当前世界经济形势以及对我国外贸外资市场影响研究

2023年下半年以来,主要经济体复苏走势进一步分化,美国经济加速回暖,欧元区经济濒临衰退,日本经济增速明显放缓,新兴经济体呈现一定向好态势,世界经济下行压力尚未消除。同时,主要经济体物价涨幅普遍趋缓,但是工资—物价螺旋风险犹存,国际贸易略有改善,金融市场有所回暖。未来一段时间,世界经济大概率处在探底和筑底的过程中,仍将持续影响我国外贸外资基本盘。我宜克服风险挑战,增强信心底气,加大稳外贸稳外资基本盘政策支持力度,全力营造有利于外向型经济的发展环境,坚持发展和安全并举构筑产业竞争新优势,进一步推动我国经济回升向好。

大型陆上水风光综合基地交直流组网送出方案研究

西南地区大规模陆上水风光综合基地颇具开发潜力,需确定合适方式将其送至东部负荷中心。针对风光新能源基地内部的升压汇集,鉴于传统的交流方案存在无功、距离受限等问题,开展了大型陆上风光综合基地的交直流组网送出方案研究。首先,从光伏风电并网多电压等级直流系统和水电孤岛送出系统两个方面介绍了水风光综合基地的交直流组网方案,并给出光伏风电并网多电压等级直流系统各级直流变压器方案。随后详细描述了直流电压控制策略和故障穿越控制策略。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建15000MW大型陆上水风光综合基地交直流组网送出系统仿真模型,验证了所提交直流组网方案的可行性。

藏东南光伏基地全直流汇集送出方案及其控制策略研究

藏东南地区光伏资源丰富,其大规模开发利用契合我国“双碳”目标,亟需确定合适的汇集与送出方式。受限于西藏地区自然环境与电网建设条件,具备输送距离远、同电压等级下输送容量大、不存在无功电压支撑问题等优点的全直流汇集与送出方案较传统交流方案更具优势。首先,基于藏东南光伏基地汇集送出场景,提出全直流汇集送出推荐组网方案。然后,针对直流变压器和泄能装置等关键设备的拓扑结构、系统接地方案、系统控制保护策略进行探讨。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建10000 MW光伏全直流汇集送出系统仿真模型,验证了所提藏东南光伏基地全直流系统方案的可行性。

构网型变流器对交流系统低频振荡的影响分析与阻尼控制

构网型变流器的控制环会影响交流系统的低频振荡模态,并且不同构网型控制策略的影响机理差异明显。为了研究不同构网型控制策略对交流系统低频振荡的影响,文中针对模块化多电平变流器,建立了同步机并联构网型变流器供电系统的阻尼转矩分析模型。基于此模型,对比分析了采用虚拟同步机控制、下垂控制和幅相控制的变流器典型控制回路对系统阻尼转矩分量的影响,并利用频率响应法揭示了主导控制环引发振荡失稳的机理。最后,利用所提模型研究了构网型变流器的关键控制回路改造方案,以提升系统阻尼。基于PSCAD/EMTDC开展电磁暂态仿真,验证了所提模型在机理分析和阻尼控制设计方面的有效性。

适用于大规模纯新能源发电基地送出的混合式直流输电系统

为满足大规模纯新能源发电基地送出需求,经过拓扑比选,选取在送端采用电网换相换流器(LCC)与模块化多电平换流器(MMC)混合级联拓扑、受端采用二极管-模块化多电平换流器(DMMC)拓扑的混合式直流输电方案。其中,由整流站MMC提供送端交流电压支撑,并与LCC配合作为送出功率平衡中转站。随后,设计系统的基本控制和故障穿越策略,使系统能够稳定送出新能源功率且兼具经济性与故障穿越能力。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建±800 kV/5000 MW双极直流输电仿真模型,验证所提控制与故障穿越策略的有效性,结果表明:所选拓扑适用于大规模纯新能源发电基地送出场景。

