相量,根据各模相量之间的关系确定故障类型;对于两相接地故障,则利用相电流积分区别故障相与非故障相。PSCAD仿真结果表明该方法能快速准确地选出故障相,不受故障位置、故障初始角和故障电阻等因素的影响。
考虑电压测量误差的故障概率定位方法

考虑到现有基于暂降信息的故障定位方法无法适应存在测量误差的情况,提出将传统故障点定位问题转化为故障概率分布峰值提取问题。由于当电压测量值含误差时无法直接根据解的实虚部范围排除非故障线路,提出可能故障线路逐次筛选方法以减少蒙特卡罗仿真次数;确定可能故障区间,并基于区间划分的方法计算测量值序列对各小段的置信度,得到可能故障区间的故障概率分布曲线,概率取得峰值处为最可能故障位置。利用故障定位结果可进一步评估未监测节点电压暂降。在10节点系统进行仿真,验证了文中故障概率定位方法的正确性和优越性。
基于电压序量变化量的超高压混合线路故障测距方法

超高压混合输电线路电缆区段及架空线区段线路参数不同,因此均匀线路测距方法无法使用。针对混合线路参数特征,提出了基于电压序量变化量的超高压混合线路故障测距方法。首先研究了混合线路沿线电压序量的快速计算方法。然后针对超高压架空线-电缆混合线路中的不对称故障,提出采用沿线负序电压幅值比较的故障位置定位方法;针对其对称故障,提出采用沿线正序电压变化量幅值比较的故障位置定位方法。EMTDC仿真表明所提算法计算速度快、测距精度高,不要求双端电气量同步,不受过渡电阻影响,且不存在伪根识别问题。
面向私人电动汽车的城市公共充电网络运营服务能力评估方法与仿真研究

针对城市公共充电网络运营服务能力能否满足私人电动汽车充电需求的问题,提出一种整体性仿真评估方法。首先确定影响因素,基于私人电动汽车在公共场所的充电需求、充电设施配置情况、充电设施覆盖半径等多种因素建立充电网络运营服务能力评估模型。其次根据城市电动汽车用户充电行为规律、出行规律分别进行快充、慢充的充电时间分布仿真。进而基于电动汽车及充电设施的数据进行计算,得出电动汽车充电网络一天内各小时的运营服务能力。基于此评估方法,以北京作为样本城市,获取北京公共充电设施数量、私人电动汽车数量进行计算,得到目前北京市区内公共充电网络运营服务能力,给出了充电设施建设缺口。最后建议北京的公共充电网络增加建设1.3倍的公共充电设施。
基于过程回声状态网络的电力用户用电模式分类研究

电力时序数据的分类问题是数据挖掘领域中的一个研究热点。对电力用户模式分类可以帮助电网企业分析用户用电特性,实现差异化营销。在回声状态神经网络(echo state network,ESN)基础上引入过程神经元,提出一种用于电力时序数据分类的新型神经网络——过程回声状态网络(process echo state network,PESN)。该网络通过对连接权重进行函数化,实现函数域到实数域的映射。并针对权函数难以训练学习的问题,提出利用基函数的展开形式来逼近权函数的学习算法,从而将回声状态神经网络从时序预测领域进一步扩展到时序分类领域中。仿真实验结果证明,与传统时间序列分类算法相比,过程回声状态网络在用电模式分类实验中表现出了更好的效果。
交通特性在电动汽车并网研究中的考虑

电动汽车是可充放电电池和汽车的综合体,具备电池特性和交通特性。交通特性是电动汽车及其配套设施为满足用户出行需要和交通网络约束而具备的一系列性质的综合描述。电动汽车的首要用途是满足用户的出行需要,忽略交通特性的研究没有实际意义。电动汽车并网研究中,负荷预测、充电设施规划和充电控制策略,都需要考虑电动汽车的交通特性,尤其是电动汽车充电行为特性。此外,负荷预测还需要考虑电动汽车数量变化特性,充电设施规划还要考虑交通网络结构的影响。分析了电动汽车的交通特性,分别介绍了负荷预测、充电设施规划和控制策略研究中对交通特性的考虑方法,并对未来交通特性相关的研究重点进行了预测。
多目标分层分区的电动汽车有序充放电优化控制

