华北电力大学学报(自然科学版)


  • VSG结合无源型能量路由器及其在微网中的应用

    艾欣;谭骞;吕志鹏;张明泽;

    能量路由器可以作为统一接口组织分布式能源和负荷构成能源局域网,但由于电力电子装备无法提供传统同步电网中的惯性、阻尼和功率分配机制,降低了其并网友好性和运行可靠性。提出了一种具备虚拟惯量的能量路由器模型与控制方法,并研究了其组网运行方式,对其交流接口采用虚拟同步发电机(电动机)控制策略替代,对其直流接口采用无源控制(Passivity-based Control,PBC)策略,使能量路由器不仅具备惯性与阻尼特征,同时也可解决直流变换器的恒功率负载问题,并模拟电机特性实现功率调节机制,有助于增强接入电网的稳定性,仿真验证了所提组网方式和控制策略的有效性。

    2018年03期 v.45;No.193 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 461K]
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  • 1000 kV特高压交流变压器端口宽频等效电路模型

    陈宁;齐磊;郑一鸣;李小萌;崔翔;何文林;

    准确计算雷电过电压对特高压交流输电系统的绝缘配合设计具有重要意义。但是由于特高压交流变压器结构复杂,目前尚缺乏有效的雷电过电压仿真模型,导致雷电过电压计算结果不准确。针对此问题,以现场测量得到的阻抗宽频特性为基础,利用矢量匹配法,建立了特高压变压器不考虑过电压传输特性的单端口模型与考虑过电压传输特性的双端口模型。在现场利用信号发生器与功率放大器测量了特高压变压器的时域响应特性,对比仿真结果与实测结果,证明了所建模型可以较好地等效特高压交流变压器在雷电过电压下的特性。

    2018年03期 v.45;No.193 10-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 636K]
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  • 基于开通波形的IGBT开关特性测试平台寄生电感提取方法

    袁文迁;赵志斌;焦超群;莫申扬;唐新灵;

    IGBT动态测试平台的寄生电感影响IGBT器件的开关参数以及开关损耗,因此,提取动态测试平台回路的寄生电感对于准确获得IGBT器件的开关参数具有重要意义。传统的寄生电感提取方法忽略了回路寄生电阻的影响,给寄生电感的提取带来误差。为了提高寄生电感提取的准确性,提出了采用IGBT开通波形来计算动态特性测试平台寄生电感的方法,通过对开通电流上升过程的分析,建立了包含回路寄生电阻的等效电路模型及电路方程。仿真结果表明该方法的计算误差低于传统计算方法。为验证该方法的正确性,搭建了IGBT动态特性测试平台,实验结果表明,该方法实现了寄生电感参数的提取,为提供准确的IGBT器件开关参数奠定了基础。

    2018年03期 v.45;No.193 19-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 315K]
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  • 分数阶PI~λD~μ控制在SAPF直流侧电压控制中的应用

    刘正春;朱长青;王勇;刘金宁;康瑞红;

    独立电力系统惯性系数小、源载耦合度高,极易受负载变化的影响,从而导致接入系统的SAPF直流侧电压产生波动,影响谐波抑制效果。分数阶PI~λD~μ控制比传统PID控制有更灵活的结构和更宽的调节范围,因此,将PI~λD~μ控制器应用于独立电力系统SAPF直流侧电压控制中,采用Oustaloup算法实现分数阶算子sr的拟合,基于PI~λD~μ控制SAPF仿真模型,分析了λ、μ的取值对控制效果的影响;同时通过IPS试验证明了分数阶PI~λD~μ控制器比传统PI控制器有更小的超调量和更快的跟踪速度,并对负载加载、系统功率变化不敏感,有很强的鲁棒性。

    2018年03期 v.45;No.193 28-33+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 332K]
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  • 绕组损耗分布对油浸式变压器温升的影响分析

    马永强;刘刚;李德波;郑直;

    在绕组温升计算过程中,绕组损耗分布直接影响油流和温度分布。为了更准确地研究油浸式变压器温度场分布,建立了一台油浸式电力变压器的低压绕组二维流体场-温度场计算模型,对绕组热源的处理:用每饼的欧姆损耗和涡流损耗代替传统的整体平均损耗,并且采用Fluent UDF函数在每次迭代时动态地校正温度依赖变量。同时对比分析了损耗温度效应、涡流损耗以及热源分布对绕组油道中油流速度及温度分布的影响。分析结果表明:考虑损耗的温度效应后,各个分区和整体绕组的热点均发生上移,整体绕组的热点温度增加25.6 K,热点位置偏差为7个线饼;考虑涡流损耗使得各个线饼温度增大,尤其在各个分区的局部热点附近,温度的增加更加显著;热源分布对绕组温度分布的影响主要集中在绕组端部。