含构网型MMC的受端电网暂态稳定解析分析方法

针对新型电力系统中,构网型非同步机电源和同步机电源之间可能发生的暂态失稳现象,提出了适用于含构网型模块化多电平换流器(MMC)的受端电网暂态稳定解析分析方法。在故障期间和故障清除后系统中分别采用电流源和电压源对构网型MMC进行建模,并据此模型提出了临界切除角和临界切除时间的解析计算方法。基于所提解析分析方法,研究了MMC故障期间注入电流幅值和相角、故障位置、同步机和MMC对负荷的供电占比等关键因素对系统暂态稳定的影响机理。基于PSCAD/EMTDC搭建的电磁暂态仿真模型验证了所提解析分析方法的有效性、准确性和鲁棒性。

采用二极管整流单元和模块化多电平换流器的混合型远海风电送出方案

目前基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电系统是远海风电并网的典型方案,而整流站采用二极管不控整流单元(diode rectifier unit,DRU)可以进一步提升直流输电系统的经济性和可靠性。基于DRU的海上风电并网方案能否实施的关键在于海上交流系统电压的幅值和频率能否得到有效控制。为此,提出在整流侧采用DRU和MMC并联的混合型远海风电送出方案。首先,阐明了混合型远海风电送出系统的拓扑结构和运行特性,DRU承担全部海上风电功率传输任务,整流侧小容量MMC用来建立海上交流系统的交流电压幅值和频率,并为DRU提供无功功率补偿。针对这一控制目标,提出混合型远海风电送出系统协调控制和故障穿越策略,其中,整流侧MMC采用附加有功功率控制的交流电压幅值/频率控制,风电机组在海上交流系统故障时主动降低输出电流。最后,在PSCAD/EMTDC中对风速波动、海上交流系统短路故障、陆上交流电网短路故障进行电磁暂态仿真,验证所提出方案的可行性。

采用功率同步控制的构网型换流器并网暂态同步稳定研究

采用PSC(功率同步控制)的构网型换流器在电力系统中的比例逐年增加,然而对其暂态同步稳定性却缺乏深入研究。对此,分析了采用PSC的构网型换流器并网暂态同步稳定机理,并提出改善换流器暂态稳定性的措施。首先,建立了电网故障期间采用PSC的构网型换流器的暂态稳定模型。随后,基于相图曲线方法,研究了换流器失稳机理以及电压耦合对暂态同步稳定性的影响,并根据电压耦合作用提出通过动态调节有功功率指令值以提升暂态同步稳定性的控制策略。最后,利用PSCAD/EMTDC搭建某市等值系统电磁暂态仿真模型,验证了不同故障工况下换流器并网系统暂态稳定机理的正确性与稳定增强措施的有效性。

基于构网型风电机组和二极管整流单元的海上风电场黑启动策略

基于构网型风电机组和二极管整流单元(diode rectifier unit,DRU)的中远距离海上风电送出方案具有技术经济性优势。由于DRU必须在交流电压支撑下才能工作,并且其功率传输具有单向性,因此DRU或陆上电网均无法启动海上风电场。在这种情况下,构网型风电机组可以作为海上风电场的黑启动电源。首先,介绍了2种构网型海上风电经DRU送出系统的拓扑。接着,阐明了构网型风电机组的结构和控制策略,分析了风电机组并网启动时的自同步过程。然后,研究了海上交流系统的无功功率平衡,提出了避免风电机组启动时无功功率过载的措施,在此基础上提出了海上风电场黑启动策略。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了中频构网型海上风电直流送出系统和低频构网型海上风电交流送出系统的电磁暂态仿真模型,对海上风电场黑启动过程进行仿真,风电场平稳启动的仿真结果验证了所提基于构网型风电机组的黑启动策略的有效性。

含跟网型VSC的交流系统暂态稳定解析模型及协调控制

电压源换流器(VSC)型高压直流输电系统接入,可能引起交流系统暂态稳定特性发生变化.因此,针对含跟网型VSC的交流系统开展暂态稳定解析分析.建立了故障前、故障期间和故障后系统的暂态稳定解析模型,并提出了一种基于离散积分的系统故障临界清除时间解析计算方法.基于解析模型,分析了故障期间VSC注入电流相位和幅值、故障位置对交流系统暂态稳定的影响.提出了一种增强交流系统暂态稳定性的协调控制策略,其利用广域测量系统获取临界同步机群的转子角频率,实现VSC的有功、无功电流动态调制.基于PSCAD/EMTDC搭建的多机系统电磁暂态仿真模型,验证了理论分析的正确性、所提控制策略的有效性和鲁棒性.

