含高比例电力电子装备电力系统安全稳定分析建模仿真技术

面向高比例电力电子装备接入后的电力系统安全稳定分析需求,首先,梳理了电力电子装备单体建模和集群建模的现状,分析了不同建模方法的技术原理和适用性。其次,介绍了机电暂态、电磁暂态、机电-电磁暂态混合、数模混合等不同仿真技术的原理和应用现状。再次,分析了未来更大规模新能源接入场景的建模和仿真技术挑战。最后,对高比例电力电子电力系统建模及仿真技术的发展趋势进行展望,提出了电源侧和负荷侧精细化建模、大电网全电磁暂态仿真、基于高性能计算的云仿真、多手段协同仿真分析等关键技术研究方向。     

新型电力系统仿真工具研究初探

能源转型背景下,新型电力系统中高比例可再生能源和高比例电力电子设备接入的特征将深刻改变电网形态和运行特性,对仿真理论研究和先进仿真工具研发提出了新的需求。文中梳理了现有仿真软件、仿真体系在应对新型电力系统稳定特性变化、仿真分析时空尺度和跨度增大,以及电力系统数字化发展过程中电网智能分析运行控制体系构建3个层面上的需求与挑战。分析现有仿真技术的特性,指出当前仿真工具存在的不足。最后,理清仿真工具发展趋势,提出新型电力系统仿真技术框架,并就目前仿真工具需要关注的潜在技术发展要点进行展望。     

双碳目标下提升电力系统灵活性的市场机制综述

随着碳中和、碳达峰目标的提出,构建新型电力系统已成为未来能源电力的发展形态,高比例波动性新能源接入对电力系统灵活运行提出了新挑战。目前我国已从技术层面重视电力系统灵活性改造,而发挥灵活性资源价值的市场机制目前还很薄弱。该文首先从电力系统灵活性分析的基本框架出发,给出电力系统灵活性平衡的概念,阐释系统灵活性与市场机制设计的内在关联性。在此基础上,从时间和空间两个维度构建面向新能源电力系统灵活运行的市场机制设计方法体系,从短期市场、中长期容量补偿机制、跨区市场以及分布式市场等方面综述高比例新能源电力系统灵活运行的市场机制。最后,围绕灵活性价值评估、市场主体行为以及与外部关联市场机制兼容衔接三方面展望面向新型电力系统灵活运行的市场机制研究方向,以期为“双碳目标”下未来高比例新能源电力系统灵活高效运营的市场机制设计方法研究提供参考。     

模块化多电平功率变换技术在新型电力系统中的深化应用

正在"碳达峰、碳中和"战略下,新能源发电、高压直流输电、电力电子负荷快速发展,新型电力系统呈现高比例新能源和高比例电力电子设备(简称"双高")特征。模块化多电平换流器(MMC)因其模块化结构、采用低压器件、低谐波输出、低开关损耗等优势,广泛应用于柔性交直流输电、新能源并网、电力电子变压器等电能变换领域。在此背景下,MMC新型拓扑及其建模与控制,基于MMC的柔性交直流输电系统故障机理分析及协调控制策略制定,MMC内部开关器件温升建模、定制化设计及应用,MMC新型运行试验平台搭建及MMC系统检测等众多技术问题亟待解决。     

电力系统全过程动态仿真技术的现状与展望

随着我国全国性交直流混联电力系统的形成,电力系统的动态特性变得更加复杂。全过程动态仿真能够将电力系统电磁暂态、机电暂态和中长期动态统一起来进行计算,是研究和分析这种非线性超大规模电力系统动态特性机理、事故特征及其安全稳定措施的重要技术手段。分析了电力系统全过程动态仿真技术的研发与应用现状、存在的技术难点,并对技术发展进行了预测,主要包括电磁暂态-机电暂态-中长期动态统一仿真的数值计算方法和建模技术。该文指出新型数值积分算法、适于多时间尺度仿真的直流输电建模方法、具有智能化和开放式与交互式的并行仿真软件开发方法等关键技术,可为大规模交直流互联电网的安全稳定、经济运行及新技术和新设备的应用研究等提供强有力的仿真工具。     

