锁相并网设备的独立激励-响应机制及基于幅频运动方程的设备特性表征方法

针对风电、光伏等电力电子并网设备对系统支撑能力评估问题,核心基础是正确认识设备根据有功/无功功率不平衡调节内电势幅值/频率的功能性角色(设备特性)。然而电力电子设备主流的锁相并网结构严重阻碍了对设备功能性角色的认知,特别是目前业界普遍基于锁相并网的具体连接结构,形成了设备内电势跟随电网电压或端电压变化的“跟网”角色认知,尚未认识到系统运行中设备所应具备的功能性角色。为此,首先通过深入认识隐藏在锁相并网结构下内电势响应取决于电流单独激励的电流控制独立激励-响应机制,澄清了锁相并网设备通过有功/无功功率不平衡独立调节内电势幅值/频率的功能性角色,进而提出基于有功/无功功率不平衡激励-内电势幅值/频率响应关系即幅频运动方程的设备特性表征方法,最后通过阐述锁相并网设备特性由功率激励-内电势响应关系表征的必然性,指出当前业界对锁相并网设备特性认知的局限。

基于内电势幅值/频率和网络有功/无功电流工作点的变换器并网交流系统小扰动线性化方法

当今电力系统不明机理的振荡问题频发,亟需回归振荡的能量交换本质以认识和分析系统动态过程。系统受扰后设备将根据输入和输出有功/无功功率或电流不平衡调节内电势频率和幅值,进而调节网络中各设备端口有功/无功电流及设备输出功率。在此闭环动态过程中内电势幅值/频率对应的设备储能与有功/无功电流对应的网络储能将在一定水平上彼此交换。因此,系统动态分析的工作点和相应的小扰动数学关系应当基于表征系统储能水平的内电势幅值/频率和有功/无功电流来进行确定和构建。然而,现有研究仍然缺乏对交流系统动态过程能量内涵的认识,目前尚未从能量角度开展认识和分析交流系统动态过程的相关工作。鉴于此,该文旨在提出基于内电势幅值/频率和有功/无功电流工作点的交流电力系统小扰动线性化方法。首先以变换器并网交流系统为例,从系统基本结构及其传输有功/无功的闭环运行原理出发,通过阐述在系统受扰后内电势幅值/频率和有功/无功电流不断迭代更新的闭环动态过程中变换器和网络在一定储能水平上相互交换有功/无功的机制,明确内电势幅值/频率和有功/无功电流的稳态直流量是交流系统的工作点,并澄清其所蕴含的有功/无功存储水平物理内涵。基于内电势幅值/频率和有功/无功电流工作点,该文提出描述变换器/网络的内电势幅值/频率和有功/无功电流间的激励-响应小扰动非线性关系及其线性化的物理认识和相应的线性化方法,然后结合仿真说明系统小扰动线性化关系的适用性,最终阐释小扰动初期交、直流电气量的动态演化行为。

正负序时变幅频旋转矢量及其在三相静止坐标系上投影瞬时值间关系的特征及仿真分析

随着电力电子化并网设备在电力系统中所占比例的大幅增加,电源侧的输出特性明显区别于传统以同步发电机为代表的电源输出特性,电力电子化电力系统故障分析尤其是网络不对称故障分析面临新的挑战。然而现有的故障分析方法基本未认识到设备内电势的时变幅频特征,仅有的基于时变幅频信号提出的时变幅频对称分量法也仅是1组数学化的分解公式,无明确的物理内涵作为方法支撑。针对此,通过分析正/负序时变幅频旋转矢量投影三相瞬时值间关系的特征,诠释了时变幅频对称分量法的物理本质。首先,研究时变幅频内电势旋转矢量的产生机制;然后,基于正/负时变幅频旋转矢量在三相静止坐标系上投影瞬时值特性建立描述各相的旋转相量概念及正/负序三相旋转相量图;最后,基于上述旋转矢量投影等效三相旋转相量的过程建立时变幅频对称分量法的物理内涵,由此将不对称故障点电压等效为正/负序旋转相量,并结合仿真进行分析。分析结果表明,所提故障分析方法为时变幅频内电势激励下网络不对称故障分析提供了基础理论。

