含整体煤气化燃料电池-碳捕集电厂的风火储系统分布鲁棒调度方法

整体煤气化燃料电池(integrated gasification fuel cell,IGFC)是与碳捕集技术高度适配的清洁、高效、稳定的绿色煤电技术,有望克服传统碳捕集技术在低浓度CO_(2)环境下产生的高成本、高能耗问题。该文构建含IGFC碳捕集电厂的风火储发电系统。研究IGFC碳捕集电厂的运行机理,对IGFC内部各环节建立数学模型,提出工况匹配时燃烧利用率和阴极空气利用率需要满足的运行条件,并针对该型碳捕集电厂的电碳特性进行分析。为计及风电出力的不确定性,构建风火储系统的两阶段分布鲁棒经济调度模型,引入k阶适应性理论,提出基于正交支撑子集策略的求解方法来获得鲁棒对等式。最后,在改进IEEE-30节点系统中进行算例分析,结果表明,该型碳捕集电厂可利用阳极碳富集的优势,实现系统低碳经济调度的目标,并验证所提优化方法能为可行解提供可解释性。

基于校正条件生成对抗网络的风电场群绿氢储能系统容量配置

以条件生成对抗网络(CGAN)为代表的半监督学习可计及风电波动并生成出力场景集合,生成的数据可输入氢气储能容量配置模型以支撑优化求解。为此,该文首先设计一种校正条件生成对抗网络(CCGAN),并基于风电预测误差构建条件校正器,对预测失准事件和风电爬坡事件下输入生成器的标签信息进行识别和校正;然后,以储能定容的综合成本和各风场弃风成本为目标函数,构建绿氢储能容量配置的多目标优化模型,并引入基于切比雪夫距离的膝区域数学概念,以指导多目标优化算法设计;最后,以新英格兰39节点系统为例进行算例分析,结果表明未经校正的条件信息将导致定容决策偏离实际,而CCGAN能生成计及风电不确定性的高置信出力场景,使得容量配置结果兼顾鲁棒性和经济性。

基于人工智能算法的风电机组状态监测和故障诊断技术研究综述

随着我国风电产业高速发展,风电机组服役时间延长,故障率和运维成本随之增加。利用人工智能算法对风电大数据进行数据挖掘,实现风电机组的状态监测与故障诊断,对风电产业提质增效具有重要的现实意义,近年来逐渐成为研究热点。文中介绍了风电机组数据采集与监控(Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA)系统和振动信号数据的特性,阐述了风电机组状态监测和故障诊断智能算法的框架,归纳总结了相关研究成果,并对风电机组状态监测和故障诊断技术所面临的挑战和发展趋势进行了展望。

静止坐标系下无电网电压传感器虚拟同步机控制策略

针对采用虚拟磁链算法的无电网电压传感器存在的直流偏移等问题,提出基于一阶低通滤波器和高通滤波器串联结构的改进磁链观测器,利用改进的磁链观测器得出虚拟磁链,提高了观测的精度。在得到虚拟磁链的基础上,针对不同电网频率运行条件,利用锁相环思想提出电网角频率的计算结构,并由虚拟出的磁链与电压的关系来重构电网电压。此外,将所提无电网电压传感器策略应用于网侧变流器系统中,在两相静止坐标系下设计虚拟同步控制结构,相比于旋转坐标系,可省去控制内环的解耦环节,同时还能简化坐标变换环节,避免了因坐标变换中角度不准而引入的不稳定因素。最后,通过仿真与实验验证所提控制策略与磁链观测器的有效性与可靠性。

基于状态分解的三电平变换器交错并联技术

三电平变换器交错并联技术是满足大容量和高功率应用的重要途径,但传统交错并联难以避免环流较大的缺点。此处提出一种基于状态分解的新型交错并联技术,将两个并联三电平变换器视为一个整体进行调制,利用传统的五电平空间矢量方法计算出相应开关状态。在此基础上,优先考虑系统环流的影响,将五电平状态灵活地分解为对应的三电平状态。相较于传统交错并联技术,所提出的方法在进一步减小输出电流谐波的同时,还能有效抑制环流幅值,并通过仿真和实验验证了新型交错并联技术的可行性与有效性。