为解决住宅小区、充电站内充电设施无法同时为多辆电动汽车最优充电的问题,以低压直流多接口充电设施为优化研究对象,提出多目标、分层分区的有序充电优化控制模型,使得充电设施运营商的收益最高,同时配电网的网损最低,电压降落始终未越限,并能在配电网电压降落越限时紧急放电,最大限度减少电动汽车负荷对其他负荷的影响。在此基础上,采用序列二次规划算法和动态规划算法进行求解,通过IEEE 34节点算例分析验证了该模型和算法的有效性。仿真结果表明:有序充电控制策略的引入在减少网损和电压降落的同时,使得充电运营商的经济效益有较大增加,较好地满足了多方面的最优需求。分层优化增强了优化控制方案的实时性、可操作性、可扩展性,使之更易于工程应用。
广义电源多目标优化配置与运行

基于分解协调原理建立了含广义电源的主动配电网多目标优化配置与运行的双层规划模型,上层模型通过网损灵敏度矩阵确定广义电源的最佳安装位置与初始容量;下层模型根据投资与运行经济性、系统电压偏差及环境污染效应建立多目标优化数学模型以确定广义电源的最佳出力。考虑源荷波动的不确定性因素,提出一种内嵌半不变量随机潮流的-粒子群智能优化算法进行多目标优化运行计算。PG&E-69节点系统算例仿真表明,广义电源的合理配置与优化运行在有效提高分布式电源渗透率的基础上能够减少网络损耗并改善系统运行电压水平,且从概率的角度对电压、网损进行评估,为电网规划运行提供辅助决策。
无需互联通信的直流微电网实时功率协调控制策略

通常直流微电网通过双向DC-AC变流器与交流电网互联,并利用该变流器控制直流母线电压恒定,维持系统内功率平衡。若发生交流电网故障、DC-AC变流器限流运行或故障退出等工况将导致直流微电网失去功率平衡单元,而仅依靠其上层能量管理和集中控制系统,无法快速实现系统内的功率协调控制,影响系统稳定运行。为此,提出一种基于无互联通信的直流微电网实时功率协调控制策略,使系统中各单元具备即插即用功能。直流微电网在不同运行状态下,系统中任一单元根据公共直流母线电压信号平滑切换其接口变流器控制模式。各单元在切换过程中不仅保持控制结构不变,而且根据当前运行状态自适应地调整其下垂曲线,在主动参与直流电压调节和系统功率平衡的同时,能保证系统中多个功率平衡单元(尤其是储能单元)之间的功率合理分配。最后在包含光伏、储能单元、双向DC-AC变流器和直流负荷的典型低压直流微电网中,通过Matlab-Simulink仿真和实验结果验证了所提控制方法的有效性。
直流微电网节点阻抗特性与系统稳定性分析

由于直流微电网系统阻抗的复杂性易导致系统稳定性恶化,为此从直流微电网的结构特点入手,给出了一种基于直流微电网节点阻抗特性的系统稳定性分析方法。在考虑线缆阻抗的前提下,把系统支路简化为包含虚拟阻抗的诺顿等效电路,并分析了线缆电感参数对支路输出阻抗特性的影响。然后,从系统节点和支路阻抗模型出发,建立了一个简单直流微电网系统的节点导纳模型和导纳矩阵。利用系统的节点导纳矩阵,易求取系统的任意节点阻抗。最后,利用节点阻抗特性完成了对系统稳定性的判定,且通过仿真验证了所提方法的有效性。
计及风资源约束的双天气模态海上风电系统可靠性评估

与陆上风电场相比,海上风电场运行条件恶劣,维修困难,对电气系统的可靠性要求更高。沿用常规的可靠性分析方法,仅仅考虑设备电气故障并不能完全反映海上风电场的可靠性水平。提出了一种考虑风资源约束的双天气模态风力发电机可靠性模型,利用基于邻接终点矩阵的最小路集/割集算法完成了从风电机组到集电系统、海上汇集站、输电线缆、岸上变电站的海上风电系统全环节可靠性评估。算例分析表明,风资源约束对海上风电场可靠性的影响要大于电气元件故障的影响,而正常/恶劣的双天气模态更利于精确刻画海上风电系统的可靠性特性。
含间歇性电源的电源规划方案综合评价