    2018年03期 v.45;No.193 34-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 424K]
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  • 汽轮发电机饱和电抗新的表征方法

    蔡岩涛;康锦萍;许国瑞;罗丹;张志坚;

    从方便系统分析应用的发电机模型出发,提出了一种能计及多因素非线性的饱和电抗的新的表征方法。以300 MW汽轮发电机为例,提出了将有限元与发电机相量分析法相结合的饱和电抗的计算方法,并揭示了饱和电抗三维曲面的变化规律。根据系统分析需要选取不同的端点量作为自变量,利用最小二乘法,拟合得到饱和电抗的两种新的表征式。将所得表征式与发电机解析法相结合应用于发电机的多种稳态运行行为的计算,通过与实测数据或有限元计算的标准响应对比,验证了所提出表征式的准确性和实用性。该方法可以更加准确地计及多种非线性因素对发电机饱和电抗的影响,表征形式多样,计算过程简单快捷,便于工程实际应用。

    2018年03期 v.45;No.193 44-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 331K]
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  • 典型PLC电压暂降耐受性能实验研究

    莫文雄;吴亚盆;许中;马智远;徐永海;

    PLC(可编程逻辑控制器)被视为一类典型的电压暂降敏感设备。考虑到PLC技术更新及国内相关实验工作较为缺乏等现状,首先分析了PLC电源模块与输入/输出模块电路结构,指出PLC暂降耐受性能主要由电源与输入模块决定,而市电等级成为影响PLC暂降性能的因素。然后搭建测试平台,选取国内外8个主流PLCs,考察电压暂降幅值与持续时间对PLC电源模块、输入模块耐受性能的影响程度。通过对实验数据进行极值化处理和限值曲线"矩形化",确定了典型PLC暂降耐受能力范围。与早期结果比较,目前PLC暂降耐受能力的不确定区域减小,可应用于更精确的影响评估工作中。此外,实验还发现直流侧电容容量过小,不仅使PLC暂降耐受能力降低,而且更容易使PLC出现不确定性运行状态,即输入/输出端口电平发生多次跳变。

    2018年03期 v.45;No.193 53-59+66页 [查看摘要][在线阅读][下载 405K]
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  • 考虑多源联合调度特性的微网经济评估方法

    李建锋;牛东晓;吴鸣;孙丽敬;

    针对分布式能源接入电网存在短期波动率大的问题,通过搭建含风/光/燃/储4种能源的微网系统,提出了一种包含风力发电系统、光伏、小型燃气轮机、储能系统的经济评估方法。首先,采用年等值分析方法,考虑设备级投资对经济评估影响;其次,采用全寿命周期成本模型,研究分布式电源利用率、储能系统的充放电特性及多能源联合调度特性对经济评估影响;最后,采用改进的全局粒子群算法考虑电网间功率交换特性对整个微网系统进行经济评估。结果表明,考虑多源联合调度特性对微网进行经济评估使得经济效益达到最优,同样证明此方法适合不同类型能源、不同容量能源配置的微网系统经济评估。

    2018年03期 v.45;No.193 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
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  • 基于电站监测系统时间尺度冗余性的数据协调方法

    杨勇平;李晓恩;王宁玲;魏庆;杨志平;

    电站性能监控与运行优化离不开可靠的在线监测系统,而监测系统的可靠性依赖于传感器的布置,精度以及冗余性等。以某电站660 MW机组汽机侧监测系统为研究对象,采用改进的数据协调方法分析了该电站监测系统中传感器的布置与冗余度等问题。通过在传统数据协调算法中加入时间尺度上的冗余信息增加了测量系统的可靠性。最后通过模拟传感器故障案例,分析了改进的数据协调方法应用与汽机监测系统的可行性与可靠性。结果表明将改进的数据协调方法应用于电站汽机侧监控系统可有效协调循环水流量测点的准确性。同时在传感器故障分析案例中,有效排查出实发功率传感器的模拟故障。

    2018年03期 v.45;No.193 67-73+80页 [查看摘要][在线阅读][下载 260K]
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  • 基于灰色神经网络的SCR脱硝催化剂寿命预测研究

