华北电力大学学报(自然科学版)


  • 直驱式永磁同步风电机组的风电场等值建模

    颜湘武;李君岩;

    通过对直驱式风电机组运行状态的分析可知:在风电场中,桨距角大于0的机组运行于额定工作点,而其余风电机组的运行点可由电磁转矩、发电机转速这两个状态变量反映。由此,提出了一种以风电机组具有相同或相近运行点为分群原则的风电场等值建模方法:首先将桨距角大于0的机组归为一组,再以电磁转矩、发电机转速作为分群指标利用K-means聚类算法进行分群计算,最后采用容量加权法计算分群后等值机组的参数并考虑了风电场内集电系统的影响。为了进行对比分析,在Matlab/Simulink平台上搭建了风电场的详细模型、以状态变量分群的等效模型及以风速分群的等效模型,仿真结果验证了所提出的建模方法能更准确地反映风电场在风速波动及电网故障情况下的动态特性。

    2019年05期 v.46;No.201 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 220K]
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  • 基于电流相关性的高压直流线路纵联保护新原理

    戴志辉;刘宁宁;张程;潘星宇;王靖宇;

    针对传统高压直流输电线路电流差动保护快速性差、耐过渡电阻能力低等问题,提出一种基于电流相关性的纵联保护方案。以直流滤波器阻抗频率特性为基础,对直流输电线路区内、外故障对应的故障附加网络进行理论分析发现:区内故障时,直流线路两端特定频点电流故障分量呈强正相关性;区外故障时,直流线路两端特定频点电流故障分量呈强负相关性。据此,可判别区内、区外故障。大量仿真结果表明,所提出的纵联保护方案原理简单、计算量小,能够快速、可靠识别区内、区外故障,且耐过渡电阻的能力强,不受线路分布电容影响。

    2019年05期 v.46;No.201 8-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 307K]
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  • 计及直流电网潮流优化的新型虚拟同步控制策略

    宋冰倩;陆锋;赵成勇;许建中;李承昱;

    维持直流电压稳定和实现站间功率协调是柔性直流电网控制的基本要求。针对柔性直流电网,提出了具备潮流优化能力的新型虚拟同步(Virtual Synchronous Generator, VSG)控制策略。引入下垂裕度调节的输出值作为VSG的机械转矩,直流电网定电压站超出调节裕度后,新型VSG控制换流站具备后备定电压能力,响应故障后电压变化,加快恢复过程;当故障引起潮流变化时,通过优化算法配置新型VSG有功功率及电压指令,实现潮流优化。最后在PSCAD/EMTDC中进行仿真分析,验证了该控制策略提高直流电网动态响应能力及故障恢复速度的有效性。

    2019年05期 v.46;No.201 16-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
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  • 基于贝叶斯网络柔性多状态开关可靠性建模与分析

    全少理;薛俞;李秋燕;刘文霞;郭勇;徐雅惠;

    为了精确建立柔性多状态开关可靠性模型并挖掘元件可靠性的薄弱环节,提出了基于贝叶斯网络对柔性多状态开关可靠性建模的方法。首先基于不同故障特征,采用马尔科夫过程建立了多状态可靠性模型。而后,分析了MMC拓扑结构,依据故障影响关系,建立了MMC的故障树,利用故障树中的事件和门规则构造贝叶斯网络。通过算例验证模型正确性,采用大量数据仿真结合贝叶斯反向推理功能,找出了系统的薄弱环节,分析了子模块冗余度对多状态开关的影响。研究成果可为后续多状态开关在配电网中的应用提供支撑。

    2019年05期 v.46;No.201 25-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 386K]
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  • 集群电动汽车配合风电调峰的滚动优化调度方法

    孙杰;吴洲洋;刘顺桂;艾欣;谢俊文;

