含大规模风电与储能元件的电力系统调频技术研究综述*

随着风能的大规模开发与利用,未来电网的风电渗透率将逐渐增高,但是过高的风电渗透率会对系统的安全稳定运行造成一定的影响,尤其反映在频率方面。文章结合国内外的研究现状,分析了大规模风电接入对系统频率产生的影响,并从风电机组自身的调频控制技术(虚拟惯量控制、转子超速控制、桨距角控制)及目前新兴的储能技术两个方面介绍高风电渗透率系统下所采用的调频方法。分析了各种调频方法的原理,并对每种控制策略的优缺点及适用范围进行总结。最后对风电参与系统调频的未来研究方向以及储能技术在电力系统中的应用前景进行了展望。     

大规模风力发电并网对系统小干扰稳定性的影响

以西北电网酒泉风电系统为算例,分析了不同风电机组类型、不同风电容量、不同并网位置对电力系统小干扰稳定性的影响。仿真结果表明：相比于恒速风力机模型和直驱式同步发电机模型,风电场采用双馈异步发电机模型并网对系统小干扰稳定性的影响较好;随着双馈并网有功出力的增加,系统小干扰稳定性减弱;选择合适的风电场位置可以为系统提供较好的阻尼。     

优化电网运行的发电机组励磁调差系数研究

提出了区域电网调差系数的概念。建立了计及发电机组励磁调差系数的电力系统潮流计算模型和发电机组励磁调差系数优化模型。分析了发电机组励磁调差系数对系统功角稳定性的影响。根据不同地区电网的无功电压调节要求、电网运行方式和负荷的变化,应用所提出的计及电网全运行方式下优化电网运行的发电机组励磁调差的方法,经过多次电力系统潮流计算,对吉林省内发电机组励磁调差系数进行整定。分别通过电网实测数据和仿真计算结果的对比分析,验证了所提出的发电机组励磁调差系数整定方法可以提高电网的电压运行水平,合理的调差系统可以提高电网的稳定水平。     

航空发动机复杂控制构件创新设计与快速成形

分析了航空发动机传统复杂控制构件深孔加工的难点及直角转弯交叉孔流场特性。基于选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术的创新设计和快速成形在新一代航空发动机控制系统复杂构件研制中的优势不断显现:通过运用集约化和轻量化的设计思路,改变了传统的设计模式和产品架构。通过设计随形流道,降低了液流运动过程中的能量损失。通过支撑优化设计、成形过程模拟等工艺设计和仿真,减少了试错过程,提升了研发效益,实现了产品研制快速迭代。     

电压控制的DFIG对风火打捆系统暂态稳定性的影响

风火打捆外送是解决风电消纳问题的重要措施,但风火打捆系统联络线潮流重,在发生大扰动时系统失稳风险较大。因此,提高风火打捆系统的暂态稳定性具有重要意义。结合简单风火打捆系统,采用等面积法则分析了DFIG采用定电压控制、定功率因数控制对系统暂态稳定性的影响。DFIG采用定电压控制,在扰动后可以向系统提供较多的无功功率,从而提高发电机电压,增加发电机输出的有功功率,增大减速面积,从而提高系统的暂态稳定性。最后,通过仿真算例分析验证了本文的结论。     

基于平方根容积卡尔曼滤波的发电机动态状态估计

发电机动态状态估计是电力系统动态安全分析的重要内容。针对容积卡尔曼滤波(CKF)在迭代中协方差阵不对称或非正定导致的估计精度下降甚至滤波发散问题,利用平方根滤波(SRF)能确保协方差阵非负定和数值稳定性方面的优势,提出基于平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)的发电机动态状态估计方法,并给出了计算步骤。最后,利用仿真系统和实际系统比较了SRCKF、CKF和无迹卡尔曼滤波(UKF)三种算法的估计性能,证明了SRCKF算法能够解决CKF滤波中因协方差阵非正定导致的滤波发散问题;同时SRCKF算法在计算效率、滤波精度和数值稳定性方面均优于CKF和UKF算法。     

风电并网对系统频率动态过程影响及解决措施

大规模风电并网改变了以往系统电源的组成结构,从而影响系统频率动态过程的变化。研究不同类型风电机组及风电并网容量对频率动态过程的影响,并揭示风电机组频率响应特点及其规律。针对并网风机时常处于弃风状态以及风电并网对电力系统频率稳定构成的威胁,提出通过控制桨距角等方式减少风电机组的一部分有功功率输出,使其不处于满发状态,进而预留有功出力作为系统的旋转备用。该预留备用在系统发生扰动时对频率的下降起支撑作用,可以从根本上降低大规模风电并网对系统频率动态过程的负面影响。此外通过仿真论证了风电备用补给时间的重要性,分析在频率动态过程中风电备用补给的方法及效果。     

乙炔氢氯化反应用无汞催化剂的制备及优化

以活性炭为载体、氯金酸和氯化亚铜为活性组分,采用等体积浸渍法制备无汞催化剂,在固定床反应器上评价该催化剂的催化活性。通过添加氯化锡、氯化铋和氯化铈等助剂制备多组分无汞催化剂,考察多组分催化剂的催化性能,结果表明,添加辅助组分与助剂可以显著提高无汞催化剂催化活性。使用正交法筛选出AuCl_3-CuCl-SnCl_4-BiCl_3-CeCl_3/C催化剂,乙炔转化率达90. 8%,氯乙烯选择性为99. 6%,最佳质量配比为2%AuCl_3/21%CuCl/9%SnCl_4/4%BiCl_3/2%CeCl_3。并对其工艺条件进行研究,结果表明,最佳工艺条件为:反应温度140℃,进料比V(HCl)∶V(C_2H_2)=1. 05,活化时间80 min。     

依非韦伦中间体的不对称合成

为了优化依非韦伦手性中间体（S）-1-（2-氨基-5-氯苯基）-1-三氟甲基-3-环丙基-2-丙炔-1-醇的不对称合成工艺。以对氯苯胺为起始原料,经过氨基保护、酰化反应、氨基脱保护、碱化、不对称加成得到目标化合物。所得化合物结构均经核磁共振氢谱和碳谱确证。得到不对称加成反应最佳工艺条件:2-甲基四氢呋喃/甲苯为溶剂,4-氯-2-（三氟乙酰基）苯胺的浓度为0.45 mol/L,4-氯-2-（三氟乙酰基）苯胺、（1R, 2S）-1-苯基-2-（吡咯烷基）-1-丙醇与ZnCl2的摩尔比为1.0∶1.2∶1.3,总收率达79.8%（以对氯苯胺计）,对映体过量98.2%。优化后的工艺条件具有成本低、收率高,适合工业生产的特点。     

采用等效重构载荷的虚拟传递路径分析

工作载荷识别复杂,传递路径描述困难等是小型航空机载装备传递路径分析（Transfer Path Analysis,TPA）所面临的难题。根据装备系统耦合特征,以有限载荷节点表征分布动态载荷区域,并运用基于传递关系矩阵的载荷反演技术重构路径点等效载荷,将无限传递路径简化为有限路径,构建了虚拟传递路径分析（Virtual Transfer Path Analysis,VTPA）模型。以燃油泵调节器为例,将4 种VTPA 模型的合成结果与振动响应分析结果进行对比,选择合成效果最佳的基于传递率矩阵的无源系统虚拟传递路径分析（Transmissibility?Based Single?body Transfer Path Analysis,TB?STPA）模型进行路径贡献量分析。结果表明垂直于安装面的路径方向对目标响应影响最大,增加辅助支撑装置能够显著降低电插座振动响应,验证了TB?STPA方法的有效性。