中国电机工程学报杂志

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中国电机工程学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Proceedings of the CSEE

  • 11-2107/TM 国内刊号
  • 0258-8013 国际刊号
  • 3.5 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
中国电机工程学报是中国电机工程学会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1964年创刊,目前已被北大期刊(中国人文社会科学期刊)、CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版)等知名数据库收录,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊之一。中国电机工程学报在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:智能电网、大电网规划与运行、可再生能源并网技术、发电、电力电子与电力传动、电机与电器、高压放电与等离子体应用

中国电机工程学报 2019年第05期杂志 文档列表

计及风电场状态的风电功率超短期预测1259-1268

摘要:风电功率的随机波动性是风电功率预测精度提高的瓶颈问题。一方面,风速的波动性使得风电功率是波动的;另一方面,风电场将风能转化为电能的能力也会在一定程度上造成风电功率波动。该文首先分析在功率预测中计及风电场状态的必要性,然后利用随机矩阵理论评估风电场状态,以此为基础提出计及风电场状态的风电功率超短期预测方法。算例结果表明,该方法可以有效的提升风电功率超短期预测精度。

耦合目标接近度和边际分析原理的梯级水电站多目标优化调度方法1268-1278

摘要:梯级水电站群多目标优化调度及决策一直是水电调度的关键问题。该文通过引入目标正负理想点构造相对目标接近度优化模型,以高效处理多目标优化;提出复杂调度约束处理策略,并耦合遗传算法进行模型求解,确定不同目标权重系数的最优解集。以此为基础,提出一种基于经济学边际分析原理的多目标决策方法,引入边际效益和边际成本分别表征调峰和通航目标函数值随权重系数的变化关系。依据经济学利润最大化规律,对权重系数进行边际分析最终确定效益主导区、成本主导区、以及均衡区,给出多目标决策依据。以澜沧江下游梯级水电站为依托工程,开展模型应用测试,所得结果切实可行、能够兼顾多目标需求,同时减少多目标决策传统方法的主观臆断性。

基于区块链的能源互联网智能交易与协同调度体系研究1278-1290

摘要:区块链具有智能合约、分布决策、协同自治、防篡改性等特征,在运行方式、拓扑形态、双边交易和协同调度等方面与能源互联网有天然相似之处,可以很好地支撑能源互联网建设。该文从二者技术融合的角度出发,基于能源互联网的物理拓扑结构和逻辑协议层次分析,提出了基于区块链的能源互联网层次架构模型;设计了交易完全去中心化的能源互联网智能交易模式及信任机制;探讨了在调度部分去中心化下的垂直分级调度系统和多级变电站的协同调度模式,及相应的电网安全校核与物理约束条件;形成了基于区块链技术构建的支撑'横向多源互补,纵向协同调度'体系的能源互联网智能交易与协同调度模式,有利于实现能量流和信息流的高度融合控制与安全传输。

计及不确定时滞的有源配电网无功电压鲁棒控制1290-1301

摘要:受外界环境影响,分布式光伏出力具有波动性、不确定性且难以预测,其高渗透接入会带来局部过电压问题,同时其分散化接入的方式进一步加大了控制的难度。因此,该文提出了一种计及不确定时滞的有源配电网无功电压鲁棒控制方法,该方法充分利用光伏的无功调节能力,解决含多种不确定性因素的配电网局部过电压问题;首先,采用含光伏和负荷出力不确定性的多胞体模型设计H∞电压鲁棒控制器,实现对电压越限的抑制;其次,构建不确定时滞补偿模型来解决通信延迟和闭环控制带来的控制滞后性问题;最后,在Matlab/Simulink中搭建PG&E 69节点仿真模型并进行算例分析,验证所提控制方法可适应有源配电网运行状态变化,提高配电网控制的快速性和有效性。