    沈勇;傅玉;唐诗洁;陆强;董长青;周景晖;庄柯;

    为了充分利用SCR脱硝催化剂,尽可能延长其服役时间,同时确保燃煤电厂脱硝系统的安全稳定运行,必须制定科学合理的催化剂寿命预测方案。现阶段催化剂寿命预测常用的指数模型预测误差较大,不适合用于指导SCR催化剂的更换方案。针对SCR催化剂活性与服役时间的样本数据具有灰色特点,建立了BP神经网络模型、灰色BP神经网络残差模型、灰色BP神经网络直接输出模型,避免了样本数据少且不具备一致性对预测结果的影响。最后通过实例对比分析,说明了灰色神经网络法中的直接输出模型精度较高,可为燃煤电厂SCR脱硝催化剂的寿命预测及更换管理提供一定的参考依据。

    2018年03期 v.45;No.193 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 149K]
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  • 双循环流化床石英砂颗粒流动特性研究

    杨新;闫俊伏;麻哲瑞;许文良;

    流化介质的流动特性是影响双循环流化床稳定运行的关键。在自行搭建的双循环流化床系统上,分别进行提升管风速、气化室风速、初始床层物料量对颗粒循环流率、两床压降的影响的实验研究,发现:随着气化室风速增加,循环流率和气化室压降增加变化不明显,提升管压降呈现一定增加趋势;随提升管风速的增加,颗粒循环流率和气化室压降增加,但提升管压降减小;随初始床层物料增加,颗粒循环流率、提升管压降和气化室压降均呈现增加趋势。通过对流化介质流动特性影响因素的研究,可初步掌握系统内的物料浓度分布,为双循环流化床的运行控制提供一定的指导参考。

    2018年03期 v.45;No.193 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 307K]
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  • 溴化氢改性飞灰汞吸附机理研究

    钟隆春;张永生;潘伟平;

    溴化物改性活性炭对燃煤电厂烟气脱汞效果显著。为了更好的了解汞在燃煤电厂溴化物改性飞灰中的汞吸附机理,在固定床反应器上进行汞吸附实验,针对两种经HBr改性后汞吸附性能差异明显的飞灰,采用比表面积、电子显微镜、热重-质谱等技术对其进行表征分析和对比。研究表明:两种电厂飞灰经过HBr改性后,汞吸附性能均得到显著提高;不同飞灰经HBr改性后汞吸附性能存在很大差异,这很大程度上是由飞灰的化学组分不同造成的,不同的化学组分能够导致溴在改性飞灰表面的存在形式出现明显差异,游离态的溴存在于飞灰表面有利于气相中元素汞的氧化,进而提高改性飞灰对汞的吸附性能。

    2018年03期 v.45;No.193 88-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]
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  • Fenton反应在燃煤烟气脱硝处理中的应用

    温学友;赵毅;

    介绍了传统烟气脱硝技术特点和一体化脱除烟气污染物的优点,分析了Fenton反应的机理及氧化性物种的生成机制,总结了Fenton反应在燃煤烟气脱硝处理中研究现状及应用,包括Fenton反应、·OH氧化NO过程、Fenton反应在燃煤烟气脱硝的反应机理,研究了Fenton反应和类Fenton反应在燃煤烟气脱硝的优点和不足,提出了工程应用的可行性及展望。

    2018年03期 v.45;No.193 95-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 117K]
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  • 倾斜粗糙壁面上液滴聚并的动力学特性

    林瑜茜;叶学民;卢丽芳;李春曦;

    为避免讨论目前尚无统一结论的"液桥"问题,基于润滑理论建立了在倾斜波纹基底上两个含表面活性剂液滴聚并的演化模型,模拟了液滴的聚并过程,和实验进行对比,研究了活性剂和基底不平整性对接触线移动的作用,分析了基底倾斜角度、预置液膜厚度、Bond数对聚并特征的影响。结果表明:液滴在毛细力、Marangoni力、基底作用和重力共同影响下实现聚并和下滑,聚并形成的新液滴呈上侧薄下侧厚形状;基底作用促进接触线移动,活性剂抑制接触线的运动;增大基底倾斜角度将缩短液滴及活性剂聚并所需时间;增大预置液膜厚度将增大初始液滴位置从而缩短液滴和活性剂聚并完成时间;增大Bond数有利于促进液滴和活性剂的聚并。

    2018年03期 v.45;No.193 101-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 559K]
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