锁相同步并网变换器电流控制内电势幅值/频率形成机制分析

传统电力系统中,同步发电机独立形成内电势幅值/频率,接入电网建立系统电压。然而目前电网电压的建立越来越依赖于可再生能源设备,在锁相同步下并网变换器形成内电势需检测电网电压,看似与同步机独立形成内电势并建立系统电压不同。针对此问题,研究锁相同步下变换器电流控制形成内电势幅值/频率的机制,明确内电势幅值/频率由电流唯一确定,阐明锁相同步设备在本质上与同步发电机独立形成内电势建立电压相同。首先,基于控制结构与交流瞬时值形成的本质,说明变换器的输出实质上为内电势幅值/频率。然后,从设备与网络闭环动态过程出发,明确端电压与电流的冗余关系,在输入电流确定后内电势幅值/频率即可相应地唯一确定。最后,结合仿真分析,说明输入电流唯一确定内电势幅值/频率的正确性。

基于时变幅频“相量”序列的交流电力系统电感元件端口电流及功率分析

在实际交流系统中,伴随励磁及转子转速的变化,各台发电机内电势节点的幅值/频率为时变量。相量法作为分析正弦稳态电路的经典方法,已在电力系统分析中得到广泛的应用。该文针对交流输电线中的电感元件,根据其各相电压/电流瞬时值之间的时域积分关系,首先得到输电线端口的有功/无功功率与内电势幅值/频率状态之间的无穷项级数原始数学关系,进而基于该原始关系,提出时变幅频“相量”序列的新概念,对端口电流及功率的形成机制与影响因素进行分析和探讨。所提出的新概念可以把传统正弦稳态电路分析的相量法拓展至交流电力系统的动态过程,同时,利用“相量图”的几何化描述手段。该方法也为工程上简化与利用交流输电线端口功率与内电势的原始数学关系提供了一定参考。最后时域仿真验证了方法及结论的有效性。

面向系统电压动力学演化过程分析的电力电子并网设备内电势幅值运动机制研究

系统电压和频率演化机制认识一直是开展电力系统稳定、控制和保护等研究的重要基础。针对系统频率演化问题,已有研究以转子运动方程所刻画的内电势频率运动机制为核心形成了频率同步过程的直观认识。而针对系统电压演化问题,由于不明确驱使内电势幅值运动的激励力和支撑内电势幅值运动的物质特性,没有形成与内电势频率运动机制相对应的内电势幅值运动机制认识,更未能结合网络特性开展物理概念明确的电压动力学演化过程研究。随着电力电子设备持续大规模并网,电压问题愈加凸显,亟需更加深入地认识系统电压演化过程。因此,文中首先从设备调节内电势幅值/频率的基本原理出发,明确无功不平衡是驱使内电势幅值运动的主要激励力,并以双馈风机(doubly-fedinduction generator-based wind turbine,DFIG-based WT)为例构建无功/端电压不同控制目标下内电势幅值/频率响应模型。然后,基于三相系统动态过程中无功功率的物理内涵,建立支撑内电势幅值运动的无功不平衡存储特性的直观认识,从而通过类比频率运动机制,指出内电势幅值是反映无功不平衡存储水平的状态。最后,在含DFIG-basedWT单机系统中分析考虑不同控制目标时的电压动力学演化过程,并初步探讨多机系统电压动力学演化过程的研究思路。

基于PET控制特性的交直流配电网直流侧低频振荡分析

随着新能源、储能和柔性直流技术的发展,交直流混合配电网逐渐成为未来配电网的重要发展方向,大量电力电子设备接入给配电网带来了低频振荡等动态问题。为深入研究交直流混合配电网直流侧低频振荡问题,文中根据交直流配电网系统实际工程应用,对电力电子变压器主阀塔中的H桥串联和隔离型双向有源桥结构、三相逆变器以及三相Buck变换器等关键环节进行详细建模。通过时域仿真,复现了该交直流配电网实际工程中直流侧的4 Hz低频振荡现象,验证了所建数学模型的正确性。基于所建数学模型对功率和控制器参数等关键影响因素进行了定性分析,最终得出结论如下:功率水平、Buck环节电压环控制参数影响系统稳定性;Buck环节电流环积分系数影响振荡频率。

