合成医用NO的等离子体温度的光谱测量与计算

为了有效控制电弧边界层电子温度,获得既能高效率产生NO、又能尽量不产生NO2的最合适电弧温度,利用光学多通道分析仪测量了不同气体体积流量下的脉冲电弧放电等离子体发射光谱;根据激发原子的玻耳兹曼分布公式,计算了不同条件下的等离子体电弧温度;在测量光谱的同时,同步测量了体积分数φ(NO)、φ(NO2)及其比值φ(NO2)/φ(NO),分析了等离子体温度对体积分数φ(NO)、φ(NO2)及其比值φ(NO2)/φ(NO)的影响。结果显示,可以采用光学多通道摄谱仪记录的各发光谱线的强度求解脉冲电弧放电的等离子体温度;脉冲电弧放电等离子体的温度随着气体体积流量的增加而呈非线性变化;体积分数φ(NO)、φ(NO2)及其比值φ(NO2)/φ(NO)与等离子体温度呈非线性关系,可能与不同气体体积流量下等离子体密度和电子温度的空间分布不同有关。     

全功率直驱风机电网友好型控制策略

基于构网型控制的电网友好型风电机组具有黑启动、电网支撑和弱电网运行等优势,近年来逐渐被广泛研究。为探究不同电网友好型控制在不同场景下的运行性能,以全功率直驱风机为研究对象,总结归纳了4种典型的电网友好型风电机组控制策略。基于不同控制策略的架构和特点,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了相应电网友好型风电机组模型。分别在黑启动、风速变化、功率减载、频率支撑、电压支撑、故障恢复以及故障限流7种工况下探究不同控制策略的运行性能。最后,综合不同工况下的仿真结果,得到了总体性能最优的控制策略。     

计及风光相位特性和机-网间元件的短路电流计算方法

以风电和光伏为代表的新能源机组大量接入电网使得短路电流的精确计算校核变得困难。针对最新研究中构建新能源并网点短路电流映射模型时,未考虑相位映射及未计及箱变、集电线路、主变及送出线路等机端到并网点间电气元件(机-网间元件)影响的理论缺陷,文中提出一种计及新能源相位特性和机-网间元件影响的改进工程化电网短路电流计算方法。首先,结合国家运行规程对新能源机端电压-短路电流相位映射进行有补充意义的理论建模。其次,对该模型进行工程化处理,并提出一种将所得映射逆推至并网点的迭代计算方法。继而,将工程化后的并网点短路电流幅相映射模型应用到现有局部迭代计算中,得到改进的计算方法。最后,在PSCAD仿真软件中搭建新能源并网模型,验证了新能源机端电压-短路电流理论幅相映射的准确性、机端映射模型逆推至并网点的迭代计算理论有效性;在此基础上,在IEEE 39节点系统中对所得映射模型进行实验验证。结果表明所提改进计算方法能在一定程度上提升短路电流计算精度。     

有源中点钳位逆变器的损耗均衡和效率优化策略

针对有源中点钳位（ANPC）逆变器,基于开关损耗分配的基本原理,建立开关器件的损耗估计模型,提出一种主动调节损耗分布的方法,通过合理分配不同开关器件来承受开关损耗,调节各模态的起始时间和持续时间,尽可能地减小各开关器件之间的损耗差异,并扩展到变功率因数角的场合,该方法实施简单且有效。此外,当桥臂输出电压被钳位到直流中点时,通过对驱动时序的调整和重新构造,使两条零电平回路同时导通（TZCC）进行续流,有效地减小了导通损耗,进一步提升变换器效率。较传统的损耗均衡或效率优化单一目标上,所提方法在损耗均衡的同时又能兼顾其运行效率,充分地发挥出ANPC逆变器的优势。最后,通过仿真和实验验证了所提策略的有效性。     

6.5kV SiC MOSFET模块加权优化设计与实验研究

针对高压SiC模块的封装关键问题（即绝缘性能、寄生参数、热管理）,该文提出多目标加权优化方法,实现6.5kV SiC MOSFET模块多个性能指标的折中和优化。首先,通过建立电、热、力多物理场有限元模型分别对量化指标寄生电容、焊料层热应力以及电场强度进行建模,并对三者进行加权优化,得到最优尺寸参数以保证6.5kV SiC MOSFET模块的整体性能;然后,通过对外壳和端子的设计,保证模块外部绝缘可靠的同时尽可能降低寄生电感,实现模块寄生电感和外部绝缘性能的折中;最后,通过双脉冲实验、耐压测试等验证所研制模块的性能优势及多目标加权优化方法的有效性。结果表明,所提研制模块能够在4 500V/14A的条件下可靠工作;在寄生参数、绝缘性能得到优化的同时,保证了模块整体性能的优越性。     

