- 林俐;周龙文;郑馨姚;
在含高比例风电的电力系统中，由于灵活性电源占比小，燃煤机组需要频繁地深度调峰，将会导致系统低碳经济运行水平降低。据此，分析不同负荷率下锅炉、汽轮机等辅机系统以及脱硫脱硝工艺对燃煤机组碳排放的影响，研究其各调峰阶段的碳排放特性，以此建立考虑深度调峰的燃煤机组全过程碳排放强度计算模型；针对抽蓄机组利用率低的现状，提出一种基于低碳调用系数的抽蓄辅助燃煤机组深度调峰的低碳经济调度策略；进而建立以系统总运行成本最小为目标的低碳经济调度模型。最后，基于改进的IEEE 39节点算例进行仿真分析，验证了所提模型的可行性，且结果表明所提策略能有效提高抽蓄的利用率、降低燃煤机组的深度调峰能耗与碳排放，实现系统的低碳经济运行。
2024年05期 v.51;No.231 1-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K] [下载次数：665 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：0 ] - 李志伟;丛志涵;胡文昊;赵书强;
随着“双碳”目标的提出，以风电为代表的可再生能源参与电力现货市场已是大势所趋。但由于具有不确定性和波动性，风电在市场中常处于不利地位。风电与具有灵活调节能力的光热电站(Concentrated Solar Power, CSP)联合能够减少实时出力偏差，进而降低不平衡成本。基于此，本文针对风电—CSP电站联合参与现货市场的运行策略开展研究。首先，对风电—CSP电站联合参与现货市场的机理进行分析，在此基础上，以经济性最优为目标，综合考虑供电收益、冬季供暖收益和不平衡惩罚等因素，提出了考虑冬季供暖的风电—CSP电站联合参与电力现货市场运行策略，并基于Shapley值法对联盟收益进行分配，最后分析了储热容量对联盟收益的影响。算例表明所提联合运行策略能够充分利用CSP电站灵活性，显著提高双方收益，减少弃风损失。
2024年05期 v.51;No.231 11-20+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1926K] [下载次数：261 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘云鹏;李浩义;周松松;唐力;李乐;宗强;张配斯;
复合绝缘横担具有轻质高强、绝缘可靠性高且防雷效果优异等特点，正逐步在10 kV配电线路中得到推广应用。围绕配网耐张型复合绝缘横担结构设计、耐久性研究及性能测试三个问题，首先综述10 kV配网耐张型复合绝缘横担的发展现状，指出研究必要性，进而针对其设计依据、现有设计型式、以疲劳振动老化为代表的耐久性研究进展及关键性能测试与评估展开论述，同时分析目前存在的问题及有待解决的困难，最后结合应用情况进行总结与展望，以期为配网耐张型复合绝缘横担的结构优化、性能提升以及后续大规模应用提供参考。
2024年05期 v.51;No.231 21-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1508K] [下载次数：1171 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 律方成;杨瑞;宋景萱;吴雨舟;王双双;王胜辉;
间位芳纶纸具有优异的绝缘强度和耐热性，是纤维素纸的理想替代品。为研究干式工况下间位芳纶纸对纤维素纸的可替代性，对比了叠层间位芳纶纸和纤维素纸在极不均匀电场中的击穿强度，并对叠层间位芳纶纸与纤维素纸开展了阶梯升压和恒定电压下的局部放电测试。结果表明，极不均匀电场中间位芳纶纸的干式击穿电压约为纤维素纸的2倍，且随着叠层数的增长，二者的击穿强度差异性变小；升压局放中，在电场强度低于两种绝缘纸各自击穿强度的50%时，两种绝缘纸的放电特征相近，进一步提高电场强度后，间位芳纶纸出现了更剧烈的沿面放电，放电量约纤维素纸的6倍；恒压局放中，间位芳纶纸在放电起始阶段放电更为剧烈，最大放电量在6 500～43 000 pC之间变化，而后在6 500 pC上下小幅度波动，临近击穿时最大放电量剧增到49 966.9 pC。局放使间位芳纶纸呈现更加严重的纸张缺陷，这源于击穿对短切纤维与浆粕界面的破坏导致浆粕脱落及损伤。
