摘要：在微电网中,不同控制模式之间的切换是不可避免的,如何在不同控制模式之间切换时减小频率电压等指标的波动,对保证用户的供电质量至关重要。首先对不同控制策略之间的误差进行了量化分析,并给出了一种优化的控制策略无缝切换方法,包括dq轴/参考相角校准环节和大扰动瞬时功率补偿环节,对不同控制环的输出调制波进行修正/补偿。然后以某混合直流系统为例,利用上述补偿策略设计了可实现控制模式无缝切换的微网直流供电策略,包括混合直流系统无缝接入微网策略和大扰动时控制模式无缝切换策略。相比传统的无缝切换,该策略考虑了直流输电系统的送受端协调问题和不同控制模式之间的参考相角误差,并可提供一定的瞬时功率支撑,从而可减小因微网结构变化产生的波动。仿真结果表明该策略能够实现混合直流系统在不同控制模式之间的无缝切换,并且在微网发生大扰动时能够有效支撑系统的频率和电压。

摘要：双馈风机处于虚拟同步运行时与同步发电机的功率耦合关系是合理设计控制参数、降低附加运行风险的关键。建立双馈风机并网系统的动态模型,分析处于虚拟同步运行时的双馈风机与同步发电机之间的功率耦合关系。分析风机同步并网耦合关系及控制参数对稳定性的影响,并引入耦合系数。基于此,提出基于功率耦合的双馈风机同步并网优化控制策略,通过动态调整风机虚拟惯量使双馈风机同步并网系统处于稳定运行区域,从而降低运行风险。最后,通过搭建双馈风机同步并网仿真系统验证了风电机组能够根据系统运行状态的动态变化提供虚拟惯量响应,从而为并网系统提供可靠的动态稳定支撑。

摘要：提出一种新型高温太阳能热化学与甲烷互补固体氧化物燃料电池-燃气轮机-卡琳娜循环(SOFC-GT-KC)复合动力系统,利用高温太阳能热驱动甲烷重整制氢,将太阳能转化为富氢燃料合成气中的化学能,实现了太阳能的转化与储存。以产生的氢气驱动SOFC-GT-KC复合系统发电,实现能量的梯级利用。分析各关键参数对新系统热力性能影响并研究在不同季节典型日系统运行特性,给出不同的运行策略。研究结果表明:在设计工况下,系统发电效率为62.28%,[火用]效率为64.92%,与相同条件下的无太阳能热化学过程互补的SOFC-GT-KC系统相比,新系统输出功率提升31.90%,且[火用]效率提升2.77个百分点。额定工况下,输出同样的电功率,新系统要比参考系统节省化石燃料29.6%。

摘要：随着海拔的升高,空气密度逐渐降低,导致空气间隙绝缘强度降低,研究高海拔低气压条件下的空气间隙放电特性,对高海拔地区输电线路及输变电设备的设计和运行有着重要的意义。为此,采用光电倍增管、光电集成电场传感器搭建光电联合检测系统,分别在西藏羊八井(海拔4300 m)、北京(海拔50 m)特高压试验基地开展了3m球–板间隙的正极性操作冲击放电试验,试验结果表明:海拔4300 m地区长间隙放电仍具有初始流注、流注–先导转化、先导发展等典型长间隙放电阶段,而高海拔流注起始升压时延均值53.53μs、有效电子形成的统计时延均值18.74μs均小于低海拔地区。临界体积、负离子密度、负离子寿命是统计时延的主要影响因素。当间隙施加相同操作波时,高海拔临界体积增长率为6.92 dm^(3)/μs,低海拔临界体积增长率为3.32 dm^(3)/μs,高海拔下临界体积增长速率显著增加。同时高海拔地区紫外线强度增加导致负离子密度增加,且高海拔下负离子寿命较短,更易电离出自由电子,因此高海拔统计时延均值显著降低。

摘要：直流充电桩现场测试装置内部为强弱电相结合,易产生电磁干扰而影响装置正常工作,降低测量精度。为了抑制测试装置内部的电磁干扰问题,分析了非平行传输线缆的电磁串扰,并在不同参数下进行了串扰仿真计算,同时利用ANSYS Maxwell电磁场仿真软件进行电磁屏蔽仿真及方案设计。基于上述方案研发了一套用于现场测试的模块化直流充电桩测试装置,其包含电源模块、计量模块、通信模块、控制模块和中央处理单元共5个子模块,实现了测试装置的紧凑化装配及模块化连接,并通过硬件结构和安装布局实现设计及现场应用。现场测试结果表明该装置通信稳定、运行可靠,电气量参数测试精度满足设计要求。