锁相环对锁相环型并网变换器有功/无功电流激励-内电势幅值/频率响应关系的影响机制研究

新能源发电大规模接入电力系统使其出现了区别于传统电力系统的电流控制时间尺度的电压/频率动态现象。系统安全稳定运行所需的相对稳定的电压/频率水平与功率传输水平要求变换器并网设备具备基于端口功率调节内电势幅值/频率的机制。电网端电压状态检测的锁相控制方式复杂化了该调节机制,并为理解系统电压/频率动态过程机理带来障碍。然而,现有研究多直接基于物理连接关系对锁相环型并网设备进行数学描述,未能意识到功率激励-内电势幅值/频率响应关系是设备在系统动态过程中角色的一般化描述,更未能建立锁相控制方式对此激励–响应关系的影响机制认识。为此,文中以锁相环型并网变换器电流控制时间尺度为对象,基于其在系统闭环因果动态过程中行为的认识揭示设备内电势幅值/频率独立受有功/无功电流调节的机制。然后,基于不平衡有功/无功电流及其独立决定的锁相误差分别经电流控制器与锁相环共同建立内电势矢量过程的认识,阐明内电势矢量旋转运动的形成机制与内电势频率调节的锁相影响机制。最后,进一步初步说明变换器设备在系统电流控制时间尺度频率动态过程中的角色。

上海市泗泾地区2020、2022年中小学生超重和肥胖的流行病学调查研究

目的 探究上海市泗泾地区2020、2022年小学及初中学生超重及肥胖情况,为干预儿童肥胖提供科学依据。方法 分别在2020年10月及2022年10月采取整群抽样的方法对泗泾地区的小学及初中学生进行体检,进行横断面研究,了解泗泾地区小学及初中不同年龄、不同性别学生的肥胖及超重情况。结果 2020、2022年参加体检资料完整的人数分别为7 766、10 594例,其中4 626例连续参加2次体检。2020年儿童超重率、肥胖率分别为15.14%、21.89%,2022年儿童超重率、肥胖率分别为15.41%、21.11%,超重率、肥胖率2年间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。2020年男生超重率、肥胖率分别为14.91%、24.70%,女生超重率、肥胖率分别为15.40%、18.80%;2022年男生超重率、肥胖率分别为15.04%、24.14%,女生分别为15.82%、17.82%;男女之间超重率差异无统计学意义(P>0.05),2年男生肥胖率均高于女生,差异有统计学意义(P<0.05)。2022年12岁儿童肥胖率为27.42%,高于2020年同年龄段,差异有统计学意义(P<0.05),其他年龄组均差异无统计学意义(P>0.05)。4 626例连续参加体检的儿童,2020年超重率、肥胖率分别为14.46%、21.25%,2022年超重率、肥胖率分别为16.04%、21.78%,2年间超重率差异有统计学意义(P<0.05),肥胖率差异无统计学意义(P>0.05)。4 626例儿童中男生2 402例,女生2 224例;2020年男生超重率、肥胖率分别为13.70%、24.48%,女生分别为15.29%、17.76%;2022年男生超重率、肥胖率分别为16.07%、25.44%,女生分别为16.01%、17.72%;男女之间超重率差异无统计学意义(P>0.05),男生肥胖率高于女生,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 上海泗泾地区中小学生超重及肥胖具有较高的发生率,应加强饮食、运动指导,同时男生肥胖发生率更高,应加强男性儿童肥胖防治。

电力电子化电力系统多尺度电压功角动态稳定问题

随着可再生能源发电、远距离输电及无功补偿和交流传动等应用的快速发展,电力电子变换装备以其在电能变换方面的灵活性在电力系统中的渗透水平不断提高,深刻地改变着电力系统的动态行为。近年来,国内外电力系统持续出现各种不明机理的动态问题,对电力系统安全稳定和运行构成重大威胁。该文从主要发电、输电和负荷装备的控制方式、动态特性及其对电力系统动态行为的影响角度出发,分析一次调频时间尺度以下电力电子化电力系统电压功角动态稳定问题的多尺度特征,并初步提出基于幅相运动方程、自稳性致稳性及广义稳定器等3个方面的系统建模、分析和控制的一般化概念和方法,即幅相动力学方法。