PLL-GFC型MMC-HVDC暂态同步稳定性研究

PLL-GFC(基于锁相环的构网型换流器)具备频率与电压调节能力,然而目前对其接入高压交流电网后的暂态同步稳定性缺乏深入了解。为此,对PLL-GFC型MMC-HVDC(模块化多电平换流器型高压直流输电)暂态同步稳定机理展开研究。首先,介绍PLL-GFC型MMC-HVDC控制策略并分析其功率响应特性。然后,建立MMC-HVDC并网系统暂态同步稳定模型,采用相图曲线方法分析电网故障后换流器失稳机理以及电网电流动态变化对其暂态同步稳定性的影响。研究发现稳定平衡点的存在是换流器并网系统故障后暂态稳定的关键因素,由此提出通过动态调节有功电流指令值来提升暂态同步稳定性的增强措施。最后,通过PSCAD/EMTDC搭建电磁暂态仿真模型,验证了失稳机理分析的正确性与增强措施的有效性。

适用于纯新能源基地送出的混合型直流输电方案

为实现光伏、风电等新能源远距离输送,提出一种适用于大规模新能源远距离外送的混合型直流输电系统。首先,介绍混合型直流输电系统的拓扑结构和数学模型,整流站采用半桥子模块型模块化多电平换流器(MMC)与电网换相换流器(LCC)串联,逆变站采用混合型MMC,该系统能为新能源基地提供电压支撑并且实现直流故障的自清除;然后,提出系统的稳态控制方式与交直流故障下的控制策略;最后,在PSCAD/EMTDC中对送端功率波动、送端交流故障、受端交流故障、直流线路故障等4个典型场景进行仿真分析,验证了控制策略的有效性。

含异步电动机负荷的MMC-HVDC供电系统小干扰电压稳定性分析

研究模块化多电平换流器型柔性直流输电(MMC-HVDC)向异步电动机负荷供电系统小干扰电压稳定机理。建立系统的线性状态空间模型,并对影响系统小干扰电压稳定性的关键参数进行研究。根据特征值及参与因子分析,减小MMC的内外环控制器比例增益系数或电气距离均可危害系统的小干扰电压稳定性,而MMC与异步电动机负荷之间的电气距离增大会导致系统失去稳定平衡点。基于PSCAD/EMTDC搭建的电磁暂态仿真模型验证了所建模型的准确性以及所得结论的有效性。

跟网型MMC-HVDC并网暂态同步稳定机理分析

随着电力系统中新能源接入比例不断提高,采用跟网控制的模块化多电平换流器型柔性直流输电(Modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)在输电系统中占据越来越重要的地位,其并网暂态同步稳定性会影响电力系统的安全运行。研究跟网型MMC-HVDC系统的暂态同步稳定机理,首先建立了以锁相环为同步单元的换流器的并网动力学模型,随后基于此模型,研究了电网强度、换流器的故障穿越策略以及锁相环参数对其暂态稳定性的影响。当电网强度较高、换流器故障期间注入无功电流分量增大时,换流器的并网暂态稳定性较强,减小锁相环的比例和积分增益有利于暂态稳定性。根据暂态稳定机理,提出了与阻抗角匹配的故障期间注入电流策略,以提升换流器的暂态同步稳定性。在时域仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建了电磁暂态仿真模型并验证了本文结论和所提暂态稳定增强策略的有效性。

中子探测用LiInSe_(2)晶体生长及表征

LiInSe_(2)晶体是一种可在室温下探测热中子的新型半导体中子探测材料。本文采用低温合成法,获得大量高纯多晶LiInSe_(2)原料,通过改进生长工艺得到了高质量的红色LiInSe_(2)晶体。通过研究晶体的透过率、夹杂相等,表征了晶体的生长质量,测试晶体对α粒子的响应来研究晶体进行中子探测的可能性。结果表明,晶体的红外透过率为75%,禁带宽度为2.3 eV,夹杂相密度达到2 900个/cm^(2),夹杂相的尺寸在1~10μm左右。测得电阻率在5×10^(11)Ω·cm左右,对α粒子的能量分辨率为55%。

