考虑阈值迟滞的碳化硅MOSFET开关暂态解析模型

由于SiC/SiO₂界面固有的高界面态密度,阈值迟滞现象一直影响碳化硅MOSFET的可靠性。为量化评估阈值迟滞对碳化硅MOSFET开关特性的影响,首先考虑了驱动电压的上升与下降时间,建立了驱动电压非理想突变的开关暂态模型;其次,按照IEC标准得到开关延时与开关损耗的解析表达式;然后,进行了不同驱动负压下的动态特性实验并提取了开关延时与开关损耗;最后,通过实验结果与解析模型的结合,解耦并量化了驱动负压与阈值迟滞对开关特性的影响,得到了阈值迟滞影响下驱动负压与阈值电压的关系。结果表明,驱动负压与阈值迟滞均会引起开通延时降低,但阈值迟滞对其影响远大于驱动负压。驱动负压对开通损耗无影响,但阈值迟滞会导致开通损耗的降低。     

高压SiC器件封装用有机硅弹性体高温宽频介电特性分析

有机硅弹性体因具有良好的绝缘性与耐高温的特性,广泛应用于高频、高压、高温工况下的SiC器件中.在宽频率、宽温度范围内,有机硅弹性体材料的介电性能对SiC器件内部电场分布产生极大影响,因此该文采用频域介电谱分析方法获得了宽频(10?2～107Hz)、宽温度(20～280℃)范围内的有机硅弹性体介电特性数据,掌握有机硅弹性...     

基于电池特性的风电场综合储能优化配置

为应对高风电渗透率，对其所在区域的电网稳定性提出了更高要求。储能作为应对高风电渗透率的关键因素，其配置与系统最终稳定性密切相关。为解决单纯依靠增加单一储能配置来提升电网稳定性将会造成投资成本高等问题，兼顾储能的可靠性与经济性，基于不同类型电池特性提出了一套储能配置方案：将锂电池功率调节性强与液流电池容量储存度大的优势相结合，依据通过实际需求所设立的技术指标，结合储能平均使用成本最小化的目标函数，利用免疫算法进行求解，得到所提储能功率与容量的综合配置方案。最后利用山东某风场数据进行实例分析，评估所提方案下的储能配置对于风场出力的改善情况，验证此方案的经济性与可靠性。     

昆柳龙特高压三端混合直流输电线路边界频率特性研究

为研究电网换相换流器和模块化多电平换流器并联型特高压三端混合直流线路行波边界保护,有必要研究电网换相换流器和模块化多电平换流器并联型特高压三端混合直流线路边界频率特性。特高压三端混合直流输电线路边界不对称,分析了昆北侧边界、柳北侧边界、昆柳段线路末端边界、柳龙段线路首端边界、龙门侧边界的拓扑结构。建立特高压多端混合直流输电线路边界频域模型,分析线路边界的频率特性,研究高频和中低频暂态信号在输电线路边界作用下的衰减特性。研究结果表明：昆北、柳北、龙门侧边界,对高频暂态信号呈高阻特性,有较强的衰减作用;昆柳段线路末端边界和柳龙段线路首端边界,对中低频暂态信号具有一定衰减作用,对高频暂态信号衰减较弱。     

波浪能发电控制技术研究综述

开展波浪能发电技术控制方面的研究可有效平抑电力输出的波动性,显著提升电能质量,对充分利用波浪能具有积极意义。为了让研究人员全面了解当前的研究水平和未来研究方向,对近年来国内外波浪能发电系统控制技术的研究情况进行了梳理和总结。基于国内外波浪能发电控制技术的研究成果,对波浪能发电控制技术的分布情况及热点问题进行分析;以波浪能发电装置安装位置、波浪能能量转换方式、功率输出方式为分类依据,对波浪能发电系统进行介绍;以最大功率点跟踪控制和电能质量控制为线索对波浪能发电控制技术进行分类,对控制原理、技术特点和应用情况进行对比分析。最后,对该领域后续的研究方向进行探讨和展望。该研究成果能为波浪能发电的高效转换和稳定输出控制研究提供参考。     