储能技术在解决大规模风电并网问题中的应用前景分析

在大规模风电集中并网的电力系统中,风力发电不同于常规发电的静态出力特性和动态响应特性给电力系统供电的充裕性及运行的安全稳定性带来新的重大挑战。各种储能装置由于具有对功率和能量的时间迁移能力,是改善常规发电静态出力特性及风力发电动态响应特性的有效手段。文中阐述了应用储能装置解决大规模风电并网问题的基本思路,并就目前储能技术大规模应用所面临的问题及前景进行了展望。

电力电子化电力系统动态问题的基本挑战和技术路线

源-网-荷装备电力电子化是当前我国电力一次系统发展的重要趋势和特征。运行实践中与装备电力电子化相关的不明机理事故频发,开展电力电子化新一代电力系统动态问题研究是保障电网安全稳定运行的重大需求。文中基于源-网-荷环节中电力电子化装备比重持续提升的现实,凝练电力系统稳定分析与控制、故障分析与保护所面临的新挑战,提出分析和解决电力电子化驱动下电力系统控制和保护问题的技术路线图,结合电网运行实践提出基础理论和关键技术创新的主要需求,为相关管理部门、研发机构和研发人员提供参考。

大规模风电并网问题基本框架

近10年来风力发电在世界各主要国家和地区快速发展.风力发电在较长时间尺度上的静态出力特性以及在较短时间尺度上的动态出力特性与常规发电都有着本质区别,对电力系统供电的充裕性以及运行的稳定性带来了新的重大挑战,并限制了风电在电网中的注入水平.从风力发电与常规发电的基本区别出发,重点分析供电充裕问题以及运行稳定问题的基本内涵,揭示供电充裕问题与运行稳定问题的相互关系,并进而提出解决大规模风电并网问题的基本思路.

长线路弱电网情况下大型风电场的联网技术(英文)

对风力发电设备来说最为重要的几个技术挑战,包括电压控制、无功功率管理、动态功角稳定和电网扰动后风力发电机的行为等。集成到每台风力发电机电力电子装置中的电气控制以及机械控制,跟风电场控制系统结合在一起,已经具备控制大量风力发电机的能力,使这些风力发电机在电网连接点表现为一个统一的发电厂。这一先进的有功功率和无功功率分层控制的动态性能在大多数情况下超越了现代传统同步发电机。本文详细阐述了其中几个重要功能如下:①风力发电场控制功能,包括在准稳态和动态条件下的电网电压控制;②低电压穿越特性,包括风力发电机在严重电网扰动后的表现;③风力发电机的动态功率控制功能,包括针对功率摇摆的暂态和动态控制性能。

电力系统中变换器电流时间尺度动态过程分析的幅值/频率调制方法

电压源型变换器(voltage source converter,VSC)大规模应用所引起的不同频率振荡给电力系统电流时间尺度电压幅值/频率动态带来了巨大影响。然而现有的研究没能认识到上述系统动态过程本质为内电势幅值/频率调制的过程,相关的基于内电势幅值/频率调制的VSC电流时间尺度系统动态过程分析的研究尚未开展。为此,该文提出适用于VSC电流时间尺度系统动态过程分析的幅值/频率调制方法。首先,介绍VSC多机系统模型结构及系统动态过程的内电势幅值/频率调制本质,澄清了当前普遍存在的对VSC动态过程本质为谐波动态过程的误解。然后,结合时域仿真讨论网络和VSC原始数学模型及线性化的基本挑战。最后,所提出的方法不仅能直观地分析由装备和网络所形成的内电势幅值/频率调制和有功/无功功率调制间的因果循环关系及演化规律,还能统一归纳多样化装备和网络对电力系统所关注目标–电压幅值/频率动态的影响。