摘要：针对柔性直流电网线路纵联保护难以同时适应线路边界存在和不存在情况的问题,提出一种基于电压行波折射系数的柔性直流电网线路纵联保护。通过分析线路的1模波阻抗得到较为精确的故障分量1模电压行波。利用Peterson等效电路定量分析正方向故障时的电压行波折射系数,通过定性分析得到反方向故障下的电压行波折射系数,根据电压行波折射系数的差异构造故障识别判据。在此基础上,设计启动判据和选极判据,与故障识别判据一起形成完整的柔性直流电网线路纵联保护。最后,在PSCAD/EMTDC中进行仿真验证。结果表明,所提纵联保护可实现全线速动,能够耐受500Ω的过渡电阻和20dB的噪声,且对采样频率和数据同步要求低,工程适用性较强。

摘要：有载分接开关(on-load tap changer,OLTC)的机械故障声纹在线监测技术逐步得到应用,为消除OLTC声纹在线监测过程中外界环境干扰导致的误动,提出一种基于混合倒谱系数与卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的OLTC声音辨识方法。首先通过现场采集与搭建试验平台的方式构建OLTC声信号数据集,并将变电站采集的环境声数据与ESC-50数据集共同构建成环境声数据集;其次,根据OLTC的声信号分布特性,采用梅尔倒谱系数、伽马通滤波倒谱系数、幂律归一化倒谱系数组成的混合倒谱对原始信号进行降维预处理,提升后续识别速度;最后,引入CNN通过超参数调整和网络结构优化设计构建声音辨识模型,实现OLTC与环境干扰的声信号辨识。结果表明,该方法在辨识OLTC与环境干扰声音方面具有较高的准确率与较快的计算速率。

摘要：电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)以其控制精度高、响应速度快等优势被广泛应用于电网中。为充分发挥BESS参与电网一次调频的优势,提出一种基于荷电状态(State Of Charge,SOC)与频率偏差的综合控制方法。首先,为了改善电池循环寿命,设计基于荷电状态SOC的下垂系数与虚拟惯性系数。引入基于频率偏差的加权系数将下垂出力与虚拟惯性出力相结合,在频率偏差较小时增加虚拟惯性出力权重以稳定频率,在频率偏差较大时增加下垂出力权重以快速调节频率偏差,并在频率偏差超过一定限度后进行故障穿越时的频率支撑,而当电网状态变好且SOC较低或较高时进行SOC恢复。其次,提出BESS参与电网一次调频的评价指标以定量评估所提策略的调频效果及SOC维持效果。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建BESS仿真模型,并在阶跃负荷扰动、随机负荷扰动、瞬时性短路故障及光伏间歇性出力扰动工况下仿真验证所提策略的调频效果及SOC维持效果。仿真结果表明,所提策略能实现较好的调频效果并将SOC维持在合理区间内。研究成果为BESS成套设备生产厂家合理设计控制保护参数提供参考,对提升BESS涉网性能具有实际意义。

摘要：功率等级提升与轻量化是电动汽车无线充电系统(wireless charging system,WCS)的重要发展方向,如何在轻量化设计基础上兼顾极端工况耐受能力,则是当前面临的关键问题之一。文中基于大功率WCS传统模块化并联结构,提出一种接收端失谐的补偿参数配置方法;分析采用该配置方法后WCS能量传输特性,揭示其具有直流输出波动平抑和抗短路能力;进一步从优化输出功率和传输效率角度,制定具有抗短路能力的大功率轻量化WCS整体设计流程;研制一台3kW无线充电原理样机,对上述方法正确性和设计流程有效性进行实验验证。结果表明,与采用传统LCC-S拓扑的WCS相比,改进后系统效率可达95.7%,直流输出脉动减小近80%,系统滤波电容容量可减小约90%,接收端短路电流为额定值1.4倍左右,具有较强抗短路能力。

摘要：气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal-enclosed transmission line,GIL)中绝缘气体热学特性会影响GIL整体绝缘性能。目前,国内外对C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合新型环保气体应用于GIL的研究刚刚起步,其热学特性尚不明确。为此对特高压C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体GIL建立了温度-流体多物理场仿真模型,通过开展现场温升试验对该模型进行了有效性验证,研究了额定电流下GIL内部温度场分布及内部气体密度场、流速场分布,以及不同通流水平下导体和铝合金外壳顶部温升关系,并对比分析了在C_(4)F_(7)N/CO_(2)与SF;两种不同气体下GIL内部温升的差异性。研究结果表明:C_(4)F_(7)N/CO_(2)气体GIL内部温度梯度整体大于SF;气体GIL,在后续环保型GIL设计中应关注这一问题;相同通流条件下C_(4)F_(7)N/CO_(2)气体GIL与SF;气体GIL温度分布差异的主要原因为SF;对流性能优于C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体;探索了C_(4)F_(7)N/CO_(2)GIL外壳顶部温升与GIL中心导体温升间的关系,GIL导–壳温升比例系数为0.482,该系数可应用于后续基于外壳温度的中心导体温度监测系统中。