考虑数据中心用电负荷调节潜力的双层经济调度模型1301-1314

摘要:随着互联网技术的高速发展,数据中心的规模和数量正在迅速扩大,数据中心已成为体量可观的电力负荷。互联网数据中心(internet data centers,IDCs)通过数据网络传递数据负荷可实现电力负荷的转移。该文首先建立IDCs的功耗模型,对其进行封装并分析其负荷调节潜力,在此基础上,提出含IDCs的双层经济调度模型,同时进行IDCs的负荷调节潜力关于数据负荷处理延迟界限的灵敏度分析。通过算例分析说明所提出模型的应用方法,仿真结果说明,IDCs参与电力系统经济调度能够降低电力系统的全系统运行成本,同时,IDCs的负荷调节潜力随延迟界限的增加而增加,且其灵敏度随延迟界限的增加而减小。

直流配电系统潮流解的存在性分析1314-1323

摘要:直流配电系统的输电能力受网络拓扑、线路阻抗以及电压等级的限制,当负载需求超过配电网的最大输电功率时,系统将失去平衡点,从而导致电压坍塌。因此,研究潮流解的存在性对保证直流配电系统稳定可靠运行至关重要。该文建立了直流配电系统潮流数学模型,通过闭区间套定理求得了系统存在潮流可行解的充分条件,基于极限的唯一性证明了潮流可行解的唯一性,并提出了一种大范围收敛的潮流解迭代算法,为直流配电系统稳定性研究提供了新的有效途径。另外,该文得到了解析的和基于数值型的平衡点存在性条件。根据解析条件可快速地评估负载接入和电压突变后系统的潮流可行解存在性,大幅度减少了计算量;根据数值型条件可更为准确计算潮流可行解存在的负载上限,降低了存在性条件的保守性。通过算例验证了所得结论的正确性以及所提潮流解迭代算法的有效性。

基于节点阻抗矩阵的直流配电网谐振特性分析1323-1334

摘要:为分析直流配电网谐振特性,在序分量动态相量谐波分析模型的基础上,分别建立直流配电网中并网换流器、交流负载接口换流器以及直流负载接口双向DC-DC换流器等关键元件的诺顿等值电路模型,进而构成直流配电网的等值电路模型。基于等值电路模型,形成直流配电网的节点阻抗矩阵。通过分析节点阻抗矩阵中各元素的频率特性,得到整个直流配电网的谐振特性,包括换流器自身及换流器间的谐波相互作用关系。接着深入研究影响直流配电网谐振特性的主要因素。通过仿真验证理论分析的正确性和有效性。

270V直流开断特性研究与耗散功率变化的Mayr模型仿真分析1334-1342

摘要:为了优化航空270V直流接触器结构设计以及预期接触器的开断容量,采用一种以栅片和磁吹系统相结合的直流接触器,进行典型负载类型下的开断性能实验,得到了感性负载情况下开断难度最大,且随着回路电感值的增大,燃弧时间和电弧熄灭时过电压峰值增加。主触点间并联RC支路虽然会增加整个燃弧时间,但能有效限制过电压的数值,且过电压峰值随并联支路电容C的增加而减小。假设燃弧过程中电弧具有对称性,并对电弧进行受力分析,提出横向磁场中电弧运动速度和消散功率的计算方法,得到一种Mayr电弧修正模型。在不同等级的阻性负载情况下,分别对燃弧过程进行数值仿真,经仿真与实验结果对比,所提Mayr电弧修正模型能够准确描述电极分断过程中电弧电压及运动速度的变化情况,为航空直流接触器的设计提供有效的参考。

中压直流混合型断路器用四触头并联高速斥力机构的特性分析1342-1349

摘要:针对4kV/6kA真空直流断路器的电磁斥力机构所呈现的运动部件质量高,进而导致分闸速度低的问题,提出使用多组小型斥力机构并联以替代原单一斥力机构。简述混合型真空断路器的分断过程,根据额定通流下运动部件质量和弹簧预压力差异对斥力机构的并联数量进行选择;讨论多组机构的排布形式及各机构分闸时的相互影响;考虑机构间可能存在的差异,对不同激励源下机构的位移特性曲线进行讨论;最后,制作工程样机,并对各个机构的电阻及电感进行校准,通过实验获得机构的运动特性,并与有限元结果进行比对。结果表明,仿真与实验的一致性优良,并联多机构可在2ms内完成5.5mm开距,且较原单一斥力机构的能耗更低,可有效减小斥力机构对真空断路器的振动和冲击。

