大通湖区水系连通工程改善水环境的效果评估

大通湖是洞庭湖区的重要组成部分,近年其水质状况呈现恶化态势,正通过实施水系连通工程,以期改善其水环境。基于MIKE21构建大通湖区水系连通工程的二维水动力-水质数学模型,选取总氮和总磷作为水质指标,模拟不同连通调度方案下大通湖的氮磷浓度变化,采用滞水区面积比例、浓度变化指数、换水率和水质浓度改善率,评估6个连通方案下大通湖水环境的改善效果。结果表明:通过实施引水调度方案能够有效改善大通湖水环境,当引水前期流量取30 m~3/s,出口水位控制在25.48 m时和引水后期流量保持为30 m~3/s不变,出口水位调整至25.88 m时,大通湖水环境改善效果最佳。本研究可为实施水系连通工程,改善类似湖泊水环境和提高引水调度效率提供参考。     

脱硫石膏－粉煤灰活性掺合料设计及水化特性

针对电厂两大工业废渣--烟气脱硫石膏及粉煤灰,通过试验研发用于混凝土的活性复合矿物掺合料.以适当比例复合后的脱硫石膏及粉煤灰等量取代水泥掺入到水泥砂浆中,通过活性激发措施,以胶砂流动度、早期强度以及强度发展规律等作为控制指标探索脱硫石膏及粉煤灰的最优配比,同时通过微细观结构的SEM观测评价脱硫石膏-粉煤灰活性矿物掺合料在水泥基材料中的作用效应.结果表明,脱硫石膏及粉煤灰以1:2的比例复合等量取代水泥30%掺入水泥砂浆中,可获得较为优异的胶砂流动度、早期强度,而后期强度能赶上甚至超过基准水泥胶砂;SEM表明由于脱硫石膏及其它外加组分的活性激发效应,粉煤灰的活性得到有效激发,早期有明显的钙矾石生成.脱硫石膏-粉煤灰复合矿物掺合料的研发可大量消纳燃煤电厂的工业废渣,且在水泥基材料体系中具有优异的水化及低成本特性,具有显著的"绿色"效应,符合中国"可持续发展"的战略要求.     

梯级电站运行下拉萨河干流水文情势变异及归因分析

梯级水电站不同的调度模式对河流水文情势产生的影响存在差异。为了定量分析拉萨河干流梯级水电站不同调度模式对水文情势变化的影响,采用水文变异指标法及变化范围法（IHA-RVA）,综合评价了旁多、唐加和拉萨3个水文站32项水文情势指标的改变度及综合改变度。结果表明：常规调度模式下,3站的水文情势发生了轻度改变,综合改变度分别为0.17、0.21和0.20;电力调度模式下,3站的综合改变度分别为0.50、0.54和0.48,属于中度改变。采用多系列贡献率分割法,研究了天然径流量变化、河道外引水退水以及梯级电站调度运行3因素对月均径流改变的贡献率。研究表明：常规调度模式下,3因素对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率分别为0.81、0.02和0.17,主导因素为天然径流量变化;电力调度模式下,3因素的贡献率分别为0.56、0.06和0.38,梯级电站调度运行因素的贡献率显著提高,电力调度下梯级电站调度运行对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率比常规调度提高了124%。     

模块化多电平变换器的电容电压卡尔曼滤波预测方法EI北大核心CSCD

为避免子模块电压互感器发生故障对直流配电网模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)安全可靠运行造成威胁,需为MMC配置备用测量装置。工程上通常为所有子模块配置备用电压互感器以保证高可靠测量,但使得硬件结构较为复杂。为此,文中提出一种适用于中高压MMC测量系统备用模式的电容电压卡尔曼滤波预测方法,并融合快速模型预测控制(fast model predictive control,FMPC)策略提升电能变换稳定性。首先,为各桥臂仅配置一个电流互感器,无需任何电压互感器,并构建卡尔曼滤波观测器,提出卡尔曼滤波预测方法;进而根据电容电压预测值建立FMPC目标优化函数,确定桥臂最优电平数和子模块投切情况,在保证MMC输出电流和环流跟踪性能及电容电压预测准确性的前提下,显著简化测量系统硬件结构。最后,搭建21电平仿真模型和三电平实验平台,通过多个算例和工况验证所提方法的可行性和实用性。     

基于过渡电阻评估的灵活接地系统暂态故障选线方法

灵活接地系统发生单相高阻接地故障后,并联小电阻的投入将导致故障稳态分量变小,同时各馈线零序电流稳态幅值变化量差异较小,存在选线难题。分析并联小电阻投入后灵活接地系统暂态故障特征,得到馈线暂态零序电流与母线暂态零序电压及其导数的固有关系,分析小电阻投入时刻与暂态故障特征幅值的关系,从而提出一种基于过渡电阻评估的灵活接地系统暂态故障选线方法。该方法通过小电阻投入产生的低频暂态电压电流评估过渡电阻,进而实现故障选线,不受故障初相角影响,耐过渡电阻能力强,对互感器精度要求低;同时,通过小电阻投入时刻的选择可实现暂态故障特征的最大化调控,可为灵活接地系统选线与保护方法提供新思路。最后,通过仿真和实时数字仿真（RTDS）实验验证了所提方法的正确性。     