铜官山矿田铜金成矿模式探讨

铜官山矿田是长江中下游铜铁金成矿带铜陵矿集区中4个主要矿田之一,矿田由铜官山铜矿床、天马山硫金矿床、金口岭铜金矿床组成。矿田内地表出露志留系至三叠系地层,岩体有铜官山石英闪长岩、天鹅抱蛋山石英闪长岩和金口岭花岗闪长岩等。根据矿体产状、矿化特征、蚀变类型等,矿体分为夕卡岩型矿体、层状矿体及细脉浸染型矿体。不同产状矿体是由不同容矿构造所决定的,夕卡岩型矿体是由接触带构造控制的,层状矿体是由C2+3/D3ω层间滑脱面构造控制的,当两种构造交叉时形成“人”形或“Y”形矿体。层状矿体的形成经历了2个成矿阶段,即燕山期岩浆作用形成的含铜金等成矿物质的岩浆热液,沿着层间构造移动时,交代叠加改造在晚石炭世沉积形成的含铜等的黄铁矿层,形成层状铜硫矿体或硫金矿体。Pb、O等同位素特征及成矿温度研究资料表明,成矿物质和含矿热液主要来源于岩浆,部分来源于地层。由于区域基底控岩断裂构造活动的多期性、长期性及脉动性,从而导致岩浆房的演化、分异,不仅使岩性上存在一定差异,而且不同岩体其含铜、金性上有一定差异。不同矿种是由于不同期次岩浆含铜金性不同所决定的。

动态过程的幅频调制统一本质与系统稳定问题分类及新能源发电构网能力创新

新能源发电引起的新型稳定问题日益凸显,引起了业界对电力系统稳定问题分类的重新关注。然而,由于目前未能基于系统的基本运行机制与目标建立起系统统一的稳定问题分类,对系统面临的各种失稳现象难以进行合理分类。同时,新能源发电作为主力电源,将自然承担着维持电力系统安全稳定运行的责任,对新能源发电具备构网能力的需求变得越来越迫切。针对上述需求,基本思路是回归到系统运行机制,从电压的幅值与频率稳定是系统运行一般化目标的本质认识上讨论系统基本稳定问题以及运行对设备的需求。为此,首先阐述了电力系统基本运行机制与目标,并以此为主线,基于系统的基本运行机制与目标,对不同装备的一致性与不同装备动态时间尺度的差异性提出了统一的电力系统稳定问题分类框架。在此基础上,基于系统运行目标并结合新能源发电的特点阐述了对新能源发电构网能力的一般需求及暂态构网能力的需求。

电力电子化并网设备激励下网络不对称故障分析的时变幅频对称分量法

随着电力电子化并网设备的大规模应用,电力电子化并网设备激励下的网络故障特征与传统同步发电机激励下的网络故障特征迥异,给电力电子化电力系统故障分析尤其是网络不对称故障分析带来了新的挑战。然而现有的故障分析没有充分认识到网络激励电压的时变幅频特征,更没有认识到网络故障点电压/电流的时变幅频本质,相关的时变幅频内电势激励下网络不对称故障分析的方法缺失。为此,该文提出电力电子化并网设备激励下网络不对称故障分析的时变幅頻对称分量法。首先,说明多样化设备内电势的时变幅频本质;然后,指出故障过程中网络电压/电流是由故障边界条件约束的时变幅频内电势激励下的非齐次线性微分方程组的解,并结合非齐次线性微分方程组解的形式和时域仿真说明时变幅频内电势激励下网络电压/电流的时变幅频本质;最后,提出电力电子化并网设备激励下网络不对称故障分析的时变幅频对称分量法,并结合仿真进行验证。所提的时变幅频对称分量法可用于电力电子化并网设备激励下的网络不对称故障分析,为电力电子化电力系统中电气设备设计与选型、继电保护装置配置与参数整定以及事故分析提供重要的理论依据。

无锡市中小企业信息化现状及对策研究

信息化是增强企业竞争优势的有效工具之一。对于人才和资金缺乏的中小企业来说,信息化水平仍然比较低。本文通过对无锡市中小企业信息化现状的市场调查,分析了信息化建设中存在的问题,并提出了ASP模式和IT外包服务等对策。