我国电气工程学科人才培养现状

了解我国电气工程学科人才培养现状,是提升学科人才培养水平、满足构建全球能源互联网对人才需求的基础。本文阐述了我国电气工程学科人才培养目标与知识体系现状,并与国外高校进行了对比分析。本文的论述能够为全球能源互联网背景下的人才需求分析和人才培养框架制定提供思路。

卓越电气工程师教育培养计划2.0的探索与实践

我国高等教育现阶段的显著特征是从规模扩张全面转向内涵式发展。卓越电气工程师教育培养计划由1.0进入2.0阶段。电气工程人才培养以加强基础、拓宽口径、强化实践能力为重点,设置多重实验环节和实习环节,为学生提供更多的实践动手机会,加深对理论知识的掌握和理解。首先树立学生的工程意识,为今后的理论学习打下良好的基础。通过多层次、递进式实践锻炼,实现从理论到实践、再从实践到理论的升华。通过校企联合培养实现与就业岗位的无缝对接。科研实践反映学生具有的科研能力和学识水平,在整个教学计划中具有重要的地位和作用。

电气工程专业继电保护原理课程实验教学初探

结合电气工程专业“电力系统继电保护原理”课程教学,介绍了一种电力系统小电流接地保护实验装置的设计,采用零序电流群体比幅原理实现,由集成电路运算放大器构成。大学生通过该设计性实验可较好地理解和掌握零序电流、零序电压的方向性保护这一基本概念,文章还对培养学生创新能力、重视实践教学方面进行了初步探讨,为今后专业教学实践改革作了初步尝试。

新时代大学生“慢就业”现状及对策研究

目前大学生就业呈现出灵活性和“慢就业”趋势。近年来,新冠疫情对经济社会发展和就业市场形势造成较大冲击,越来越多的大学生放弃即时就业,成为值得关注的“慢就业族”。政府、高校针对大学生“慢就业”现象进行数据收集和调查,分析大学生“慢就业”现状、原因及社会影响,将大学生“慢就业”现象归类研究,探索导致大学生“慢就业”的主要原因,针对现状和问题,从高校、社会、家庭、学生等层面提出相应的解决对策与建议。

大学生自身发展“工程项目”化教育管理模式思考

围绕大学生发展主体主观意识的积极性、能动性和外部客观条件的针对性、有效性,分析当前教育管理存在的问题,提出大学生自身发展"工程项目"化教育管理模式的思考,探究学生个性化人才培养发展的有效途径。

山东电网新能源消纳关键措施分析及综合评估

在“双碳”目标下,山东省将进一步加快能源转型步伐,建设新型电力系统。然而,在山东省新能源快速发展的同时,新能源消纳问题日益凸显。以山东电网为分析对象,开展新能源消纳关键措施研究。分析了山东新能源消纳现状,总结了新能源消纳问题的机理,在此基础上归纳影响新能源消纳的关键因素。针对这些关键因素,系统性地提出了促进新能源消纳的各项措施。以山东电网2025年规划数据为基础场景,利用时序生产模拟方法对这些措施进行量化分析,为合理制定新能源消纳措施提供决策支撑。

±660kV银东直流输电工程受山东交流电网故障的影响研究

交直流混联输电系统中的交直流相互影响问题一直备受电力设计、运行单位的关注。该文详细介绍了±660kV银东直流输电工程的控制策略,并采用一种适用于电磁暂态仿真的动态等值方法对受端山东交流电网进行了等值建模;在此基础上,通过建立银东直流输电工程及山东交流电网的PSCAD模型,对距离银东直流系统较近、较远及很远的交流线路故障及其对银东直流系统的影响进行了仿真研究。结果表明,距离银东直流系统越远,交流电网故障对直流系统运行特性的影响越小;对于相同条件下的同一故障点,三相短路故障对直流系统的影响比单相接地故障要大得多。

数字化背景下新型电力系统谐波溯源关键技术

构建以新能源为主体的新型电力系统是能源电力行业推动“双碳”战略目标的关键举措。伴随多类型电力电子设备大规模接入系统,源网荷储谐波源交互影响,谐波污染加剧且复杂多变,呈现全局化特征,影响了电力系统优质可靠供电。文中聚焦多类型谐波源交互作用下的谐波来源追溯,深度融合先进数字技术在数据资源和智能协作的优势进行主导源头辨识和谐波贡献评估。首先,围绕谐波溯源概念,分析其在数字化背景下新型电力系统面临的新挑战和新机遇。然后,阐述了谐波溯源研究现状,指出关键技术的发展新需求。基于此,利用数字电网技术架构设计了云-边-端协同溯源策略。针对数字化背景下的新型电力系统,阐述了谐波源确定在数据采集、机理分析、协同应用等方面的主要技术。最后,展望了未来数字电力系统安全、可靠、灵活发展的技术方向。