单相ANPC变换器损耗均衡型空间矢量调制方法

单相全桥有源中点箝位(ANPC)变换器在采用传统脉宽调制(PWM)方法时存在开关器件损耗不均衡问题,个别器件过热会有损变换器可靠性和使用寿命。基于开关序列对换流路径的影响机理,提出一种损耗均衡型空间矢量调制方法。当桥臂输出电压被箝位到直流中点时,通过有效空间矢量的选取控制开关器件通断,为电流提供双回路换流路径,从而有效减小通态损耗,并使桥臂内层开关器件的损耗更加均衡。仿真和半实物实验表明该方法简单易实现,可以有效达成桥臂内层开关器件的损耗均衡。

考虑内–外生双重不确定性的风储系统联合规划方法

风电场配置储能设备提供了良好的并网特性,但传统风储联合规划中,仅考虑不受决策结果影响的外生不确定性,受决策影响的内生不确定性被忽视,无法给出兼具经济性和鲁棒性的规划方案。为此,首先从不确定优化理论的角度梳理风储联合规划的模型演化路径,给出对应优化模型的拓扑表示。引入随机过程中的鞅理论,针对不确定性的外生与内生问题进行严格数学定义加以区分,并采用散度对风储联合规划中的内生与外生不确定性进行数学建模,同时设计参考分布修正过程使内生不确定性的参考分布逼近真实分布。构建改进分布鲁棒优化模型,设计对应的求解流程。最后,以改进IEEE 30节点系统和中国蒙西某区域电网验证所提模型的有效性和通用性,分析储能配置与内生不确定性间的相互影响,为该类规划问题提供先验信息支撑。

兼顾捕碳强度与可再生能源消纳的储能容量配置优化方法

碳捕集技术是实现发电行业碳达峰和碳中和目标的重要手段。传统碳捕集机组在灵活运行方式下参与可再生能源消纳时,将丧失一定的捕碳强度,无法在深度脱碳条件下灵活地进行可再生能源消纳。为此,面向碳捕集电厂和可再生能源电源,该文提出一种新型捕碳储能系统,主储能系统用于可再生能源消纳,次储能系统协助碳捕集机组实现电碳解耦,并分析瞬态与动态电碳解耦特性。在该捕碳储能系统架构下,基于KL散度刻画风电和光伏出力的不确定性,并构建储能容量配置的分布鲁棒优化模型。最后,通过算例分析进行仿真验证,结果证明了储能容量配置模型的有效性,验证了所提捕碳储能系统可提高可再生能源消纳水平的同时保证高捕碳强度。

高质量发展是真正解决人类实践三重矛盾的发展

党的二十大报告将“高质量发展”提到中国式现代化本质要求的高度,将它当作全面建设社会主义现代化国家的首要任务。由此可见,高质量发展并不仅仅是一个经济问题,而是涉及中国式现代化方方面面的根本问题。从价值哲学角度看,高质量发展之所以对中国式现代化如此重要,是因为它总结了千百年来尤其近百年来人类发展的经验教训,旨在从根本上解决人类实践的三重矛盾,即人与自然之间、人与人之间、人与自身之间的矛盾,实现真正意义上的全面和谐。

电压源型双馈风电机组低压穿越控制策略

在电网深度故障情况下,电压源型双馈风电机组控制环节中的惯量和阻尼作用不利于风电机组低压穿越。根据电流源型双馈风电机组的低压穿越策略提出了一种基于模式转换的电压源型双馈风电机组低压穿越控制方法,即在故障期间切换为电流源型控制方式,故障恢复后切换为电压源型控制方式。通过分析双馈风电机组电压源型和电流源型控制结构,提出基于状态变量预同步的柔性模式切换方法,实现了电压源和电流源运行模式的无冲击切换。根据风电机组低压穿越相关规定,制定暂态期间机组冲击电流抑制、有功恢复整定以及动态无功补偿方案,实现了电压源型双馈风电机组在电网深度故障情况下的低压穿越。通过仿真对上述方法的有效性进行了验证。