基于RTLAB仿真平台的新能源机组硬件在环仿真

随着国家双碳战略实施推进,以新能源为主体的新型电力系统发展迅速。开展新能源机组电磁暂态仿真并校验故障穿越性能和保护性能,成为保障新型电力系统安全稳定运行的关键。提出了一种基于RTLAB仿真平台的新能源机组硬件在环仿真技术,建立了两类新能源机组通用一次电路拓扑模型。提出了新能源机组硬件在环仿真实施步骤。基于湖北随州某新能源电站的机组开展了硬件在环实际仿真工作,证明了所提出的硬件在环仿真方法的有效性。     

基于SC的光伏发电并网系统次同步振荡抑制方法

在“双碳”和“构建以新能源为主体的新型电力系统”目标推动下,高比例新能源并网将使电力系统振荡失稳加剧。综合考虑光伏电池、变换器、逆变器及同步调相机等电力系统各部分,建立了光伏发电并网系统的精确化整体模型;基于模式分析法探究同步调相机（SC）抑制电力系统次同步振荡方法,并通过IEEE次同步振荡第一标准型仿真验证该方法的正确性和可行性;最后,在Matlab软件平台进行仿真分析与验证。结果表明,所提方法能有效消除振荡,提升系统稳定性。     

新能源电力系统暂态频率稳定分析与调频控制方法综述

在“双碳”战略目标下,我国将构建高比例新能源电力系统。高比例新能源电力系统的转动惯量和调频容量降低、故障冲击功率提升,使大电网暂态频率稳定受到威胁。当前的调频控制方法及其所依赖的分析模型难以很好地适用于高比例新能源电力系统。为适应暂态频率稳定要求,需探索新的调频控制方法。为了更好地理解高比例新能源电力系统的暂态频率稳定问题,准备调频应对策略,对暂态频率稳定分析与调频控制方法的研究现状进行综述和展望。首先,归纳现有暂态频率分析模型,然后从系统和厂站2个层面梳理了调频控制方法的研究现状,从分析基础出发归纳不同调频控制方法的适用特性。最后,总结了高比例新能源电力系统暂态频率稳定分析与调频控制的特征变化及其影响,并对未来可能的发展思路进行展望。     

特约主编寄语

新型电力系统是电力行业推进“双碳”目标的重要物质基础,也是构建我国清洁低碳、安全高效能源体系的关键环节。在新型电力系统构建过程中,高渗透率的可再生能源和高比例的电力电子设备的广泛接入在扰动失稳和低频/次同步振荡等方面对电网运行的安全造成了极大的不确定性。增强电力系统的安全稳定运行是传统电力系统向新型电力系统过渡阶段的重大技术挑战,也是提升高比例新能源并网消纳的关键基础。     

新型电力系统的六要素分析

面向碳中和目标,能源电力系统的安全高效、绿色低碳转型及数字化智能化技术创新已成为全球发展趋势及我国能源科技创新的关键抓手。该文从国家宏观战略层面探讨了能源革命对建设新型电力系统的要求,阐述了新型电力系统的变革历程,从化石能源为主导的传统电力系统,到高比例新能源和高比例电力电子为主要特征的“双高”电力系统,再到新能源为主体的新型电力系统,分析了演化过程中不同阶段电力系统的关键要素。在此基础上,总结凝练了新型电力系统的六大关键要素“源网荷储碳数”,阐述了六要素之间的耦合关系。最后,聚焦“碳”与“数”2个新兴的关键要素,分别从低碳化与数字化2个视角对建设新型电力系统的关键技术进行了探析与展望。     

温湿度远程测控系统设计与实现

针对阵地温湿度检测实际情况,设计了这套阵地温湿度远程测控智能系统,详细介绍了系统硬件和软件的设计方法。该系统能自动监视阵地温湿度变化,实时与预先设定的温湿度参数值进行比较,并驱动相关驱动设备,使阵地温湿度保持在一定的范围之内。远程测控系统使用了CAN总线技术,增强了系统的可靠性。该系统已成功应用于阵地温湿度监控,从实际应用情况来看,系统不仅在信息传输的安全性、准确性和实时性方面均能满足控制的要求,而且具有很高的可靠性。     