基于多电平变流器模块的直流输电系统控制

为了保证直流输电系统在发生三相短路故障时输电电压的稳定性,有效控制输电系统的运行,该文提出了基于多电平变流器模块(modular multilevel converter,MMC)的直流输电系统运行控制方法。利用反并联二极管与并联电容来设计多电平变流器模块,获得交流等效电感,保证换流站交直流量与有功功率相同,明确换流站内功率情况;将该模块与前馈解耦补偿项相结合,运用PI获得电流内环运行控制器的输入值,实现电流解耦,增强直流电压的稳定控制,提高输电系统抗扰动性能;通过修正与控制环节获得对应参考值,以及最佳运行控制结果。通过实验表明:设计的模块既能保证输电系统在正常工作状态下平稳运行,也能在发生故障时将影响控制在安全范围内,保证电力系统输电稳定。

基于代理模型的双气隙混合转子低速大转矩同步电机优化设计

为解决常规低速大转矩电机普遍存在体转矩密度低、永磁体用量多等问题,提出了一种双气隙混合转子低速大转矩同步电机拓扑结构。然而,该种电机结构相对复杂、设计参数多、优化难度大,对此提出了一种基于代理模型的双气隙混合转子低速大转矩同步电机高效优化设计方法。首先,以提高输出转矩与降低转矩脉动为优化目标,对电机的参数进行敏感性分析,实现了在保证代理模型精确度的基础上精简优化变量。然后,为提高该种电机多目标优化设计的精确度和效率,同时缩短优化周期,提出了一种序贯子空间与模式搜索算法相结合的优化算法对电机进行优化处理。最后通过有限元仿真与实验方法验证了所构建代理模型的精确性、合理性和优化方法的有效性、先进性。

面向精细化频率恢复要求的受端电网响应驱动自适应减载控制策略

随着电网中频率敏感性装备的大量接入,近年来电网安全导则中规定了更加精细化的频率恢复标准(frequency recovery criterion,FRC),旨在使频率敏感性装备能够在受扰后频率动态过程中安全穿越,保障系统频率安全运行。为此,该文提出一种面向精细化FRC要求的受端电网响应驱动自适应减载控制策略。以FRC为控制导向设计基于模糊控制的智能自适应减载控制器,并引入防止减载控制过切和欠切的推理机制,控制器可根据频率轨迹演变状态进行“判定-决策-控制”的实时自适应减载动作;为提升减载控制性能,进一步提出以频率恢复满足FRC要求为约束、减载代价最小为目标的控制器参数整定模型及其优化求解方法;综合各负荷站点优化减载模糊控制器构成响应FRC要求的分散式减载控制策略,可完全实时自适应决策减载要素,使频率恢复满足FRC要求基础上有效减小减载控制代价。通过对单直流馈入的简单受端系统算例和多直流馈入的省级受端电网仿真分析,验证该文所提减载策略的有效性和适用性。

基于多变量样本卷积交互网络的电力系统频率安全性评估

现有电力系统暂态频率智能评估方法未充分考虑输入数据的时序特征。因此,文中提出一种基于暂态频率响应曲线智能预测的电力系统频率安全性评估方法。设计了一种多变量样本卷积交互网络,可充分挖掘电力系统量测数据的时序特征,从而提高电力系统暂态频率响应曲线的预测精度;基于所预测的频率响应曲线计算最大频率偏差、最大频率偏差发生时间和准稳态频率等关键指标,并综合评估系统的频率安全性。在频率稳定标准算例上进行仿真测试,结果表明,所提方法与深度学习等经典方法相比,频率响应曲线预测和系统频率安全性评估精度均得到有效提升。

能量视角下的电力系统惯量

同步机主导的电力系统中,机械旋转惯量是决定频率动态的主导因素,被代指为系统惯量。随着新能源占比升高,机械旋转惯量不断下降,其主导作用被削弱,现有对电力系统惯量的认知不再适用。文中首先回顾惯量作为阻碍物体状态变化能力度量的物理本质,把电力系统建模为包含不同尺度下多种能量形式和元件的能量供应链,将惯量广义化为机械旋转惯量、电惯量、热惯量、流体惯量。能量供应链中,同一尺度上存储惯量和通道惯量组成的“惯量对”决定了该尺度的动态;总的尺度上,不同尺度的多个“惯量对”决定了时域的序贯动态和频域的级联滤波特性。然后,进一步揭示了惯量需求的根源是能量需求,存储单元需要有足够的瞬时可释放能量来应对传输通道引起的能量补充滞后,整个能量供应链需要存储足够的本地能量支撑分散控制。能量视角下的电力系统惯量认知有助于评估新型电力系统的惯量需求,为新型电力系统有功控制的方法设计提供理论指导。