超声引导下5%葡萄糖注射治疗腰脊神经后支卡压综合征的疗效观察

目的:观察比较超声引导下5%葡萄糖和糖皮质激素注射治疗腰脊神经后支卡压综合征病人的疗效。方法:选择2023年1月至2023年6月徐州医科大学附属医院疼痛科86例腰脊神经后支卡压综合征病人,按随机数字表法分为5%葡萄糖(5%dextrose water,D5W)组(D5W组)和激素组(对照组)。D5W组采用超声下双侧脊神经后支注射30 ml 5%葡萄糖,对照组同样方法注射30 ml复方倍他米松稀释液。观察治疗前和治疗后1、2、4、12周的疼痛数字分级评分法(numerical rating scale,NRS)评分、Oswestry功能障碍指数(Oswestry disability index,ODI)、镇痛药物使用人数及不良反应;记录治疗前、治疗后第2天和第3天空腹末梢血糖变化。结果:与治疗前相比,两组治疗后1、2、4、12周NRS评分及ODI评分均降低;与对照组相比,D5W组治疗后12周的NRS评分及ODI评分也有所下降,D5W组对住院病人治疗后第2天和第3天空腹末梢血糖影响较小。治疗后2周,D5W组使用镇痛药物人数高于对照组。结论:超声引导下5%葡萄糖注射可缓解腰脊神经后支卡压综合征病人的疼痛,改善腰背功能,是治疗此类病人一种安全有效的方法。

弱电网下双馈发电机输入导纳建模及稳定性分析

弱电网条件下双馈风电机组控制系统与电网的交互影响目前得到了广泛的关注,传统的双馈电机变流器控制系统设计中并没有考虑电网阻抗的影响,因此该文采用阻抗分析方法分析了双馈风电变流器控制系统特性对双馈发电机并网稳定性的影响。首次在同步旋转坐标系下建立了考虑锁相环影响的双馈发电机输入导纳模型,建模过程中同时考虑了双馈发电机的电磁暂态特性和转子电流环控制器的影响。在此基础上,详细分析了锁相环和电流环控制器参数变化对双馈发电机输入导纳矩阵的影响。在所建模型的基础上对弱电网连接情况下的双馈发电机稳定性进行分析,利用广义奈圭斯特稳定判据分析电流环以及锁相环PI参数对于系统稳定性的影响,仿真结果验证了所建立模型和理论分析的正确性。

两相静止坐标系下并网逆变器的重复控制策略

采用LCL型滤波器的三相PWM并网逆变器在同步旋转坐标系下的数学模型存在耦合项,另外当并网电压不平衡或含低次谐波时,输出电流波形会产生畸变。针对以上问题,提出一种两相静止坐标系下的电流重复控制方法。该方法不需要进行Park变换和解耦计算,可有效降低逆变器并网电流的总谐波畸变。详细给出了重复控制器的参数设计方法,同时考虑了LCL滤波器硬件参数和系统延迟的影响。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。

改进的主动频率偏移孤岛检测算法

针对被动孤岛检测存在检测盲区以及传统主动频率偏移(AFD)孤岛检测算法会带来有功电流波动的不足,提出一种改进的AFD孤岛检测算法。该算法通过控制无功电流的大小来实现电流频率偏移,从而实现孤岛状态下接入点电压频率的正反馈,进而检测出孤岛。为了减小无功电流对电力系统的污染,需将该AFD算法与传统的被动孤岛检测算法结合使用。仿真和实验结果表明,该孤岛检测算法不仅消除了被动孤岛检测算法在负载功率和逆变器功率匹配时存在的检测盲区,而且克服了传统AFD算法有功电流波动的缺点,提高了直流母线电压的稳定性。

基于电网电压定向的双馈风力发电机灭磁控制策略

电网故障造成的电网电压变化会在双馈发电机定子绕组中产生定子磁链的暂态直流分量,造成发电机输出功率波动和电磁转矩振动,需要采取灭磁控制来加快定子磁链暂态直流分量的衰减。文中提出了一种适用于双馈风力发电机电网电压定向矢量控制的灭磁控制方法,首先分析了电网故障对双馈发电机内部电磁关系的影响,在此基础上分析了双馈发电机电网电压定向矢量控制的稳定性,就此提出了一种新型的灭磁控制方法,并进一步阐述了转子侧变换器容量及风电机组运行状态对灭磁控制效果的影响。仿真验证表明,所提出的灭磁控制方法可以在电网电压跌落程度较轻的情况下有效减小双馈发电机定子磁链中暂态直流分量的影响,提高双馈风电控制系统的稳定性,有利于实现风电机组的低电压穿越。

