电池储能系统的多时间尺度仿真建模研究及大规模并网特性分析
摘要：为研究电力系统机电暂态和中长期动态过程中储能电池对电网的影响，提出一种电池储能系统的多时间尺度仿真模型，并针对每个组成部分进行了详细建模。该模型在大型电力系统分析软件包的全过程仿真程序PSD．FDS中得到了实现，并通过算例验证了模型的有效性，为储能电池系统的并网研究提供了仿真手段。在此基础上，该文对电池储能系统展开了不同时间尺度下的特性分析，研究了其机电暂态特性及中长期动态特性，以及电池储能系统的接入对电网的影响。仿真显示电池储能系统对电网的稳定性有改善作用，且可以有效地平抑新能源发电的功率波动。基于Wasserstein距离和改进K-medoids聚类的风电／光伏经典场景集生成算法
摘要：随着风电、光伏等可再生能源发电渗透率的增加，电力系统运行需要考虑随之而来的不确定性。场景分析法因为可明确体现不确定性因素的概率特征而被广泛采用，但是由于大规模场景会降低随机规划的求解效率，实用性受到限制。针对该问题，提出一种经典场景集生成算法。该算法首先利用Wasserstein概率距离指标，将单一时刻的风／光出力连续分布概率函数转化为含精确概率信息的最优分位点，随后综合考虑计算规模和概率信息损失，对整个调度区间进行合理划分，段内采用基于改进的K-medoids并行聚类算法进行消减，段间进行场景融合，通过迭代消减、融合运算，形成覆盖整个调度区间的经典场景集。算例中采用国电云南分布式发电示范工程实际数据，结果显示所提出的经典场景集生成算法具有概率信息准确、求解效率高等特点。调峰约束下考虑风电消纳的多目标尖峰电价决策模型
摘要：针对以火电为主、调峰难、缺少尖峰电力的电源结构，提出需求响应下的系统风电接纳能力不足问题的解决途径。综合考虑风电场、电力用户和供电公司利益，建立了多目标变时段尖峰电价决策模型。外层电价决策采用带精英策略的非支配排序遗传算法（non-dominatedsortinggeneticalgorithm，NSGA-Ⅱ）求解，将系统最小开机方式下的最小技术出力转化为确定负荷下的内层机组组合优化问题，从机组组合角度评价了尖峰电价对系统风电消纳能力的影响。仿真结果显示，尖峰电价有效地削减了研究周期系统的尖峰负荷，减少了在线火电机组数量，有效提高了系统接纳风电的能力。基于非支配排序遗传算法，得到一系列帕累托解供决策者参考。模块化多电平换流器型高压直流输电系统停运控制策略研究
摘要：针对模块化多电平换流器型高压直流输电系统（modularmultilevelconverterbasedhigh—voltagedirectcurrent，MMC．HVDC），为了确保停运过程中子模块电容能够可靠且快速地放电，提出一套完整的停运控制策略。根据作用机理的不同，停运过程被划分为能量反馈阶段、可控能量耗散阶段和不可控能量耗散阶段。在能量反馈阶段中，通过提高调制比m，三次谐波注入，调节换流变压器变比及冗余子模块的投入，降低子模块电容电压，最大程度地将电容中的储存能量反馈至电网。在可控能量耗散阶段，子模块电容通过直流线路或者启动电阻进行放电，避免了放电电阻的使用。在不可控能量耗散阶段，子模块电容仅通过子模块电阻进行放电。最后，基于时域仿真软件PSCAD／EMTDC下搭建的400MW／±200kV数字仿真模型，验证所提出方法的有效性。直流电网MMC拓扑及其直流故障电流阻断方法研究