电力系统低频减载的单调控制特性

新能源占比的不断提高使得频率稳定问题日渐突出,因此迫切需要研究系统的频率稳定量化评估分析方法,也需对频率安全控制的最后一道防线低频减载进行更深入的分析。将单调控制系统理论运用到低频减载分析过程中,根据单调控制系统的输入-输出判定条件,推导单机和多机系统低频减载时频率分别需要满足的保序特性量化关系。此外,分析时采用全状态模型,在保证电网规律性和解析性的同时获得更高的可扩展性,综合频率与功角、电压以及相关参数间的耦合关系。并结合灵敏度分析了电网内部变量之间的相关关系,以指导电网故障时的参数设置。最后,分析目前光伏参与调频的3种常见情况,分别说明单调控制理论的适用性,并通过算例进行验证。     

考虑耦合特性的串联型MMC阻抗建模及分析

为了研究SC-MMC的阻抗特性及其主要影响因素,探究频率耦合效应对SC-MMC与电网构成的互联系统稳定性的影响,在考虑多次谐波交互耦合的SC-MMC谐波函数模型的基础上,采用多谐波线性化方法建立了SC-MMC交流侧小信号阻抗解析模型。通过仿真模型阻抗测量结果与解析模型对比验证了所建立模型的准确性,并通过案例分析验证了频率耦合效应在互联系统稳定中的重要影响,在研究互联系统稳定性时频率耦合效应应该被充分考虑。同时实验表明当互联系统发生振荡时,通过SC-MMC的控制器参数优化设计可以实现对互联系统谐振现象的抑制。     

基于时序特性的微电网安全运行域模型及影响机理分析

为确定不同时序下接入配电系统的微电网安全运行范围,并对不同微电网之间的运行交互影响进行分析,以含微电网的配电系统为研究对象,提出基于时序特性的微电网安全运行域(TSC-MGSOR)模型及其影响机理分析方法。对微电网外特性进行建模,以描述不同时刻下微电网的发用电状态;在充分考虑可再生能源发电时序特性对微电网外特性影响的基础上,提出TSC-MGSOR的概念及模型,并给出模型的求解算法;基于所提TSC-MGSOR模型,分析微电网的接入对一维/二维TSC-MGSOR的影响机理。基于改进的IEEE 33节点系统进行仿真验证,结果表明,所提TSC-MGSOR模型能精确描述不同时刻微电网的安全运行范围,所提一维/二维TSC-MGSOR影响机理分析方法能有效分析微电网不同接入模式对一维/二维TSC-MGSOR的影响。     

柔性直流输电技术的工程应用和发展展望

柔性直流输电技术作为新一代的直流输电技术,具有有功无功独立控制、响应快速灵活、扩展性强等突出优点,广泛应用于风电送出、电网互联、无源网络供电和远距离大容量输电等场景。在中国新型电力系统建设的背景下,针对新能源送出和多直流馈入电网安全稳定提升等重大需求,柔性直流输电技术优势将进一步凸显。文中对柔性直流输电技术的发展现状和趋势进行梳理,以多个代表性的柔性直流输电工程为例,系统地阐述了中国柔性直流输电技术的工程实践经验,重点介绍了柔性直流输电技术在新能源送出、电网互联和远距离大容量输电的典型应用及工程运行情况。最后,文中分析了新型电力系统下柔性直流输电技术的发展前景并指出所面临的挑战,为柔性直流输电技术的发展与应用提供参考。     

考虑负荷特性的综合能源系统网格划分方法研究

针对目前综合能源系统网格划分方法体系尚不成熟，且尚未考虑负荷特性互补的问题，提出一种考虑负荷特性的综合能源系统网格划分方法。首先，采用改进k-means聚类算法对能源网格进行初始划分，即在传统k-means聚类算法的基础上确定网格数量划分范围和初始聚类中心点位置；其次，提出考虑负荷特性的能源网格修正方法，在能源网格初始划分完成后利用负荷特性对网格进行修正，减少每个能源网格内部的负荷峰谷差率与整体网格的负荷峰值；最后，通过模糊理想决策方法选取最优能源网格划分数量，并将该最优网格划分数量进行横向对比。结果表明，相比于不考虑负荷特性的网格划分方法，所提方法能够降低网格7.1%、0.5%、4.5%的电、热、冷负荷峰谷差率和7.9%、11.5%、3.9%的电、热、冷整体负荷峰值。     

