含抽水蓄能电站的多能互补微网系统设计与研究

构建新型电力系统是实现“双碳”目标的重要举措。随着清洁能源发电占比日益提高,为弥补清洁能源的波动、间歇等短板,充分发挥多元协同互补作用,设计一种含抽水蓄能电站的多能互补微网系统。该系统通过风电、光伏消纳清洁能源,以中小型抽水蓄能电站和储能电站调节清洁能源发电,可根据调度指令,适时切换并网或孤网运行状态。明确了系统结构、作用特点、功率约束关系、协同控制策略,设置了测试系统和典型负荷,分析5种运行模式下系统的日运行过程,量化评估了经济性和单日发电收益。该系统具有较强运行灵活性和调节能力,能够提高清洁能源发电的可靠性,确保负荷供电的稳定性。同时,也论证了中小型抽水蓄能与分布式清洁能源联合运行的可行性。     

兼顾微气象预警的输电线路人机巡检计划优化

针对传统固定巡检周期无法依据微气象变化进行动态调整的问题,提出一种兼顾微气象预警的输电线路人机巡检计划优化方法。首先,将线路故障归结为老化失效、运行工况、微气象的共同作用,利用比例风险模型抽离微气象影响,基于风险评估理论制定线路基础巡检周期;然后,通过微气象预警与故障事件的关联规则计算附加故障概率,定义巡检密度系数判断是否提前巡检和计算预警日前累积故障隐患来判断是否额外巡检,以实现线路巡检的动态调整;其次,基于微气象预警的动态周期建立计及可靠性与经济性的巡检计划优化模型,定义微地形匹配度对人、机巡检方式的分配进行惩罚以降低巡检工期;最后,以某地区实例验证上述方法有效性。     

双层伞状开孔的微测辐射热计红外吸收分析

建立了具有伞状吸收层结构的微测辐射热计探测单元的红外吸收模型。基于光学导纳矩阵法和阻抗匹配理论,采用三维电磁仿真软件CST,对伞状结构不同开孔尺寸和形状下模型的红外吸收特性进行了分析。结果表明,双层伞状开孔微测辐射热计光学性能与伞状结构开孔大小有密切的关系。该伞状微测辐射热计中引入开孔后,在保持较高的红外吸收特性的基础上,减少了探测单元热容,从而提升了器件响应速度。最终所得探测单元在8~14μm红外波段内的平均吸收率为85%,满足超大规模小像元非致冷红外焦平面探测器的设计要求。     

流道缩扩比对半波纹微通道流动和传热特性的影响

为探究流道缩扩比对半波纹微通道流动和传热特性的影响,设计了5种不同缩扩比的半波纹微通道模型,并对各通道内的层流流动(200＜Re＜1000,Re为雷诺数)和传热进行了数值模拟研究。结果表明,半波纹微通道的压降和努塞尔数随着流道缩扩比的减小而增大;与光滑微通道相比,半波纹微通道具有更优的传热性能但压降损失也更高;引入η作为综合性能指标,发现减小流道缩扩比是提高半波纹微通道综合换热能力的有效方式,且当Re＞490时,其综合换热能力均优于光滑微通道。     

基于微气泡散射的水下无线光通信复合信道建模

海浪、船舶尾流以及海洋生物游动与呼吸等原因会导致海水中存在大量的气泡,气泡群带来的散射效应对光信号的水下传输具有重要影响,但典型的水下无线光通信信道模型一般不考虑气泡群带来的负面效应。为了进一步完善传统的水下无线光通信信道模型,本文利用Mie散射理论分析海水中的微气泡及微气泡群光散射特性,基于蒙特卡洛法建立包含气泡散射的复合海水信道模型,分析不同海水水质、气泡密度、链路距离等参数条件下接收端的光学特性和信号特性。结果表明:当链路距离为5m时,随着气泡密度的增大,接收端光斑的弥散程度加剧,其面积可增至初始大小的3～5倍,中心能量也显著降低,最多可降至最大值的05;当链路距离为10～40m时,气泡群的存在以及链路距离的增长会导致接收端第一次接收到光子的时间延长约10～200ns,且使脉冲展宽值增大;当链路距离为2～10m时,气泡群密度的增大最多可使归一化接收功率降低至初始值的0004,但随着水质的恶化,其他粒子含量提高,气泡群对接收功率的影响逐渐减小。该研究可以为水下无线光通信系统的设计和理论分析提供参考。     