摘要：难于阻断直流侧故障电流是典型半桥模块化多电平换流器（halfbridgesubmodulebasedmodularmultilevelconverter，HBSM-MMC）的固有缺陷，严重影响该类型换流器在直流电网中的应用，因此开展具有直流故障电流阻断能力的MMC拓扑及控制技术研究意义重大。首先介绍典型HBSM-MMC的拓扑结构及工作原理，阐述其直流侧故障特性及影响机理，对比分析现阶段存在的直流侧故障清除方法及优缺点，指出基于换流器拓扑的自清除方法是解决直流侧故障电流阻断问题的最有效方法之一；通过对国内外MMC拓扑的调研，分别详细研究3类MMC优化拓扑结构及其直流故障隔离和电流阻断机理，对比分析3类优化拓扑的各项参数和功能实现的优缺点，为后续MMC技术在多端直流输电系统和多电压等级直流电网中的应用提供技术参考。特高压直流闭锁后省间紧急功率支援的协调优化调度策略
摘要：大容量特高压直流CLTHVDC）输电系统一旦发生直流闭锁故障，会造成受端交流系统的巨大功率缺额，仅靠故障区域的旋转备用可能无法填补，需要调集互联电网中其他区域的备用以支援系统的频率恢复。在分析现有应对策略处理大功率缺额事故的不足后，该文提出特高压直流闭锁后的省间紧急功率支援优化调度策略。该策略首先以各区域间的可用输电能力和每个子区域的剩余备用容量为优化目标，同时考虑省间断面限额、区域备用限制等约束条件，求解功率缺额在各区域的分摊方案；进一步，根据各类机组的调节性能和控制方式，可得到区域调节功率在机组间的分配原则。通过网省两级调度协调控制，可实现特高压直流闭锁后省间紧急功率支援的协调优化调度。仿真结果表明了所提控制策略的有效性。“直流配用电与直流微电网”专题征稿启事
摘要：近年来，由于分布式能源、电动汽车以及各种用电技术的发展，直流配用电与直流微电网技术获得越来越多的关注，被认为将会带来巨大的节能效益。目前这一领域已经有一批国家自然科学基金项目、国家科技部“863项目”获得立项支持，相关研究工作为多学科合作交叉研究带来新的机遇。提高暂态电压安全水平的动态无功备用优化方法
摘要：电力系统动态无功储备对提高系统暂态电压安全水平具有重要作用，因此提出一种在系统暂态过程中考虑暂态电压安全的无功备用概念，并给出其对暂态电压安全贡献的评价方法及相应的修正系数。通过轨迹灵敏度方法实现对修正后的无功源动态无功备用的计算，建立提高系统暂态电压安全水平的无功备用优化模型，利用原对偶内点法进行求解。IEEE39节点算例结果表明，所提3种权重系数合理。有效，通过该评价方式可以充分考虑到无功备用点对点的支撑能力以及故障严重性对无功备用的要求程度，通过系统动态无功备用的优化可提高系统的整体暂态电压安全水平，因此所提方法能够有效地预防系统故障时暂态电压安全问题的发生。计及不确定性的电力系统随机响应模式估计方法
摘要：电力系统随机响应的低频振荡模式参数能够反映电网小干扰稳定特性。针对系统正常运行下响应的随机性所引起的振荡模式参数估计的不确定性问题，提出一种同时估计振荡模式参数及其不确定性边界的方法。采用预测误差方法辨识随机响应的自回归滑动平均模型，在此基础上，通过推导自回归模型参数的协方差矩阵与振荡模式参数方差之间的联系，计算低频振荡模式参数及其不确定性边界。通过四阶线性系统和新英格兰系统的蒙特卡罗仿真，对比模式参数的经验样本方差和估计的方差均值，结果表明利用单组数据能够准确估计出模式参数的不确定性边界。最后利用WECC系统实测数据验证了模式参数及其不确定性边界估计的有效性。网省两级调度多电源短期联合调峰方法