燃煤锅炉烟气侧换热表面的积灰机制及影响因素1349-1366

摘要:工业燃煤锅炉烟气中含有大量的飞灰颗粒、粘性物质和酸性气体,其中飞灰颗粒易与其他物质发生耦合作用,在换热器受热面上发生沉积而形成积灰,会对设备换热性能和系统稳定运行造成严重影响,因此积灰问题是亟待解决的难题。而影响积灰的因素众多,不同运行工况和换热器结构条件下,受热面上的积灰过程差异较大。为深入了解积灰特性和影响积灰的关键因素,首先阐述燃煤锅炉烟气中飞灰的形成、传输、粘附和生长机制;接着详细分析影响飞灰颗粒在换热器受热面上沉积的主要因素和影响规律,并归纳总结积灰对换热性能影响的准则关联式;最后,根据各种因素对积灰影响规律的分析,为高热效、抗积灰换热器的结构设计和运行工况选择提供指导思路,并对烟气侧换热表面积灰特性的研究前景进行展望。

蓄热式压缩空气储能系统变工况特性1366-1377

摘要:接入可再生能源和电网负荷波动、环境条件改变及系统自身特性等因素使压缩空气储能(compressedairenergy storage,CAES)系统长期处于变工况运行状态。对目前先进的蓄热式压缩空气储能(CAESwiththermalstorage,TS-CAES)系统进行变工况特性研究,建立完善的部件及系统整体变工况模型,并为充分分析其变工况过程,将系统分为压缩段、膨胀段和系统整体3个层面,且采用多种(火用)效率评价压缩段和膨胀段。揭示了质量流量、功率、(火用)效率、热水温度、排水温度、各级压比/膨胀比、换热器温差/压损等关键参数在储能/释能过程中的变化规律。发现滑压较定压运行系统效率提高了2.08个百分点。

燃用低热值合成气的燃气轮机透平排气温度分散度优化研究1377-1387

摘要:建立了一个关于燃用低热值合成气的燃气轮机的工程热力学模型,利用燃气轮机实际运行数据对该模型进行了校验。利用经过验证的热力学模型分析了该燃气轮机透平出口排气温度不同测点之间分散度较大的原因在于燃气轮机压气机出口至左、右侧燃烧室的压缩空气流量不平衡。根据压气机出口至左、右侧燃烧室顶部环形空间差压以及透平出口排气温度周向差异,给出了一种快速计算分别进入燃气轮机左、右侧燃烧室合成气流量的方法,据此调节合成气流量可以减少透平出口排气温度分散度。计算结果表明,利用该方法调节分别进入左、右侧燃烧室的合成气流量后,燃气轮机左、右侧燃烧室排气经过透平后温度的相对偏差由实际运行的平均3.55%(相当于平均29.7℃)可以减少到平均0.14%(相当于平均1.2℃)。CFD模拟表明,该合成气流量调节方案基本不影响燃气轮机燃烧稳定性,同时会略降低NOx排放。

循环流化床锅炉富氧燃烧与CO2捕集发电机组运行能耗影响因素分析1387-1397

摘要:在干、湿烟气再循环方式下,建立采用空气启动方式的富氧燃烧循环流化床锅炉助燃气体动态计算模型和烟气成分动态变化计算模型。基于实际气体的P-R状态方程,采用偏离函数法建立空气分离单元和CO2压缩纯化单元运行能耗计算模型。在此基础上,对循环流化床锅炉富氧燃烧与CO2捕集发电机组的运行能耗影响因素进行定量分析计算,得到氧气纯度、氧气浓度、过量氧气系数、锅炉漏风系数及不同烟气再循环方式对发电机组运行能耗的影响。