为了对含间歇性电源的电源规划方案进行全面、有效的评价,提出基于云模型多属性决策理论的电源规划方案综合评价方法。首先建立了含间歇性电源的电源规划综合评价指标体系,对规划方案的可靠性、间歇性电源接入能力、经济性、环保性进行综合评价。其次建立了权重集云模型,对指标重要性两两比较时采用重要性标度准则云模型,减少了决策者个人经验、主观因素对权重确定的影响;建立了准则集云模型,使等级边界具有模糊性和随机性。在此基础上,提出一种评价矩阵云模型建立方法,采用稳定的具有倾向性的随机数表示各指标每个等级的隶属度,并将上述所建模型应用于含间歇性电源的电源规划方案综合评价。通过算例仿真,验证了该指标体系和综合评价方法的合理性及有效性。
计及汇聚特性的光伏电站群集中外送输电容量优化配置方法

由于光伏发电功率的波动性、间歇性等特点,按光伏电站群总装机容量来规划其外送输电容量,很可能造成输电容量的过度配置,必须充分考虑光伏功率整体波动性的影响。基于光伏电站实测功率数据对光伏功率汇聚特性进行了分析,构建了计及天气变化、汇聚特性等因素的光伏电站群等值功率模型,并在此基础上提出一种光伏电站群外送输电容量的优化配置方法。该方法以光伏电站群外送输电工程综合收益最大化为目标,包含了输电收益、输电线路建设成本及可能由于阻塞造成的“弃光损失”等因素。算例结果表明,与按装机容量等额配置外送输电容量的全容量法相比,所提方法可显著提高输电线路利用率及输电工程综合收益。
采用温控负荷控制技术的新能源优化利用方法

分布式电源包含风、光等新能源发电,其发电功率具有间歇性和不确定性,给微网中新能源的优化利用及其运行控制带来一定的困难。传统的微网运行控制思路是依靠蓄电池等储能设备作为主要控制手段,建设和使用成本均较高,难以推广。为此,引入需求侧响应,提出了一种基于改进coloredpower算法的加权系数排队算法,可用于直接控制家居环境常见的空调、热泵等温控负荷参与需求侧响应,进而实现微网的优化运行控制。加权系数排队算法允许用户根据自己的喜好和需要选择负荷设备的响应程度,既能够保证控制效果,又兼顾了用户的舒适度与公平性。以社区级并网运行的微网为例,对1000台家用空调设备进行仿真控制,结果表明了算法的有效性和正确性。
YNvd接线平衡变压器的电气分析与负序差动保护

求解出YNvd平衡变压器三相系统序分量与两相系统序分量之间的关系,首次推导了变压器ab两相系统侧的序分量电压方程。在此基础上提出了反应YNvd平衡变压器不对称故障的负序差动保护并进行了理论分析。PSCAD搭建的YNvd变压器仿真模型验证结果表明,负序差动保护能够明确区分变压器内、外部故障,对内部不对称轻微匝间短路具有较高的灵敏性;变压器空载合闸,励磁涌流中负序分量小于正序分量,负序差动保护不易误动。
大型光伏电站静态电压稳定性分析

大型光伏电站装机容量的不断加大对并网点及站内关键节点的电压稳定性造成很大的影响。对此在考虑光伏阵列输出特性以及大型光伏电站内部集电线路、变压器、输电线路阻抗的基础上,建立了大型光伏电站的稳态模型。通过利用特征结构法对大型光伏电站静态电压稳定性进行分析,得出大型光伏电站静态电压稳定判据及稳定裕度,并通过算例进一步得出光照强度、运行功率因数、电网阻抗、装机容量等因素对大型光伏电站静态电压稳定性的影响以及光伏电站内部电压分布和内部电压薄弱节点。
含分布式风电场的配电网电压波动分析与抑制

提出一种含分布式风电场的配电网电压波动分析及多目标抑制策略。首先,分析了风电机组恒功率因数、恒电压和恒无功功率3控制方式对电压波动抑制的影响,并建立其数学模型。其次,分析风参数和电网参数对电压波动的影响规律。然后,提出依靠风电机组的多目标电压波动抑制策略,在现有风电机组控制方式基础上,添加辅助电压波动抑制环节,通过快速控制并网点与电网的无功交换功率来抑制电压波动。最后,通过算例分析证明了所提策略可有效抑制并网点和传输线路的电压波动。
储能技术辅助风电并网控制的应用综述