一种新型的PWM变换器LCL滤波器有源阻尼控制策略

本文提出了一种新型的PWM变换器LCL滤波器有源阻尼控制方法。针对LCL滤波器的谐振问题,传统的方法是在滤波电容上串联电阻来抑制谐振,但这种方法会带来功率损耗。通过有源阻尼控制,可以有效地抑制LCL可能带来的谐振。在有源阻尼方法基础上提出了滤波电容电流反馈的设计方法,同时结合滤波电容电流估算的方法,实现了无附加电流传感器的LCL滤波器的有源阻尼控制。这种方法可以有效地抑制系统谐振,改善变换器输出电流波形,同时不需要增加额外的传感器。实验结果验证了这种方法的有效性和实用性。

改进的配电网双馈风电场电压控制策略

结合双馈风电机组(doubly-fed induction generators,DFIG)的运行特点,提出了一种改进的适用于与配电网连接的双馈风电场的电压控制策略,其中既包括了传统的通过无功功率控制电网电压的方法,也包括电网负序电压的补偿控制策略。以双馈风电系统的功率关系为基础,给出双馈风电机组不同运行状态下的无功功率的计算方法,阐述双馈风电机组的无功功率控制方法及通过风电场无功功率控制电网电压的方法。针对电网电压不平衡的情况,给出通过双馈风电机组抑制电网负序电压影响的控制方法,分析了双馈机组的控制电网负序电压的限制条件和控制策略。由双馈风电机组构成的与配电网连接的风电场的仿真结果验证了所提出的电压控制策略的有效性,仿真结果表明这种电压控制方法可以有效地提高电网及风电场运行的稳定性。

双馈风力发电机三相短路电流分析

为了研究双馈风力发电机组的低电压穿越控制问题,分析了双馈风力发电机定子端三相短路时短路电流的产生机理,给出了双馈风力发电机在空载同步转速条件下的定转子短路电流的近似解析表达式。在此基础上,根据双馈风力发电机内部的电磁关系,分析了发电机故障前不同转速、输出有功功率及无功功率等运行状态对双馈发电机短路电流的影响。在理论分析的基础上,建立了3 MW双馈风力发电机的模型,对发电机定子端三相短路故障状态进行了仿真研究。仿真结果表明:通过定转子短路电流的近似解析表达式和发电机故障前的初始状态可以有效对双馈发电机短路电流进行定性分析,为进一步研究双馈风力发电机的低电压穿越能力提供了理论依据。

双馈风力发电机定子电流检测系统容错控制

为提高双馈风力发电机运行可靠性,提出了一种定子电流传感器故障检测及容错控制方法。在电网电压矢量定向同步坐标系下,根据双馈风力发电机动态模型,建立了基于模型参考自适应方法的定子电流冗余在线观测器。通过建立参考模型和可调模型,使定子电流观测值实时跟随实际电流。在αβ坐标系下通过定子电流检测值和观测值的比较残差实现传感器故障的自诊断。在故障后以定子电流观测值为控制对象实现无定子电流传感器运行。所设计观测器准确度不依赖于定子电流测量值且对电机参数变化具有较好的鲁棒性。文中方法能够在定子电流传感器故障条件下及时判断出故障的来源,并实现故障后的容错控制。在双馈风力发电机实验机组上,对所提出理论的正确性和可行性进行了实验验证。

并联型三相PWM变换器环流无差拍控制策略

三相PWM变换器并联能够有效增加系统容量,但同时可能带来环流问题。环流会使交流电流发生畸变,增加损耗,降低系统效率。该文提出一种新型的环流无差拍控制方法。在分析并联系统环流模型的基础上,设计了环流无差拍控制器,环流控制通过对各并联模块控制环节中空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)的零矢量进行调节来实现。该方法不需要增加额外的硬件,具有动态响应快,环流抑制效果好等优点,适用于采用通讯线连接的共直流母线交流侧直接并联的三相PWM变换器系统。实验结果验证了理论分析的正确性,表明该方法适用于并网电抗器不同及模块电流给定值不同的并联运行场合。