摘要：在大电网平台下，利用各个省级电网负荷互补特性、以及常规水电、抽水蓄能、火电等电源调节性能的差异，协调多个电网间的电力分配，对于缓解中国电网普遍存在的调峰压力尤为重要。以华东电网网省两级调度平台为依托，提出网省两级调度多电源联合调峰方法。该方法根据电源类型将原问题分解为抽蓄、常规水电、火电、核电等4个独立子问题，并对应提出抽蓄启发式搜索算法、水电混合降维算法、火电切负荷调峰算法进行子问题求解；在此基础上，以系统负荷为关联因子，耦合前述算法和提出的网间电力分配二次规划方法建立多个子问题的协调求解框架，实现多种电源多个电网协调运行。实际应用结果表明，所提方法能够有效协调多个省级电网峰值负荷需求，比实际调度更好地发挥了华东网调电源的调峰作用。区域互联电网故障解列方法综述
摘要：解列控制是电力系统安全稳定控制的最后一道防线，其作用在于阻断严重扰动在电网中的恶性蔓延，如异步机群振荡失稳，并为解开后的孤网创造一个自平衡的运行环境。成功的解列能够挽救大量的电力负荷，避免发生如2003年美加大停电、2009年巴西大停电和2012年印度大停电等类似的大范围事故，减轻国民经济损失，维持社会稳定安全；而不成功的解列则会导致系统遭受更大的冲击。该文从工程应用和理论研究两个层面对电网解列现状进行了综述，总结出当前解列控制及其理论研究中尚存的问题，包括解列面界定方法、解列时机判断等问题，并针对这些问题提出相应建议。一种含四类0-1变量的机组组合混合整数线性规划模型
摘要：提出一种含四类0-1变量更为简洁一紧凑的机组组合混合整数线性规划（mixed—integerlinearprogramming，MILP）模型，有效提高了求解效率。通过引入辅助变量表示冷启动状态，提出一种启动费用的线性表达，同时增强了MILP模型的简洁性和紧凑性；利用爬坡速度和最小运行时间限制，提出新的机组出力约束表达，极大地压缩了机组出力的可行域，进一步增强了紧凑性。更简洁的模型，提高了线性规划松弛的求解效率；更紧凑的模型，缩小了最优解的寻优空间，使线性规划松弛解更接近MILP最优解。对10～1000机24时段系统计算的结果表明，所提模型在获得高质量解的同时，可提高求解效率数十倍，尤其适合于大规模系统。纳米流体的低温蓄冷释冷特性及其谷电蓄冷应用研究
摘要：工业用谷电低温蓄冷是电力需求侧管理的一项有效措施，但现有蓄冷材料的过冷度太高，导致制冷机组的能效比太低。文中在BaCl2．H2O共晶盐水溶液中添加TiO2纳米粒子，制备成悬浮稳定的TiO2．BaCl2．H2O纳米流体蓄冷材料，在蓄冷装置中对TiO2．BaCl2．H2O纳米流体与BaCl2．H2O共晶盐水溶液进行蓄冷和释冷对比实验，结果表明：TiO2-BaCl2-H2O纳米流体的过冷度受到极大抑制；蓄冷时，TiO2-BaC12-H2O纳米流体冻结完成时间比BaCl2-H2O共晶盐水溶液大大提前，蓄冷率和蓄冷量均大幅度提高；释冷时，前者比后者的释冷速度快，单位时间内释放的冷量多。对蓄冷系统的传热分析表明，纳米流体有助于强化系统的总传热系数。在重庆啤酒厂的低温蓄冷系统中采用TiO2-BaCl2-H2O纳米流体，其移峰填谷效果显著，投资回收期仅22个月，说明TiO2-BaC12-H2O纳米流体是一种很有潜力的工业用低温蓄冷材料。卧式螺旋管内过冷沸腾换热特性实验研究