随着风电渗透率的不断提高,其强波动性和高不确定性对电网安全经济运行的影响不断加剧,全球的电网公司都为此制定了各自的风电并网导则,用以规范风电并网的技术特性。首先从有功功率与频率控制、无功功率与电压控制、故障穿越控制3方面对各电网公司的风电并网技术规定进行了系统介绍,然后对风电自身控制手段应对并网技术规定的局限性进行了分析。另外还从上述3方面分别对储能技术应用于辅助风电并网控制的应用场景和控制算法进行了综述,分析了已有研究工作的优缺点,介绍了储能技术辅助风电并网的研究趋势。
基于配电网电能质量健康评估策略的分布式光伏接入方法

分布式光伏发电是波动性电源,接入后容易造成电网电能质量超限。为解决该问题,提出基于配电网电能质量健康状况的分布式光伏发电接入方法。选用电流总谐波畸变率、电压偏差和电压波动作为表征配电网电能质量健康状况的关键特征量,在分析分布式光伏发电接入对其造成影响的基础上确立评价关键特征量健康状况的模糊隶属函数;采用模糊评判准则确定配电网电能质量健康状况,从而给出分布式光伏发电接入方法。算例结果验证了所提方法的有效性。
考虑风电和光伏发电影响的电力系统最优旋转备用容量确定

随着风电和光伏发电并网规模的不断增大,传统旋转备用容量的确定方法已不能满足电力系统安全运行的要求。为此,建立了计及系统可靠性和经济性的机组组合优化模型,同时充分考虑了负荷、风电和光伏发电输出功率的预测误差以及常规机组的故障停运。采用序列运算理论对这些不确定因素进行处理,将不确定性以概率的形式综合考量,并将其引入到目标函数的计算中,能够直观体现系统运行的风险程度,从而联合优化了发电机组的出力计划和旋转备用容量。提出了采用基于离散粒子群和细菌群体趋药性的混合智能算法对模型进行求解,结合序列运算,提高了模型的求解速度和解的最优性。最后,以加入风电场和光伏电站的IEEE 10机39节点系统为算例进行仿真研究,结果验证了所提优化模型及算法的正确性和有效性。
基于扩展QV节点潮流的光储联合日前计划

针对光伏接入引起配电网电压波动以及供需失配的问题,储能是解决该问题的主要手段。文章根据光储配置点的特点扩展QV节点以对其节点特性进行合理的描述,并通过修改牛顿法雅可比矩阵子块阶数,实现对含QV节点潮流的求解。进一步,以并网点电压控制为核心思想,以抑制各节点电压波动偏移为目标,构建光储联合日前计划。利用含QV节点的潮流计算,控制光储并网点电压,同时考虑储能输出功率有无超越限值2种场景。若超越限值,通过节点类型变换进行处理求解,由此获取各节点电压曲线以及光伏储能的协同输出功率曲线,并与不配置储能方案、光储联合输出功率限值模式方案进行综合比较,结果表明文中所提出的策略在抑制电压波动、间接改善潮流、实现削峰填谷等方面均有显著的效果。
基于成本效益分析的风电–抽水蓄能联合运行优化调度模型

由于难以全面和准确地考虑系统的多种不确定因素,如风电、负荷的预测误差和常规机组的强迫停运,现有基于确定性旋转备用的风电–抽水蓄能联合运行优化调度模型无法从兼顾系统运行的经济性和可靠性方面最优确定风蓄联合运行方式。为此,提出了基于成本效益分析的考虑风蓄联合运行的机组组合新模型。该模型首先在计算系统的失负荷风险时对现有多场景概率风险分析方法进行改进,使其能够同时考虑服从不同概率分布的风电功率和负荷预测误差以及机组强迫停运,并通过成本效益分析实现常规机组发电成本、期望停电成本与抽水蓄能机组的运行成本三者之和最小的目标,再采用混合整数线性规划方法求解模型,确定风蓄联合运行方式和系统的旋转备用容量。仿真分析表明,通过优化旋转备用的配置,该模型在确定风蓄联合运行方式时能更全面地考虑系统运行的经济性,并能更准确地分析其对系统运行成本的改善。
特高压混合无功补偿变电站内特快速暂态波幅频特性