基于广域测量信息的物理-数据融合频率偏差极值在线预测

大规模风电并网降低了电力系统惯量水平，增加了其暂态频率偏差的越限风险，然而现有频率预测模型对含风电系统的在线预测速度和精度都还不够，故需进一步优化频率偏差极值预测方法，用以系统的频率稳定评估。文章基于广域量测技术(wide area measurement system, WAMS),考虑风电并网对频率响应过程的影响，提出了一种物理-数据融合频率偏差极值在线预测方法。首先，利用广域量测信息对有功-频率开环解耦模型进行数据粘合，在此基础上形成可快速求解的物理-数据融合的暂态频率分析模型；其次，基于该模型，获得实时更新的频率偏差极值预测值，并提出“预测值误差指数”指标来量化预测精度，指导在线模型的自适应动态结果输出；最后，通过算例验证了所提频率偏差极值在线预测方法的快速性和准确性。     

基于智能优化算法的互联电网负荷频率控制器设计及其控制性能分析

互联电网负荷频率控制对保障电网安全可靠运行具有重要作用,适宜的控制器参数整定使得电网在各种随机扰动下维持系统频率稳定和联络线功率交换值恒定。针对两区域互联电网的负荷频率控制器参数优化整定问题,提出一种基于智能优化算法的控制器参数整定设计方案。该方案采用最小化时间乘误差绝对值积分作为目标函数,运用灰狼优化算法搜索获得最优化的负荷频率控制器参数。灰狼优化算法模拟了狼群的社会分层机制和群体狩猎行为,使得控制器参数优化整定过程具有快速、高效、自适应和精度高等优点。此外,重点考虑了控制器参数不确定性可能导致的控制器性能衰减,讨论了控制器的脆弱性问题。建立了两区域互联电网负荷频率控制系统仿真模型,采用所提优化算法获取PI/PID型负荷频率控制器参数,仿真结果显示所提算法设计PI/PID控制器相比于传统方法和其他的智能优化算法具有更好的寻优能力和控制性能,并且优化获得的控制器在系统参数和控制器参数不确定性下具有鲁棒性和非脆弱性。     

十五相感应电机不对称缺相容错运行控制

缺相容错运行是多相电机重要优势之一。针对舰船十五相新型感应推进电机不对称缺相故障,在容错电流有效值不超过额定值的前提下,以输出转矩最大为目标,计算了容错电流并提出相应的容错控制策略。所提缺相容错控制采用与电机正常运行时相同的数学模型及解耦变换矩阵,无需重新计算电机参数,可以尽量少的改动容错控制策略。通过对一台45k W十五相感应电机不同缺相故障进行容错控制试验,验证了容错电流计算及控制方法的有效性。     

考虑储能装置风电场的动态经济调度

在考虑储能装置风电场的动态经济调度问题中,如何将储能装置有效地体现在模型之中,充分发挥储能装置的作用是问题的关键.首先综合考虑风电波动与负荷波动情况,利用储能装置平滑系统功率,然后将平滑后的系统功率在火电机组之间优化分配,从而将本课题分解为两个子优化问题,建立了考虑储能装置风电场的动态经济调度模型.基于混沌粒子群优化算法,提出了动静结合罚因子、混沌扰动范围随迭代次数线性减小等改进措施.算例表明,所提出的动态经济调度模型合理,算法具有一定的实用性.     

背靠背柔性直流接入电网后的影响评估

考虑到目前对大容量背靠背柔性直流接入电网的影响评估尚缺少具有全面性且通用性的方法,提出一种适用于分析背靠背柔性直流接入对电网影响的评估方法。该方法主要包含静态安全性、短路电流水平、小干扰稳定性和暂态稳定性分析,重点关注柔性直流与交流系统相互影响。以渝鄂背靠背柔性直流工程为案例,采用电力系统分析综合程序(PSASP)对背靠背柔性直流接入湖北电网前后的运行特性进行评估。根据评估结果,结合电网规划与运行要求,提出相应的电网补强工程与安控措施。仿真研究表明,所提评估方法能有效指导电网规划与调度控制,保证电力系统安全稳定运行。