    随着风电场建设和接入的规模不断扩大,电网的安全稳定也受到了风力不确定性的挑战。从解决风电不确定性的角度出发,在日前调度优化的基础上引入区域电网内的电动汽车集群形成虚拟储能系统,参与电网调度。为能实时处理预测误差,计及电动汽车用户的容量约束进行功率分配,通过日前优化与实时更新相结合的方法,建立了基于多维决策空间的多时间尺度滚动更新的调度方法,用于解决实时优化中火电机组备用和储能系统/备用响应预测误差的功率分配问题并基于算例验证了该方法在经济效益、风电消纳、运算效率上的可行性,为未来高比例风电的就地消纳提供参考。

    2019年05期 v.46;No.201 36-42+53页 [查看摘要][在线阅读][下载 284K]
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  • VSC-HVDC向三相不对称无源网络供电的控制策略研究

    吴昊天;顾雪平;秦骏达;李航;

    VSC-HVDC具有良好的动静态性能,若采用合理控制策略则可调控有功与无功的输出,进而改善电能质量。然而现有控制策略在由VSC-HVDC向三相不对称无源网络供电时可能导致输出电压不对称,进而造成控制效果不理想。建立了VSC的内环d/q解耦控制器,整流侧定直流电压控制器和逆变侧定交流电压控制器。对于整流侧控制器,在电压外环,对PI参数增加模糊自整定;在电流内环,将PI控制改为两相静止坐标系下的PR控制,减少了超调和谐波输出量。对于逆变侧控制器,由于输出的三相电压产生畸变;利用PR控制可以无静差跟踪正弦信号,将逆变侧控制改造为"外环定电压PR控制—内环电流d/q解耦控制",解决了三相交流电压的不平衡问题。仿真结果表明,该控制策略可提高整流侧超调时间和反应时间,并有效解决了逆变侧输出电压不对称的问题。

    2019年05期 v.46;No.201 43-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 519K]
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  • 核电机组对电力系统一次调频性能影响仿真分析

    方朝雄;李旭东;林章岁;艾欣;

    在福建省核电快速发展,装机比例逐年上升的背景下,通过仿真研究了核电机组参与一次调频对电力系统调频性能的影响。从核电调频的研究现状出发,分析现代核电机组的调频控制机理与运行特点,建立了核电机组调速系统控制模型,表明核电机组具有调频能力。以福建省某核电站为研究对象,采用中国电力科学研究院电力系统全过程动态仿真程序进行仿真,针对不同的核电装机比重、参与调频前后的频率变化、调频死区设置、参数优化四个方面分析了核电机组对电力系统调频性能的影响,为核电机组大规模并网后系统一次调频策略的制定提供了理论依据。

    2019年05期 v.46;No.201 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 218K]
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  • 永磁体层数与定子槽数对内置式分数槽集中绕组永磁电机性能的影响分析

    王艾萌;魏胜军;

    为分析不同永磁体层数与定子槽数的作用效果,探究了具有多层永磁体结构的内置式分数槽集中绕组永磁同步电机的性能,设计并制造了9槽10极与18槽10极电机的仿真模型与原型机,采用有限元软件分析了不同永磁体层数与定子槽数对电机输出转矩、齿槽转矩、气隙磁密和齿部磁饱和等电磁特性的影响。理论分析及实验结果均表明,相比于9槽10极,18槽10极电机可以更好地抑制转矩脉动并提升平均输出转矩,同时,双层永磁体电机相比单层永磁体电机具有更优异的性能。

    2019年05期 v.46;No.201 61-67+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 651K]
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  • 双水内冷同步调相机定子线棒水路堵塞温度场的分析

    李俊卿;季刚;王焕仲;马阳硕;

    双水内冷同步调相机定子绕组由通入其空心股线中的冷却水进行冷却,冷却水路的堵塞会导致线棒过热,严重时造成股线绝缘及层间绝缘的击穿。掌握其水路堵塞引起的温度变化有利于正确诊断冷却水路的堵塞程度及严重情况。利用有限元法研究TTS-300-2型号的300 Mvar双水内冷同步调相机定子线棒冷却水路发生不同程度的堵塞时的定子线棒内的流体场与温度场,通过计算得出不同堵塞程度下水流速度及定子线棒的温度分布,以期为同步调相机内冷水路堵塞的故障诊断提供参考。

    2019年05期 v.46;No.201 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 685K]
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  • 非晶合金高速永磁电机定子铁心空载损耗的分析计算