混合无功补偿安装在特高压变电站内时,隔离开关(disconnecting switch,DS)闭合时在不同位置产生的特快速暂态波(very fast transients,VFT)受多方面因素影响。在建立混合无功补偿等效模型、传输线理论及变电站简化模型的基础上,应用数学解析方法推导VFT计算表达式,分析线路长度及站内设备等效电容对VFT频率的影响,计算站内不同位置DS闭合时母线长度、分级可控高抗(stepped controllable shunt reactor,SCSR)入口电容变化和架空线路长度对站内各处特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)幅频特性的影响。结果表明,混合无功补偿的安装将增大VFTO的振荡频率;气体绝缘设备(gas insulated switchgear,GIS)中DS闭合时分级可控高抗端口的VFTO主要受母线长度影响,其频率随母线的增长而减小,其峰值、主频和主频对应幅值随分级可控高抗入口电容增大而降低;串补内DS闭合时分级可控高抗端口的VFTO频率随其入口电容增大而降低,串补与分级可控高抗之间架空线路长度增加会抑制分级可控高抗端口的VFTO。
风火打捆直流外送系统直流故障引发风机脱网的问题研究

随着风火打捆直流外送系统的出现及不断投运,为保证系统的安全稳定运行,需要对风电、火电、直流在无功电压方面的相互影响和作用机制开展深入研究。为此,首先分析了直流闭锁故障引发风机高压脱网的机制及应对措施,然后分析了直流换相失败引发风机高压脱网的机制及应对措施,最后探讨了风电与直流之间的相互制约关系及火电的支撑作用,采用规划的西北风火打捆直流外送系统算例进行了验证。结果表明,直流故障后的滤波器无功盈余加上风电场无功补偿电压效应是引起风机高压脱网的原因,需要对风电、火电、直流进行协调控制。研究结果可以为风火打捆直流外送系统稳定性的理论研究和工程实际提供参考依据。
适用于不对称交流电网的MMC直接环流抑制策略

在不对称电网条件下,为了抑制环流中的零序分量,现有环流抑制策略需要额外的增加零序环流抑制或者直流电压波动抑制,这使得控制系统较为复杂。为了简化控制器结构,提出了一种可适用于不对称电网条件下的无需零序控制的直接环流抑制策略。首先,对不对称系统条件下的电容电压波动表达式进行了推导,进而得到了用于环流抑制的不平衡电压参考值的直接计算方法;其次,对该参考值的成分进行了分析,结果表明不论交流系统运行于何种状况下该参考值的有效成分均为2倍频分量;最后,在PSCAD/ EMTDC平台上搭建了MMC-HVDC模型,对本文提出的直接环流控制策略在对称及不对称电网条件下的有效性进行了验证。
基于主次双尺度交集切割效应的混合储能平抑风功率波动控制

针对风电多时间尺度波动量不同的特性,提出采用能量型和功率型混合储能(hybrid energy storage system,HESS)依据主次双时间尺度(primary-secondary time-scale,PSTS)联合平抑的方法。首先详细分析和挖掘了PSTS风功率动态上下限波动机理,得到了PSTS交集的“切割效应”(cutting effect,CE)特征,建立了风电PSTS波动联合控制目标域数学模型,并推广到多尺度风功率波动;基于2种储能充电状态(state of charge,SOC)反馈与充放电功率限制,确定了各种状态下储能充放电功率及其在2种储能间的分配模型,制定了完整的混合储能充放电控制策略。其次,以三维空间关系分析法寻找了功率型和能量型储能容量配比与效果之间的关系。最后,根据国网规定标准,应用某风电场实际数据仿真验证了该控制策略将风电波动率限制在国网标准内的有效性,并确定了在效果较优基础上功率型和能量型储能容量最佳配比。
基于联络线功率波动理论的华北—华中特高压交直流联网系统安全稳定控制策略

受华北—华中特高压交流通道静态稳定极限限制,天山—中州(天中)特高压直流和长治—南阳(长南)特高压交流通道输电能力存在耦合关系,成为制约该交直流混联电网稳定水平的关键因素。基于联络线功率波动理论,研究并量化了同步电网系统惯量、负荷特性、交流线路初始输送功率、直流落点近区开机方式等相关因素对华北—华中特高压交流通道潮流转移特性的影响;根据特高压交直流耦合关系,提出了一种交直流协调控制策略,以应对同类系统中受耦合关系制约的稳定问题。针对华北—华中电网实际数据,采用PSD-BPA电力系统仿真软件计算验证了该策略的有效性。
双端非同步数据精确线搜索比相的故障定位

针对输电线路故障定位问题,提出一种双端非同步数据精确线搜索比相的故障定位新方法。首先,研究故障相电压电流沿线路分布情况,推导出故障电流分布系数的计算方法,分析故障相电压幅值相位单调性变化规律。然后,采用对称分量法处理故障前后线路两端的数据,计算出非同步相角差和故障电流分布系数。最后,利用线路电压序分量和电流序分量相位关系,采用全局精确线搜索法进行定位。 EMTDC/PSCAD仿真数据的计算结果表明,该方法具有较高的定位精度,且不受故障类型、过渡电阻等因素的影响。
V2G模式下城市电网电压质量概率评估方法