电力电子化配电网的柔性度

为衡量智能软开关(SOP)等电力电子装置带给配电网的柔性，提出了电力电子化配电网柔性度的概念。首先，提出了柔性度的概念，即采用柔性电力电子装置后配电网所具备的双向连续的柔性潮流控制能力的相对量度。进而，提出了柔性度的具体定义和计算方法，以配电网柔性区占整个配电网的比例来定义，并计及了柔性潮流控制量的大小。然后，采用典型接线模式和IEEE RBTS-Bus4扩展算例以SOP柔性化改造为例进行验证。通过算例分析了SOP对柔性度的影响规律：柔性区由SOP位置、台数和端口数决定，柔性潮流控制量由馈线接入的SOP容量决定。在此基础上总结得到了SOP的配置原则。最后，定义了单位柔性造价，提出了基于柔性度的配电网柔性化改造的经济评价方法，并结合算例展示了柔性度在SOP规划和分布式发电消纳中的应用。     

含风电场的MMC-MTDC系统通用频率响应模型

研究含风电场的基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(MMC-MTDC)输电系统频率响应特性意义重大。但时域仿真建模过程复杂，不适用于理论分析，亟须提出完整的风电场与MMCMTDC系统的频率-有功功率-直流电压动态特性分析模型。为此，利用模块化多电平换流器平均值模型交直流侧解耦的特点，独立对电网侧变流器(GSC)交流侧和发电机进行等值建模。计及背靠背变流器、汇集交流线路和风电场侧变流器(WFC)损耗的前提下，根据功率转移规律完成了直驱风机和WFC中间环节化简。以直流线路作为交互端口，结合GSC和WFC等值模型，采用模块化建模方法组建了含风电场的MMC-MTDC系统的有功类分量小信号模型。仿真结果表明，通用频率响应模型能准确模拟频率小扰动的动态过程，并进行稳定性分析，为控制系统参数整定提供参考。     

考虑数据中心用能时空可调的多区域能源站协同规划

数字经济背景下，数据中心用能规模日益增长，数据中心用能在时间、空间尺度上的灵活性引起了广泛关注。为充分挖掘数据中心用能灵活性资源、促进综合能源系统资源优化配置，文中在计及电、气、热、冷多能转换互补、多区域互联互济、能量流-数据流深度耦合的基础上，提出了一种考虑数据中心用能时空可调的多区域能源站协同规划模型。首先，对数据负载及数据中心能耗进行建模，并分析了数据中心用能的时空可调特性。然后，以总成本最小为目标构建了考虑数据中心用能时空可调的多区域能源站规划模型。最后，根据是否考虑数据中心用能时空可调特性设置了3个场景进行对比分析，基于中国天津市某实际算例验证了考虑数据中心用能时空可调特性在提高设备利用率、降低投资成本等方面的积极作用。     

锂离子电池储能电站能耗优化

储能电站能耗预估与优化是提高电站能量效率及经济性的关键技术。因此，分析了电化学储能电站运行过程中电池模块、储能变流器(power conversion system,PCS)、变压器及辅助用电系统工作特性和能耗规律，并建立了储能单元和辅助用电系统的能耗模型。在负荷率基础上，储能单元和辅电系统的能耗模型加入电流、温度等特征量，以适应储能电站的多工况应用场景，提高模型用于能耗预估的准确性，并通过某地区电网侧百兆瓦级储能电站进行了应用验证。结果表明，所建立能耗模型与真实数据间的相对误差均值为0.6%，可有效估算储能电站能效水平。对比现有电站策略，在低于50%负荷率工况下，基于能耗模型的功率分配策略可提高储能电站能量效率0.6%～10.7%，通过减少电站能耗有效提升了电站运行经济性。     

基于高耦合电抗器的500 kV限流器限流特性等效试验

基于高耦合电抗器的500 kV限流器在限流状态下的阻抗较大,而由于试验室电源电压有限,限流状态下的试验电流远小于额定短路电流,因此500 kV限流器在额定短路工况下的限流特性试验和动稳定性考核试验无法直接进行。针对上述问题,提出了一种间接验证限流器限流特性的等效试验方法。通过设计降低阻抗参数的比例缩小样机,在试验室条件下进行全电流的比例缩小样机间接试验,同时结合试验室内500 kV限流器比例缩小样机的低电压试验和500 kV限流器接入实际系统的高电压人工短路试验,综合验证500 kV限流器的限流能力。研究结果表明,500 kV限流器在额定短路工况下的限流幅度满足设计要求,所设计试验方法具有良好的等价性。     