    刘明基;孙哲;詹阳;吴界辰;赵海森;方艺闳;

    为了研究非晶合金高速永磁同步电机的定子铁耗,以一台24 000 r/min、10 kW四极的非晶合金高速永磁电机为例,建立了时步有限元的铁耗计算模型,分析了空载运行时铁心不同位置磁密随时间变化波形,并得出铁心不同区域损耗的分布情况。计算结果显示:定子铁心损耗密度最大值位于靠近定子外圆的齿身1/3处,主要受交变磁场影响。轭部靠近定子内圆部分以及齿根处的分布比较复杂,损耗高密度区域呈现U型分布,主要受旋转磁场影响。从定子铁芯损耗整体分布来看,轭部损耗占铁芯损耗的44.13%,齿根占19.01%,齿身占36.79%,齿顶和齿尖分别占1.23%和1.00%。最后与一台同样三圆尺寸的24 000 r/min、8 kW的四极硅钢片定子铁芯的永磁电机定子铁损进行了对比研究。研究成果为进一步研究有利于降低高速电机铁耗的定子结构尺寸优化提供了重要的技术支持。

    2019年05期 v.46;No.201 77-82+91页 [查看摘要][在线阅读][下载 329K]
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  • 基于模糊C均值软聚类工况辨识的风电功率短期区间预测

    刘长良;曹威;王梓齐;

    针对常规风电功率区间预测方法中以实发功率划分子区间有效性差的问题,提出了一种基于模糊C均值软聚类工况辨识的风电功率短期区间预测方法。模糊C均值软聚类可以将过渡工况的样本点划分到多个工况区间中,从而提高子区间划分的有效性。首先采用LSSVM建立风电功率确定性预测模型,然后基于聚类有效性,确定聚类数目,再利用模糊C均值软聚类对历史运行数据进行工况辨识从而划分为多个子区间,最后利用核密度估计计算各工况下功率预测值与真实值误差的概率密度函数,进而确定各工况的功率置信区间,完成区间预测。算例结果表明,基于模糊C均值软聚类工况辨识的风电功率区间预测方法在覆盖率和平均带宽等评价指标上优于常规方法,适合应用在风电功率短期区间预测中。

    2019年05期 v.46;No.201 83-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 303K]
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  • 面向可及度的海上风电机组维修策略研究

    芮晓明;谢鲁冰;李帅;王松岭;胡鑫;

    为降低海上风电机组运维成本,考虑海上天气情况对维修活动的影响,采用马尔可夫法和动态时间窗描述海上天气情况,提出可及度指标评估海上风电机组的维修可及性。采用机会维修策略对机组关键部件开展维修优化,并以周期内成本期望值最小为目标函数,对机组关键部件的机会维修役龄与预防性维修役龄进行优化。最后以某海上风电场机组为例进行仿真分析,结果表明采用机会维修策略比役龄预防性维修策略的维修成本降低了10%,证明了机会维修策略在考虑海上天气因素制约的海上风电机组维修优化方面的有效性与优越性。

    2019年05期 v.46;No.201 92-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 322K]
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  • 化学链燃烧技术的研究进展综述

    王金星;孙宇航;

    化学链燃烧技术是一种具有能量梯级利用,内分离CO_2同时降低NOx生成的新型燃烧技术。首先,从气化产物化学链燃烧、固体燃料化学链燃烧以及化学链氧解耦燃烧等三种方式总结了化学链燃烧技术的研究现状。其次,分别从热重分析仪(Thermal Gravimetric Analyzer,TGA)、固定床反应器、批次流化床反应器以及接近工程示范流化床反应器等4个方面阐述了化学链燃烧技术研究中反应器的特点。此外,从氧载体的评价指标以及氧载体的改性等方面系统介绍了化学链燃烧技术中氧载体的研究进展。最后,分别从NO_x、SO_x以及氯化有机物控制方面详细地报告了化学链燃烧技术在污染物方面的进展。期望对化学链燃烧技术的进一步研究提供参考。

    2019年05期 v.46;No.201 100-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 181K]
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