加强岗位练兵技术比武提高职工队伍整体素质

为推动职工学技术、钻业务、练硬功、做贡献活动的深人开展,鼓励职工岗位成才,引导职工努力成为具有烟熟岗位技能和创新能力的人才,自1999年以来,攀枝花发电公司每年在职工中开展了岗位练兵技术比武竞赛活动。通过技术比武,提高了职工队伍的整体     

破碎机和磨碎机控制与保护的PLC设计与应用

介绍了PLC在破碎机、磨碎机控制与保护中的应用 ,简化了硬件结构并完善了保护系统 ,从而大大降低了设备故障率。该设计已得到成功应用 ,稳定可靠 ,效益显著。     

小热电的评价及热电厂经济指标的探讨

依据我国的能源政策,阐述了小热电机组与小火电机组的区别;分析了热电联产的优越性;论述了热电联产在节能降耗,环境保护及电网调峰中产生的社会效益和经济效益,并结合我国的实际,对热电厂的考核指标进行了探讨,对改善小热电的建设与运行提出了建议。     

电网与用户信息互联的研究与应用

由于电网信息和用户信息分别存储在生产管理和营销管理系统,相互不关联,对供电企业整体管理水平的进一步提升形成制约,为此,马鞍山供电公司从2008年开始,开展了一体化电网平台的建设,进行了电网用户互联的实践,收到了很好的效果.     

控制网络接入Internet的解决方案及实例

从工业控制系统信息化发展与应用的需求角度，讨论了Internet对其发展的影响，阐述了现有工业控制网络与信息网络Internet集成的几种技术，以及网络构成的几种方法，最后以一个实例，举例说明了控制网络与信息网络的集成技术在工业控制系统远程监控系统中的应用。     

大型汽轮发电机状态监测与故障诊断系统的开发与应用

以大型汽轮发电机故障状态分析及诊断理论、方法为基础 ,利用并完善了发电机原有的数据采集系统 ,同时搜集了大量发电机故障诊断经验及实例并加以整理和提炼 ,形成发电机故障诊断系统知识库 ,然后利用发电机的历史数据、在线监测数据及环境数据等信息对汽轮发电机异常运行状态作出诊断。在此基础上 ,设计开发了大型汽轮发电机状态监测与故障诊断系统 ,并把它应用于山东十里泉电厂 7号QFSN - 30 0 - 2型汽轮发电机。     

“火炸药应用技术”课程改革与实践

目前,大学本科教育采用传统方法教学已不适应创新型人才培养的需求,教学改革势在必行。针对"火炸药应用技术"课程特点,将传统教学与先进的多媒体技术结合,加强师生交流,提高教学效果。     

变压器输入阻抗与输出阻抗的分析计算

导出了变压器输入阻抗、输出阻抗、主磁通的计算公式,讨论了电阻、电感以及变比对变压器输出阻抗的影响.     

直流电网模型和仿真的发展与挑战

直流电网具有接入灵活、控制灵活、经济性好等优势,受到了工程和学术界的关注,而传统的电力系统建模仿真技术已经不能完全适应直流电网的研究和应用的需要。文中介绍了直流电网建模仿真的最新发展,总结了适用于直流电网的设备模型和仿真方法,提出了建模和仿真技术的挑战。在建模技术方面,总结了AC/DC换流器模型、DC/DC换流器模型、直流开关模型、直流负载模型和直流电网的系统控制模型和实现方法。在仿真技术方面,阐述了直流电网潮流算法的实施方案和挑战;总结了直流电网电磁暂态算法在精确性和效率上的挑战,提出了解决方案;阐述了高效的并行算法和多速率混合仿真的挑战和实现方法;展望了物理仿真技术和数模混合仿真在直流电网的应用和未来发展。