循环流化床垃圾焚烧系统电除尘飞灰和布袋飞灰特性研究1397-1405

摘要:以浙江某垃圾焚烧电厂飞灰为研究对象,研究了电除尘飞灰和布袋飞灰粒径分布、表面特征、矿物组成、重金属含量和浸出特性。结果表明:1)电除尘飞灰和布袋飞灰粒径呈单峰分布,大部分分别集中在9.8~120.6mm和3.8~72.8mm之间;2)电除尘飞灰和布袋飞灰孔隙率基本可以忽略不计,飞灰对重金属的吸附主要是在飞灰颗粒表面进行;3)电除尘飞灰中晶相主要为SiO2,而布袋飞灰晶体包括SiO2、Ca(OH)2、CaCO3、NaCl和KCl;4)Cd和Hg以气化、冷凝和吸附的方式向飞灰传递,元素Se以化学吸附的方式向飞灰传递,As和Cr以烟气夹带的方式向飞灰传递,元素Pb、Zn和Cu主要通过形成氯化物以气化、冷凝和吸附的方式向飞灰传递;5)飞灰中Cd、Cu和Zn易于浸出,而Cr、Hg和Se浸出率相对较低。

雷诺数对调节阀模化试验影响的研究1405-1411

摘要:汽轮机调节阀作为火电厂控制机组通流的核心部件,直接影响机组的经济性和安全性。调节阀的通流和振动特性模化试验常用低压空气代替高温蒸汽,但在模化参数条件下试验能否再现原型参数下调节阀内的流动特性还有待验证。结合试验和数值模拟对比分析了原型和模化参数下阀内的流动特性。结果表明:在几何相似、压比相同和雷诺数进入自模化区的基础上进行模化试验,可反映原参数下调节阀的通流特性、压损和流型;但要模拟原型参数下阀内流动的动态特性和流体激励的阀杆系统响应特性,则需使模化试验的雷诺数和原型参数相等。

序阻抗视角下虚拟同步发电机与传统并网逆变器的稳定性对比分析1411-1421

摘要:传统新能源并网逆变器接入弱电网易发生谐波振荡等交互稳定性问题。该文采用谐波线性化方法建立虚拟同步发电机的小信号序阻抗模型,对比分析虚拟同步发电机和传统并网逆变器的序阻抗特性。传统并网逆变器的序阻抗在中频段显容性且阻抗幅值较大;而虚拟同步发电机的序阻抗基本呈感性且阻抗幅值较小,与电网的阻抗特性基本一致。基于序阻抗模型和奈奎斯特稳定判据分析电网强弱、逆变器并网台数和锁相环带宽对虚拟同步发电机和传统并网逆变器并网系统稳定性的影响。稳定性分析结果表明,在弱电网下或者高渗透率新能源发电下,传统并网逆变器容易失稳,而VSG并网系统依旧可以稳定运行且无锁相环的约束。因此,从系统稳定性的角度来说,VSG比传统并网逆变器更适合应用于弱电网下或者高渗透率新能源发电中。最后,通过实验验证该文分析的正确性。

并网逆变器频率耦合特性建模及系统稳定性分析1421-1432

摘要:基于阻抗的稳定性分析方法被广泛用于分析并网逆变器与电网互联系统的稳定性。阻抗建模时,通常认为三相互联系统可以分解为相互解耦的正序子系统和负序子系统,并且每个子系统在频域上都具有单入单出的特性。但是,当系统存在频率耦合时,正负序阻抗不再解耦,原有的稳定性分析方法也不再适用。针对并网逆变器,推导并验证了考虑多种频率耦合原因情况下的并网逆变器的频率耦合特性解析模型。基于推导的模型,进而分析了频率耦合特性的影响因素,以及频率耦合对并网逆变器系统稳定性的影响。

交直流微电网中变换器级联系统稳定性分析与协同控制1432-1443

摘要:交直流微电网将成为未来配用电系统的重要组成形式,受到广泛的关注。但其中的恒功率负载具有负阻抗特性,容易引发母线电压振荡,不利于系统稳定运行。该文以控制母线电压的源变换器双向DC/DC和控制功率的负载变换器双向DC/AC为研究对象,建立直流变换器级联系统的等效阻抗模型,并进行稳定性分析。研究表明,LC滤波器会增大系统低频段输出阻抗,造成直流母线电压出现输出阻抗峰值频率附近的振荡。对此,该文提出一种协同控制方法,引入电压和功率协同控制,同时调整源变换器的输出阻抗和负载变换器的输入阻抗,从而减少级联系统输出阻抗的幅值并增加输入阻抗的相位,扩大系统的稳定裕度。最后,通过仿真和实验验证该文的分析和所提控制方法的有效性。