基于时空耦合特性的充电站运行状态预测

提出一种基于时空耦合特性和深度学习模型的充电站运行状态预测方法。首先,基于充电站历史运行数据和所在区域的交通通行速度数据集,利用k-means聚类方法将充电站划分为不同类型,分析充电站运行状态在时间上的特性;建立单个充电站的"偏移量-交通-时间"三维矩阵模型,深度挖掘充电站运行状态与周边交通状况在时间和空间上的耦合相关性。其次,将充电站状态与交通状况的时间滞后相关特性进行空间重构,利用卷积神经网络进行特征提取,通过长短期记忆网络进行时间序列预测,构建基于Keras深度学习框架的充电站运行状态多步预测模型。最后,以20个充电站的真实运行数据进行验证,并与多种预测算法进行对比,结果表明,所提方法具有较高的预测精度。     

多重雷击下氧化锌避雷器的冲击老化特性

多重雷击会导致氧化锌避雷器老化速率加快,使用寿命及电气性能降低,甚至直接造成避雷器破裂损坏。为研究遭受多重雷击后氧化锌避雷器的介电性能及内部微观参量的变化规律,对氧化锌避雷器开展了多重雷击实验与冲击老化特性研究。首先,对氧化锌避雷器进行了双重冲击实验,测量了不同冲击次数下避雷器的直流伏安特性曲线及频域介电谱数据;然后,利用避雷器的电流–温度特性研究了氧化锌晶界的势垒高度与耗尽层宽度随冲击次数变化的规律;最后,通过灰狼优化算法对基于扩展德拜模型(extended Debye model,EDM)的避雷器等效电路中的参数进行了辨识与分析。结果表明:无论是低温区还是高温区,氧化锌晶界的势垒高度均随冲击次数增加而降低,但高温区势垒高度下降速率更快;势垒宽度与冲击次数呈负相关关系,且低场强区的势垒宽度大于高场区的;EDM中的绝缘电阻R₀、几何支路时间常数τ₀和第1条极化支路时间常数τ₁随冲击次数增加而减小,第3条极化支路电容C₃随冲击次数增加而增加。研究成果可为氧化锌避雷器冲击老化的判断提供依据。     

低压直流配电网主动限流控制及保护方案

低压直流配电网直接面向电力用户,其短路故障对供电可靠性造成严重影响。电力电子变压器具备主动限流能力,能够改善低压直流配电网的故障运行性能。文中针对低压直流配电网短路故障,提出了一种电力电子变压器的主动限流控制方法。结合各类低压直流变换器的接口特点,分析了电流故障分量的方向性特征。基于此,构建了低压直流配电网的保护方案。该方案无须借助通信系统和附加边界元件,能适用于不同的电网结构。仿真试验验证了主动限流控制方法及保护方案的正确性和有效性。     

考虑热网管道铺设方式影响的电热耦合系统优化调度

热网热损特性作为热力系统温度动态过程的重要驱动因素,在电热联合调度中受热网管道铺设方式的影响显著。针对不同的热网管道铺设方式,分析了热网热损特性在电热联合调度中的作用机理,以及在不同热网管道铺设方式下的特性差异,提出了一种计及热损特性影响的热网管道温度动态过程约束模型。基于此,计及风电出力与负荷的不确定性,建立了考虑热网管道铺设方式影响的多场景电热耦合系统调度模型及其信息间隙鲁棒优化求解策略。算例仿真结果表明：相比于传统管道约束模型,所提出的管道约束模型反映了热网实际结构对于热力系统运行约束的影响,提高了系统运行的经济性。     

新能源自同步电压源接入电力系统频率特性分析

随着新能源渗透率的提高，研究新能源以自同步电压源形式接入后的系统频率动态特性对系统频率稳定分析具有重要意义。基于此，文中采用负荷容量为基准容量，构建了包含同步发电机、跟网型电流源接入新能源、构网型自同步电压源接入新能源在内的系统频率动态聚合模型，分别采用阻尼比、H∞范数等指标分析了自同步电压源型新能源占比与自同步电压源控制参数对系统频率动稳态性能的影响。研究结果显示，自同步电压源型新能源占比对系统频率性能的影响存在临界范围，当自同步电压源型新能源占比超出临界范围时，占比提高对频率性能的提升作用明显降低。最后，通过基于RT-LAB的实时仿真，验证了所提系统频率动态聚合模型的有效性及分析结果的正确性。