摘要：在系统压力p=0．41～0．63MPa，过冷度△T_sub=6～12℃，热流密度q=0．11～10．90kW．m～，质量流量G=-147～249kg·m-2·s-的条件下，对卧式螺旋管内R134a过冷流动沸腾的换热特性进行了实验研究。分析过冷沸腾条件下螺旋管不同截面上的壁温分布表明：截面周向壁温呈现不均匀分布；螺旋管的截面位置对部分过冷沸腾向充分发展过冷沸腾的转变产生了很大影响。分析了各实验参数对充分发展过冷沸腾换热系数的影响趋势：随着热流密度、系统压力的增大换热系数不断增大；但是，当入口过冷度增大时换热系数却在减小：质量流量对换热系数的影响并不明显。对实验数据进行回归分析，发展了适用于卧式螺旋管内充分发展过冷沸腾换热系数的关联式。基于复矢量PI调节器的四象限级联型变频器PWM整流控制策略
摘要：分析四象限级联型变频器功率单元数学模型的基础上，以输入和输出瞬时有功功率平衡为控制目标，给出了PWM整流电流指令。为保证各频率电流的准确跟踪，提出了复矢量PI（complexvectorPI，CVPI）调节器，实现了各频率电流的完全解耦控制，论证了CVPI调节器相比传统调节器，对谐振频率变化具有更好的鲁棒性。同时，建立了基于卡尔曼（Katman）滤波的直流母线输出电流辨识模型，实时地辨识电流大小及其频率。构建了功率单元实验平台，对所提控制策略的正确性与可行性进行了实验验证。一种用于风电变流器可靠性评估的结温数值计算方法
摘要：以风电变流器可靠性评估为应用背景，文中提出一种结温迭代数值计算方法。基于电热比拟理论讨论了IGBT模块在一个开关周期内的结温计算方法，并通过迭代算法计算了IGBT模块的工频周期结温。以1．8MW单机直驱风力发电系统为例，将该方法与Infineon．IPOSIM电热仿真和解析方法对比。与电热仿真相比，在保证结温精度的情况下，迭代数值计算方法显著缩短了计算时间；与解析方法相比，迭代法考虑了器件的电热耦合关系，提高了结温计算精度。文中还分析了电热参数对结温计算的影响。计算结果表明，文中提出的结温迭代算法计算精度较高，计算速度快。基于载波移相调制的模块化多电平变换器变频运行控制
摘要：模块化多电平变换器（modularmultilevelconvener，MMC）工作于低频工况时，子模块电容电压波动加剧导致输出电压畸变严重，制约了其在中高压大功率变频调速领域中的应用。针对这一问题，在分析MMC数学模型的基础上，从维持各相上、下桥臂功率动态平衡角度出发，设计一种基于注入高频共模电压及高频环流的电压波动抑制策略。为降低功率器件开关频率并减少系统损耗，将载波移相技术应用于MMC变频驱动，分别讨论输出N＋1和2N＋1电平相电压的实现方式。基于载波移相调制，结合低频工况子模块电容电压波动抑制方法，提出一种变频工况下MMC子模块电容电压控制策略，并设计相应控制系统架构及实现方式。该控制策略能在变频工况维持子模块电容电压平衡，保证调速过程中MMC和电动机正常平稳运行，并在低开关频率下获得良好的输出谐波特性。最后，通过搭建Matlab／Simulink仿真及实验样机，验证所提控制策略的正确性和有效性。磁通反向式永磁电机性能计算与转矩脉动削弱措施研究
摘要：为提高磁通反向式永磁电机的转矩密度，提出了两种分布式绕组拓扑结构。基于子域法建立的解析模型，计算对比了采用不同绕组拓扑结构时电机的磁场和电磁性能，结果表明两种分布式绕组结构均可大幅提高电机的能量密度。分析了永磁体宽度、同一齿上永磁体间夹角和转子槽宽等电机结构参数对转矩脉动的影响，通过合理的选择结构参数，可在保持平均转矩不变的情况下，显著减小电机转矩脉动。设计制造了一台6／8极结构样机，通过有限元法和实验对解析模型进行了验证。结果表明，所提方法能够体现结构参数和电机性能之间的关系，计算速度快，特别适用于电机的初始设计和优化计算。