2024年05期 v.51;No.231 35-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1896K] [下载次数：310 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 姜君;王增平;王彤;吴英姿;冀肖彤;夏勇军;
电网电压跌落时能够向系统提供无功支撑是对并网风电机组的基本要求。风电机组无功支撑对故障电流有着直接影响，可能使集电线电流速断保护灵敏度下降，同时可能使保护失去选择性。文章首先根据双馈异步电机(double feed induction generator, DFIG)数学模型及无功电流支撑原理，分析了浅、深度故障运行下DFIG分别通过转子侧变流器(rotor-side converter, RSC)与网侧变流器(grid-side converter, GSC)调节输出无功对故障电流的影响。针对DFIG无功优先控制可能造成集电线电流速断保护灵敏度降低以及其与箱变熔断器失去配合的问题，提出了在DFIG无功优先控制计算整定初值基础上根据集电线电压跌落程度附加自适性补偿量的定值调整方法。通过仿真验证，表明整定值改进后能够在保证全线速动的前提下大幅提升保护的选择能力。
2024年05期 v.51;No.231 45-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1709K] [下载次数：305 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杨鹏;梁纪峰;董靓媛;刘欣;高本锋;陈凯龙;穆恒玲;姜山;
随着分布式光伏等新能源接入电网的规模快速增长，给新能源电力汇聚、疏散、消纳和电网潮流优化控制带来严峻挑战。基于电力电子技术的柔性交流输电系统装置可有效提升输电网络的传输容量，由大容量Sen变压器(sen transformer, ST)和小容量统一潮流控制器(unified power flow controller, UPFC)组成的混合式潮流控制器(hybrid unified power flow controller, HPFC)在实现潮流连续调节的基础上，能够有效提升装置的经济性，具有很好的应用前景。为了确保HPFC调节潮流的准确性和可靠性，给出了HPFC容量分配的一般性方法及其主电路参数确定方法；为解决ST机械有载分接开关和UPFC电力电子开关二者响应速度的协调问题，提出了一种基于预测电流控制的潮流控制策略，并在Simulink中搭建220 kV双回线路及三机九节点系统进行仿真。仿真结果验证了HPFC容量分配方法正确有效，且预测电流控制策略能够合理计算抽头位置，减缓过渡电流对HPFC控制系统的冲击，使系统功率快速调节至目标值。
2024年05期 v.51;No.231 56-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1556K] [下载次数：310 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 尹忠东;陈俊晔;沈子伦;付瑜;郑志曜;王亚伟;
近年来由于日益白热化的配电变压器市场竞争，不少中小型企业“以铝代铜”生产变压器，对电力系统的稳定性留下隐患。当前变压器材质无损辨识方法和技术欠缺，而谐波电阻法所需设备简便、成本低，有很高的工程实用价值，但缺乏科学严谨的算法支撑。为了准确高效地对变压器绕组材质进行辨识，在已有研究的基础上提出了一种基于Kmeans聚类的辨识算法，并对算法进行了优化。该方法对统计得到的变压器绕组谐波电阻进行聚类分析，再通过方差选择法、主成分分析(PCA)降维对算法进行优化，验证了优化算法的可行性，并利用优化算法展开现场应用。分析结果表明该算法能准确地鉴别变压器绕组材质，有广阔的工程应用前景。
2024年05期 v.51;No.231 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1202K] [下载次数：1432 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 何玉灵;张文浩;孙凯;杨培杰;王世云;唐玲;