基于控保协同的微电网注入式保护方法研究EI北大核心CSCD

微电网中大量逆变型微电源(inverter-interfaced distributed generator,IIDG)的接入使其故障特性不同于传统配电网,传统保护方案不再适用。该文基于控保协同设计思想,研究基于非工频特征信号注入的微电网保护方法。通过建立IIDG的非工频等效模型,比较基于单IIDG注入和多IIDG注入的方法,提出多IIDG协同注入的策略及其启动判据、并网点滤波器参数整定原则,并设计相应IIDG控制器;当微电网故障时,各IIDG在维持工频输出的同时于短时间内启动特征频率信号输出,在微电网中形成明显的故障特征。理论分析与仿真结果表明,所提策略能够解决特征频率信号分流和多IIDG注入的协同问题,为基于过电流、故障分量等原理的注入式保护方案的应用提供有效的理论支撑和解决方案。     

主动支撑电网频率的园区多能微网优化运行EI北大核心CSCD

随着新能源电源接入比例持续上升,电力系统频率失稳风险也随之上升,亟需发掘快速调频资源,增强电力系统频率稳定性。园区多能微网(district multi-energy microgrid,D-MEMG)下辖的微型燃气轮机与电转气装置功率可快速调节,具备对电网频率的支撑能力。为此,该研究主动支撑电网频率的园区多能微网优化运行问题。首先,提出改进的系统频率响应模型,刻画各类参与频率支撑设备调速器的死区与限幅环节,基于差分法,获得电网频率动态时域离散化模型。其次,考虑园区多能微网参与调频对上级配气网运行的影响,精细化建模园区多能微网调频时与上级配气网交互天然气流的变化量,构建配气网运行约束可行性检测子问题。随后,将所提模型转化为两阶段鲁棒优化问题,并采用列和约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法进行求解。最后,设计算例验证所提模型与算法对支撑电网频率的有效性。     

低压直流微网短路故障特性分析及检测∗

针对直流微网系统要求可靠性高、线路阻抗小、短路故障检测速度快,构建基于太阳能、储能单元和负载 的环形直流微网结构,通过分析短路故障的特性,提出基于短路电流变化率的故障检测方法.在MATLAB/Simulink 中搭建母线电压为４００V的直流微网模型进行仿真,仿真结果表明所提方法可以在２ms内实现对母线和单元短路故 障的检测,确保整个系统可靠工作.     

具有功率解耦功能的光伏并网微逆变器

为了解决光伏并网微逆变器直流侧引入的二倍工频扰动问题,传统解决方案是在太阳能板两侧并入大容量的电解电容来平抑扰动,但电解电容的使用寿命过短,导致整个光伏系统的使用寿命受限。为此提出了一种新型的功率解耦电路拓扑,实现了以寿命长、容值小的解耦电容替代电解电容,在完成功率解耦的同时也有效延长了微逆变器系统的整体寿命。最后通过仿真验证了该新型解耦电路的可行性。     

基于分布式深度强化学习的微网群有功无功协调优化调度

针对微网群的分布式有功无功协调优化调度问题,提出一种分布式多智能体深度强化学习方法,可训练智能体在与环境交互的过程中学习到最优调度策略,并克服传统优化方法对模型的依赖。相较于已有基于“集中训练”框架的多智能体深度强化学习方法,该方法无须收集全局信息,能够更好地保障各子微网信息的隐私,减轻通信压力,并且在训练和执行阶段均表现出对通信故障的鲁棒性。此外,考虑到微网群存在拓扑变化而强化学习模型泛化能力差,提出一种迁移强化学习方法,利用已有智能体知识为每种拓扑高效训练一组智能体。最后,通过改进的IEEE 33节点系统算例,验证了所提方法在解决微网群分布式有功无功协调优化调度问题上的有效性。