传统基于确定性潮流和静态概率潮流的电压质量评估方法无法考虑到城市电网中不确定因素的时变性,因此将动态概率潮流应用于电动汽车与电网双向能量传输(vehicle to grid,V2G)模式下的城市电网电压质量评估。建立城市电网中基础负荷和电动汽车功率的动态概率模型,运用基于半不变量法的动态概率潮流算法求得城市电网节点电压概率分布,进而得到1 d中城市电网电压合格率,最终评估V2G模式下城市电网的电压质量。仿真结果表明:电动汽车以V2G模式接入会造成城市电网电压质量下降,但相比于无序充电方式,V2G模式下城市电网电压质量较高,评估结果对未来V2G控制策略的制定以及城市电网规划都具有重要的参考价值。
适用于弱馈系统的零序方向元件防误动方法

线间零序互感作用会引起健全线的零序方向元件误动。分析了健全线和故障线的电流突变量特征,得出了健全线的三相电流突变量相等,而故障线的三相电流突变量相差较大的结论。弱馈系统中,故障线弱馈侧的三相电流突变量近似相等,使得仅利用电流突变量特征的健全线识别方法不再适用。针对此问题,具体分析了弱馈方式下健全线和故障线的故障特征,构造了含电流和电压误差系数的综合误差系数判据。PSCAD仿真结果表明,综合判据在弱馈和非弱馈方式下均能可靠进行线路识别,从而可靠闭锁健全线的零序方向元件和开放故障线的零序方向元件。文中提出的防误动方法仅利用本线的单端电气量,且能够自动识别线路所处的电磁环境,具有一定的实用价值。
适用于双馈风电场的改进电流突变量选相元件

应用于双馈风电场的电流突变量选相元件受风电场特殊的暂态特性影响,其动作性能受到了严峻的挑战。从双馈风电场故障前后等效电势和阻抗的变化特点出发,分析了电流突变量选相元件受风电场影响的详细机理;提出了一种基于正序故障电流补偿的改进电流突变量选相方案,该方案能够消除风电场暂态特性的变化对选相结果造成的影响;仿真实验结果表明所提方案显著改善了传统电流突变量选相元件的性能。
分裂导线阻抗调节防冰及融冰方法

目前广泛应用的输电线路交、直流融冰方法已不能满足当前电网安全性、可靠性的要求以及智能电网的发展。使用分裂导线的阻抗调节来实现其自身的防冰或者融冰,具有实时性和不断电作业等优点,是一种非常有前景的输电线路覆冰防御方法。即对阻抗调节应用于输电线路防冰、融冰的具体方法进行了研究。根据分裂导线阻抗调节的功能和特点,首先对使用该方法进行线路防冰、融冰的基本原理和要求进行了论述,同时也引出了需要计算的关键参数:对于防冰方法主要是解决最大间隔时间和最小负荷电流的计算问题,对于融冰方法主要是进行融冰时间的简化计算;然后在此基础之上,推导得出使用阻抗调节进行防冰、融冰的具体方法,包括子导线导通数目的选择及其导通时间的确定。在多功能人工气候室内进行了防冰和融冰的模拟试验,试验结果表明对防冰、融冰方法的计算是合理的。为分裂导线阻抗调节方法在防冰、融冰方面的应用提供了一种借鉴方案。
±800 kV特高压直流工程网侧750 kV换流站区域空气间隙优化

换流变网侧接入750 kV交流系统时,网侧间隙距离对阀厅设计将起控制作用。为确定±800 kV灵州换流站750 kV换流变网侧最小相间距离值,结合换流站的具体情况,对A_2值的选取方法和优化取值进行了研究。首先,基于理论分析和原有试验曲线,导体为二分裂导线或管母时对应的最小相间距离分别为7.0 m和6.5 m;其次,针对750 kV网侧带电导体形状即二分裂导线–管母进行了真型试验,得到其50%操作冲击放电电压试验曲线,并根据试验曲线得出最小相间距离可取为6.5 m。基于750 kV网侧过电压水平和避雷器性能改进,最小相间距离可以从6.5 m进一步优化至5.9 m或5.8 m,甚至更低。