为了分析同步发电机气隙偏心对定子绕组的铜耗及温升的影响规律。首先理论推导了正常情况和偏心下的磁通密度及相应的铜耗，分析了绕组的温升特性；然后建立了CS-5型故障模拟发电机的三维有限元模型，计算得到了发电机在不同负载和不同故障程度下定子绕组的铜耗和温度变化规律；最后在CS-5型故障模拟发电机上对定子绕组温度进行了实测，所得实验结果和仿真数据与理论分析结论基本一致。研究发现：定子绕组直线段温度高于端部温度；定子绕组的铜耗和温度在气隙偏心工况下均高于正常情况，且随着偏心量和负载的增加呈现升高趋势；在静偏心下靠近小气隙一侧的绕组温度高于其他部位。
2024年05期 v.51;No.231 74-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 3602K] [下载次数：469 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 兰晓阳;邓明星;许小伟;王亚玮;马季旻;
轴向磁场永磁同步电机在潮湿、高温和振动的环境长时间运转，容易出现匝间短路和永磁体退磁耦合故障。为了实现对耦合故障产生的信号进行特征分析。首先从电机工作原理入手，建立了电机三维有限元模型，并通过对比实验数据和仿真结果，确定了所建电机模型和实际电机相符合。然后结合simplorer实现了有限元模型对匝间短路故障、永磁体退磁故障和耦合故障的模拟。最后，对比了不同故障状态下电机模型的电磁转矩、感应电势和故障相电流等特征量，并分析了特征量各阶次谐波含量的变化。研究结果确定了有效区分单一匝间短路故障、单一永磁体退磁故障和耦合故障的特征量分别为感应电势分数次谐波含量和故障相电流出现的周期为极对数的电流脉动，为该类电机故障特征分析提供一定的参考依据。
2024年05期 v.51;No.231 85-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1939K] [下载次数：269 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘昊天;卢占会;
风力发电是近年来我国电力系统发展的热门领域，风电系统的稳定性的研究成为重要的课题。异步风电机组轴系模型由风力机、轴系、异步发电机等部件组成，准确分析和研究模型运行的稳定性显得尤为重要。在已有的异步风电机组五质量块轴系模型的基础上，将模型进行约化，并考虑到模型中某些运行参数在实际系统中可能是在一定范围内变化的不确定值，利用动力系统稳定性的相关理论，借助Gersgorin圆盘定理等工具，讨论当模型处于稳态时，找出不改变模型稳定性的参数稳定域的一种方法，该方法为研究含异步风电机组的电力系统的失稳问题提供了参考。最后通过算例验证了结论的有效性。
2024年05期 v.51;No.231 93-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 999K] [下载次数：127 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吴庆泽;吕丽霞;刘长良;刘卫亮;
风光发电具有波动性和随机性，大规模并入电网影响电力系统的稳定性、安全性。建立考虑火电机组深度调峰和电储能寿命折损成本的风光火储能源系统模型，提出负荷跟踪、功率平滑两种出力模式。以风光火储各子系统出力为决策变量，建立了一种以风光火储能源系统运行成本最低、新能源消纳最多、环保性最好为目标的优化调度模型。通过NSGA-Ⅱ算法分别求解两种模式的调度模型，得到帕累托解集，最后基于AHP决策方法确定最优调度方案，实现能源系统出力跟踪负荷、能源系统功率平滑的功能，降低风光发电并入电网带来的冲击。仿真计算结果表明两种模式下的调度策略可以提高风光火储能源系统的经济性，增强新能源消纳能力，减少污染性气体排放，验证了优化调度模型的有效性。
2024年05期 v.51;No.231 100-107+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2068K] [下载次数：1417 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：0 ] - 闫浩思;赵文杰;
脱硫出口SO_2浓度的准确预测对实现脱硫系统经济运行具有重要意义，针对脱硫出口SO_2浓度影响因素众多，难以准确预测这一问题，提出了基于龙格库塔优化的核极限学习机(KELM)和改进AdaBoost集成算法相结合的预测模型。首先采用核极限学习机作为弱预测器，利用AdaBoost集成算法组合构建强预测器，通过调整脱硫系统不同工况下运行数据权重，建立了一种基于AdaBoost集成算法的出口SO_2浓度预测模型。为进一步提升模型学习性能和预测精度，通过引入惩罚系数和先验知识参数改进AdaBoost算法的损失函数，运用龙格库塔算法对KELM的正则系数C和核参数S进行寻优，克服初始参数设置对模型稳定性和预测精度的影响。最后利用电厂运行数据进行仿真实验，结果表明，所建立的出口SO_2浓度集成模型预测性能优越、准确度高，能够为脱硫系统优化控制提供技术支持。