高压直流输电基本测试系统

为了便于在远距离大容量输电场景下研究直流输电技术,提出了基于3种技术方案的高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)基本测试系统。首先介绍了测试系统的基本情况,包括交流系统和直流系统的主电路参数;再分别对3种技术方案进行分析,包括基于电网换相型换流器(line commutated converter,LCC)的高压直流系统(LCC-HVDC)、基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流系统(MMC-HVDC)和LCC-MMC混合型HVDC系统;然后分别介绍了LCC换流站和MMC换流站的控制器结构,并给出了所有控制器的典型参数;最后,通过电磁暂态软件PSCAD/EMTDC搭建了HVDC基本测试系统的数字仿真平台,针对换流站母线多种典型交流故障和直流线路故障进行仿真,给出了测试系统在不同故障下的详细波形。所提出的测试系统不仅可以用来比较不同控制策略的性能,也可以用作仿真程序或仿真器的参考算例。

采用中频不控整流直流系统的远海风电送出方案

远海风电场具有更加丰富和稳定的风能资源,是未来风电发展的主要趋势,目前远海风电主要通过柔性直流系统并网。整流侧采用二极管不控整流单元(diode rectifier unit, DRU)具有明显的经济优势和发展前景,是学术界和工业界的研究热点。为了进一步提高远海风电送出系统的经济性,以整流侧采用DRU的高压直流输电系统为基本拓扑,提出采用中频不控整流直流系统的远海风电送出方案,通过把风电场交流电网的运行频率选为100~400 Hz,可以大幅度减小升压变压器和交流滤波器的体积和重量。同时,提出适用于中频不控整流直流系统的风电机组控制策略,其中,机侧换流器采用定直流电压控制,网侧换流器在全局统一参考坐标系下同时实现定功率控制和定交流侧电压控制。最后,通过PSCAD/EMTDC进行算例仿真,对所提方案的可行性进行验证。

两种基于构网型风机和二极管整流单元的海上风电送出方案

风机的构网型控制策略是基于二极管整流单元(diode rectifier unit,DRU)的海上风电送出系统稳定运行的关键。首先介绍了基于DRU的海上风电送出系统的拓扑结构,并研究了海上构网型风电场基本运行特性。然后,定义了4种类型的灵敏度用于控制器设计;基于灵敏度分析结果提出了包含3层结构的风机网侧换流器构网型控制策略,其中最外层的有功功率控制器和无功功率控制器分别用于控制风机交流电压幅值和频率。最后,在时域仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建了低频交流不控整流海上风电送出方案和中频不控整流海上风电直流送出方案的仿真模型,对风速阶跃和海上交流故障进行仿真。仿真结果表明,所提出控制策略能够保持基于DRU的海上风电送出系统稳定运行,验证了所提控制策略的有效性。

跟网型海上风电中频汇集柔性直流送出系统的最优频率选择

远海风电场采用跟网型风机配柔直送出系统是已得到广泛应用的典型远海风电送出方案,但是目前存在海上换流站平台造价较高的问题。跟网型海上风电中频汇集柔性直流送出方案可以减小换流器的体积重量和造价,是提高工程经济性的一种有竞争力的方案。针对跟网型海上风电中频汇集柔性直流送出系统的最优频率选择开展研究,首先计算了频率变化时海缆的单位长度参数和载流量,基于海缆典型接线研究了不同频率下海缆的选型方案。然后分别计算了不同运行频率下集电系统功率损耗和海上换流平台阀损耗。最后,分别计算了集电系统功率损耗和海上换流平台阀损耗的折现电价、集电系统和海上换流平台的投资成本,基于经济性综合结果表明最优频率位于150~200Hz范围内。

全能型静止同步机及其实现

随着非同步机电源在电力系统中的占比不断提升,迫切需要构造大量具有同步机性能的新能源电源,高压大容量逆变器结合电池储能系统是一种非常有潜力的解决方案。文中提出了全能型静止同步机的概念,并研究了各种功能的实现方法,首先结合模块化多电平换流器和电池储能系统提出了全能型静止同步机的两种拓扑。基于基本电路理论,提出了参考同步机的概念并且提出了参考同步机跟踪控制策略。介绍了全能型静止同步机交直流故障双向隔离的基本原理,并提出了详细的控制策略。最后,基于时域仿真软件PSCAD/EMTDC搭建了电磁暂态仿真模型,通过仿真验证了全能型静止同步机的同步机特性模拟和交直流故障双向隔离功能。