基于高频重构信号与Bayes-XGBoost的低压电弧故障辨识方法研究

针对低压配电系统中单个用电负载支路串联电弧故障辨识困难的问题,提出一种基于高频重构信号和Bayes-XGBoost的低压电弧辨识方法。首先,搭建多支路、多负载类型的低压电弧故障真型实验平台,并采集相关数据。其次,基于故障前后主线路电流高频信号变化规律,提出信号微弱变化叠加法重构故障有效信号。最后,建立适用于单个负载支路电弧故障辨识的XGBoost模型,并采用Bayes算法对模型多个超参数进行优化。实验结果表明,所提方法在多种工况下对单个负载支路电弧故障具有较高的辨识准确率。与6种主流故障分析方法对比,所提方法在精度、训练速度和泛化能力等方面展现出了显著的优越性,有利于实现低压配电系统单个负载支路电弧故障的可靠辨识。     

基于空充暂态电流的线路保护CT极性校验方法

线路保护电流互感器(current transformer, CT)二次采样回路接线正确是保护正确动作的前提。针对线路投运启动过程中保护CT极性校验困难的问题,首先分析了在有限负荷和无负荷下利用线路稳态电流进行极性校验的边界限制条件。进而针对不满足限制条件下无负荷极性校验困难的问题,提出了一种基于空充暂态电流的线路保护CT极性校验方法。该方法先利用幅值较大的本端暂态电流对三相CT相对极性进行初判,再通过线路本端暂态电流和测量电压基于线路结构计算对端暂态电流来实现本端保护CT极性错误相识别,CT极性正确时对端计算电流理论上为零,CT极性错误时会呈现较大的幅值。该方法有效解决了传统极性校验方法在负荷不足时无法校验的问题。仿真和录波验证了该方法的有效性,并已纳入工程应用方案。     

电动汽车用驱动电机测试平台多功能电源系统

电动汽车的驱动电机可以选用直流电机、感应电机和永磁同步电机等,这些电机进行测试时所需的馈电系统不同,无法在同一实验平台上进行试验。为此,开发了一个共直流母线的电动汽车用驱动电机系统测试平台,该测试平台能在不同电源工作模式下对不同电机进行试验。重点研发了适用于电动汽车驱动电机测试的多功能试验电源,该电源采用了交直流共用主回路拓扑结构分时输出,三重化DC/DC的直流调制策略和SVPWM过调制的交流调制策略,使得驱动电机系统测试平台不仅具有较高的能量利用率,还能适用于多种不同类型的驱动电机测试。最后,实验证明了所开发的驱动电机系统测试平台的可行性。     

参数不对称配电线路的等效模型与接地故障检测方法

为了提升配电网高阻接地故障检测的灵敏度,提出基于配电线路参数不对称度跟踪监测的单相接地故障检测方法。针对配电网各线路分布参数具有随机差异性的特征,定义了表征线路参数不对称的参量,论证了配电线路形成零序电流的临界条件和流通路径,建立了计及线路参数不对称随机差异性的配电网零序网络等值运算模型,提出了配电线路对地阻抗和不对称度等参量测量方法,实现了单相接地故障选线、选相和过渡电阻测量。根据故障类型优选故障检测方案,高阻接地时人为调控零序电压提高故障检测灵敏性,低阻故障时仅依赖零序电气信息变化量快速检测故障。仿真实验结果验证了所提检测方法的有效性。     

考虑电热柔性负荷与氢能精细化建模的综合能源系统低碳运行

在能源转型及“碳达峰、碳中和”目标背景下,构建以氢能为能量转换媒介的综合能源系统(integratedenergy system with hydrogen energy,H2-IES)具有减少环境污染、提高能效水平的重要意义。为充分发挥氢能在综合能源系统中的效用,提出一种考虑电热柔性负荷及氢能精细化建模的H2-IES低碳运行方法。首先,分析了氢能利用机理,建立了氢能利用的精细化模型;其次,考虑电/热负荷柔性用能特征,及柔性负荷参与负荷调节对系统优化运行的影响,建立了电/热柔性负荷模型;最后,综合考虑系统外购能、运维、碳惩罚、柔性负荷调节补偿成本,以总运行成本最低为目标,提出H2-IES低碳优化运行模型。算例结果证明,相对于传统线性化建模及热电联产供能方式,所提H2-IES优化模型及策略能够有效降低运行成本、减少碳排放,具有较高的经济性与环保性。