2024年05期 v.51;No.231 108-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1788K] [下载次数：417 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郭嘉曦;刘长良;刘帅;刘卫亮;
针对超临界机组主汽温对象大惯性、大时滞、时变及工况复杂等特点，提出一种基于数字孪生模型的主汽温预测控制策略。该控制策略通过主汽温数字孪生模型预测主汽温值，并采用反馈校正修正预测值，使用黄金分割法滚动优化目标函数，输出最优控制量。所建立的主汽温数字孪生模型，包含主汽温系统传递函数模型与Xgboost-LSTM偏差模型，采用迁移学习理论实现在线更新，具有了高预测精度、高效更新能力与强鲁棒性。以某1 000 MW超临界机组末级过热系统为例，进行仿真实验。结果表明，基于数字孪生模型的主汽温预测控制策略有效改善了主汽温系统的控制品质与鲁棒性，具有良好的负荷适应能力。
2024年05期 v.51;No.231 118-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1596K] [下载次数：934 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 刘磊;刘鑫屏;
为了解决大规模新能源发电并网带来火电机组调频不足的问题，利用储能电池快速响应的特性，提出了一种储能辅助火电机组维持电网频率稳定的优化控制策略。通过对储能死区和火电机组死区的分析，以这两种死区为边界，将频率偏差分为三个区域，根据各个区域的调频需求以及虚拟下垂控制、虚拟惯性控制的优点，采取不同的策略，最大程度抑制频率偏差及其变化率的恶化。考虑到储能容量这个因素，采用优化后的logistic函数调节单位功率系数(即下垂和惯性系数),防止荷电状态过快的达到越限区域。最后通过Matlab/Simulink对阶跃负荷扰动和连续负荷扰动两种工况下进行仿真，结果表明该控制策略不仅可以降低火电机组的输出功率，还可以显著抑制频率偏差的恶化速度，减少频率恢复稳定的时间，提高了系统的稳定性。
2024年05期 v.51;No.231 126-133+142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1643K] [下载次数：560 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 高丹;戈立宁;潘勇;张衡;张宇宁;
气泡运动特性可以分析流型形成和演化，是探究两相流模型构建的基础。为了进一步研究气泡在多种溶液内的运动特性，搭建了气泡运动特性实验平台。在3种浓度的FeCl_3、CaCl_2、NH_4Cl离子溶液及去离子水内，对单个气泡运动特性进行了实验研究，利用高速相机拍摄图片并导入MATLAB软件进行了计算。据此，分析了离子溶液内单个气泡的上升时间，脱离时间，初始当量直径，以及纵横比。结果表明：离子溶液，尤其是CaCl_2溶液在一定程度上可以促进气泡在喷嘴处的脱离，使得脱离时间减少，当喷嘴为1.5 mm时，促进作用最为明显；三种离子溶液和去离子水比较，气泡上升时间都有所缩短，但是相差不大；三种离子溶液中，FeCl_3溶液中气泡纵横比变化最大；NH_4Cl溶液对气泡的当量直径促进作用最强，CaCl_2溶液会抑制气泡当量直径的发展，因此在特殊流体机械内部，应适当增加钙离子以降低冲击带来的腐蚀与振动；在去离子水和三种离子溶液中气泡的纵横比δ都会有一个“L”型分布，且最大值均出现在气泡脱离喷嘴的瞬间。
2024年05期 v.51;No.231 134-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 2285K] [下载次数：286 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] 下载本期数据