构网逆变电源故障穿越控制策略及其对保护影响的研究综述

构网(grid-forming,GFM)逆变电源(inverter-based resources,IBRs)可模拟传统同步电机行为,自主提供电压以及惯量支撑,是实现高比例新能源接入电网的必然途径。继电保护是保障电力系统安全稳定运行的第一道防线,其动作性能取决于对系统故障特征的辨识能力,而构网逆变电源主导下电力系统的故障特征则与逆变电源的物理极限和控制策略高度相关。该文首先梳理了典型构网逆变电源在正常及故障穿越时的控制策略及特点;进而归纳了电源的简化等值模型及故障特性分析研究成果;最后,总结了构网型逆变电源并网系统相关的保护技术研究现状,初步评述了构网逆变电源对当前保护技术的影响以及该领域未来所面临的问题。

基于消费者耦合行为的综合需求响应建模与主从博弈运行策略研究

多种异质能源的集成利用在带来互补耦合效益的同时,通常忽略了需求侧多能耦合转换对用户用能满意度的影响,并且当前主流的需求响应单边定价机制大多难以应对系统与用户间复杂的利益交互与迭代关系。据此,提出一种考虑消费者耦合行为的综合需求响应建模与主从博弈运行策略。首先,考虑消费者耦合行为对用户满意度的影响,建立一种适用于综合能源系统负荷聚合商的综合需求响应改进模型。其次,以系统运营商为领导者、多个负荷聚合商为跟随者,提出一种基于主从博弈的综合能源系统优化运行策略,并对所建立的一主多从互动模型的Nash均衡解存在性与唯一性进行了证明。最后,结合标准IEEE33节点系统与比利时20节点天然气系统构建算例分析系统,所得结论验证了所提出的消费者耦合行为需求响应模型的准确性与所提策略方法在兼顾博弈主体双方利益方面的有效性。

基于建构主义的电磁场虚拟仿真实验教学设计与实践

电磁场是电气工程专业的基础课程,在实际教学过程中,存在实验课程与理论课程脱节、脱离工程实际、教学效果不理想的问题。根据国家一流课程建设“两性一度”要求,该文结合建构主义和教育心理学教学方法将虚拟仿真技术应用于电磁场教学,建设虚拟仿真实验平台,讨论教育建构主义的电磁场虚拟仿真实验教学设计与教学方法,突破实验教学对客观条件的依赖性,激发学生的学习兴趣和探索求知的热情,提升高校实验教学水平和人才培养质量。

VFTO抑制措施仿真研究

特快速暂态过电压(VFTO)因操作GIS中的隔离开关而产生,对电气设备和电气系统的安全性带来一些列不利影响。本文依托大唐彬长发电厂,通过ATP软件构建仿真模型,仿真在GIS隔离开关侧加装阻尼电阻后对VFTO抑制效果。仿真结果显示阻尼电阻对抑制VFTO有显著效果,并且提供在实际工程中防护VFTO的措施。

等离子体医学研究进展

大气压非平衡等离子体(atmospheric pressure nonequilibrium plasma,APNP)能够在产生多种活性成分的同时保持较低甚至常温的气体温度,这使得它在生物医学方面有着巨大的应用前景,因此等离子体医学成为一个备受关注的新兴研究领域。自1996年第一篇等离子体医学研究论文发表以来,等离子体医学领域取得了蓬勃的发展,但也面临着一些核心科学问题亟需解决。文中对等离子体医学的研究进展进行了综述,探讨了该领域面临的核心科学问题和等离子体的生物安全性。此外,还简要介绍了等离子体医学在微生物消杀、伤口愈合、癌症治疗、经皮给药和皮肤病治疗等重要应用方面取得的成果。对于制定等离子体医学的标准和规范、建立第三方检测平台以及共享数据库和标准装置等问题,也进行了初步的讨论。最后,对等离子体医学的未来进行了展望。

基于变压器故障量的分布式小电流接地选线方法

提出并分析了一种基于变压器工频故障量的分布式选线方法和一种基于变压器暂态故障量的分布式选线方法。分析表明,工频故障量选线方法可用于中性点经消弧线圈接地系统欠补偿状态的一部分场景;暂态故障量选线方法比较的是变压器负荷侧暂态故障参考量与被保护线路暂态故障量,这两个暂态故障量具有近距离串行的电流关系,两者的幅值与波形变化都很小,因此具有受干扰小和可靠性高的优点。