适应多元源荷接入的配电网两阶段灵活性提升优化方法

配电网灵活性提升优化过程中易受不均匀电压、强磁场、电流效应等问题的干扰,灵活性提升效果不明显。为了解决上述问题,提出适应多元源荷接入的配电网两阶段灵活性提升优化方法。该方法首先采用瞬时功率平衡算法保证配电网达到三相平衡状态,其次通过无功出力与有功损耗的输出特点实现配电网的无功规划,有效地提高配电网运行质量,降低网损。最后采用多元源荷接入的两阶段提升优化法提升配电网的灵活性,第一阶段基于灵活性三指标与多源源荷供给特性构建灵活性提升优化模型,第二阶段考虑配电网灵活性指标的概率平衡性,并采用线性转换算法对模型求解,完成配电网灵活性提升优化。试验结果表明,所提方法的网损率小,净负荷波动曲线小,计算时间短,配电网分布式电源接入的灵活适应性强。可见通过灵活性优化调度,可以有效提升含分布式电源配电网的灵活性,提高配电网接纳分布式电源的能力。

基于电机输出功率的隔离开关机械故障检测技术研究

高压隔离开关在变电站中用量较多,其运行状态对电网安全稳定运行影响较大,但由于高压隔离开关长期暴露于户外环境,容易出现各种机械缺陷。文中提出一种基于电机输出功率的隔离开关机械故障检测技术,通过检测隔离开关动作过程中电机的电压与电流,获得电机输入功率,进一步减去在电机内部传递过程中的功率损耗,得到电机输出功率,可以有效避免电机功率损耗对测试结果的影响。针对电力系统中常用4种110 kV及以上电压等级的隔离开关典型波形进行分析,明确各段波形波峰波谷的位置及对应机械状态,为后续机械故障诊断提供指导,并经现场测试验证了其有效性。

基于改进正余弦算法的配电网无功优化

分布式光伏的并网对潮流分布和节点电压产生了显著影响,给配电网的安全运行带来了挑战。因此,有效地优化控制含分布式光伏的配电网成为亟待解决的问题。为此,提出了一种基于改进正余弦算法(ISCA)的无功优化方法,该方法以减少节点电压偏差和有功网损为目标,并考虑了分布式光伏的无功出力,构建了相应的目标优化模型。ISCA在传统正余弦算法的基础上引入Lévy飞行、精英选择策略以及贪婪算法,增强了原算法的全局及局部搜索能力。在接入多个分布式光伏的IEEE 33系统中进行了仿真试验,算例结果表明使用ISCA后配电网的节点电压偏差和有功网损得到了有效降低。该方法有助于配电网在大量分布式光伏的接入下保证其安全、经济运行,且优化效果明显优于其他优化算法。

计及梯级电站的省地一体化AVC系统研究及实现方案

在省调自动电压控制(AVC)主站中,将梯级电站集控中心作为一电厂侧AVC子站,后者根据前者的高压母线电压目标值自动调整各电站、各机组无功出力,前者则将各梯级电站分别作为优化协调单元。同时,提出了省调、地调、直控变电站以及电厂侧AVC系统的功能职责及其之间的相互协调方案以实现省地一体化AVC系统的闭环运行。利用所提出的计及梯级电站的省地一体化AVC系统实现方案离线对四川电网多种运行方式进行了仿真计算,结果表明,所提方案可降低网络损耗,具有工程适用性。

风电场及机组出力损失计算模型与方法

提出了一种风电场及机组出力损失计算模型与方法。利用风电机组的历史运行数据建立风速、风向与功率间的专家数据库,基于该数据库建立风电机组出力损失计算模型,将机组故障或弃风期间的实测风速和风向代入该模型,计算得出风电机组以及该风电场的实时功率损失及在某时间段内损失的发电量。通过利用现场数据模拟计算,验证了该计算模型与方法的有效性,可对各种原因造成的机组出力损失做出准确计算。该方法既可提高风电场的运行管理水平,还可为风电场参与电网调峰调频提供准确的数据支持。

局部阴影下光伏组件建模及输出特性研究

分析光伏组件的数学模型,针对遮挡情况的复杂性,提出一种可模拟大部分遮挡情况下光伏组件输出特性的方法,与传统建模方法相比,该模型可对光照强度、温度、遮挡面积等参数进行调节,能较为准确地反映不同光照、温度以及阴影条件下的光伏组件的输出特性,并分析不同旁路二极管结构的组件在遮挡情况下的功率损失问题。仿真和实验结果表明:在局部阴影条件下,非交错组件中6个旁路二极管的组件可最有效地输出功率,其研究结果可为光伏系统设计提供一定的参考。

损耗最小化输出滤波电感的设计

在开关电源中,输出滤波电感有储能和平滑滤波输出电压的重要作用。传统设计方法是以临界连续电流为依据根据经验选取输出滤波电感值。这种方法的缺点是没有严格考虑输出电感上电流脉动对变换器的影响,而电感电流脉动量直接影响输出电压的质量、输出电感的制作及电源整体工作的可靠性。该文基于电感电流脉动对变换器的影响,提出了一种损耗最小化的输出电感设计方法,并以Buck变换器为例进行了实验验证。

考虑机械损失时发动机功率效率特性

发动机实际工作过程中存在各种机械损失,在考虑了发动机实际工作过程中的各种机械损失后,建立了热机热力循环有限时间热力学模型,讨论了发动机机械损失功率与发动机循环参数之间的变化规律.导出了考虑各种机械损失后,发动机输出功率、热效率特性与循环参数之间的解析关系式,从理论上阐述了它们之间的影响规律.最后以发动机实际工作过程为例计算了考虑机械损失功率后,发动机循环参数对发动机热效率、输出功率的影响规律.所得结论与发动机实际工作过程相吻合,对发动机设计有一定的参考价值.

恒负载工况下调速型磁力偶合器气隙特性研究

以轴向永磁异步调速型磁力偶合器为研究对象,基于磁路法建立了磁力偶合器输出转速与气隙的数学模型,分析了磁力偶合器的气隙特性,研究了恒负载工况下磁力偶合器的气隙与输出转速的关系,获得了磁力偶合器在不同气隙下对应的输出转速变化规律:随着永磁体盘和铜盘之间工作气隙的增加,磁力偶合器输出转速逐渐减小,当气隙从2.5~12.5mm线性增加时,输出转速从773r/min逐渐减小至723r/min;当负载转矩一定时,随着气隙的增加,功率损耗逐渐增加,当气隙从2.5~12.5mm线性增加时,实验功率损耗从565W逐渐增加至1 613W,在实际运行中,可以通过适当减小气隙来减小功率损耗。这一研究结果对调速型磁力偶合器在恒负载工况下的输出转速控制具有一定的指导意义。

大型风电场的风能损失计算

大型风电场由于风机数量众多,各台运转的风机之间的相互干扰作用会影响风机的有功输出,从而造成风电场的风能损失。风能损失将直接影响风电场投入运行后的年度发电能力、发电计划安排以及风电场的运行控制。文中提出了一种新的迭代回归计算方法,可有效分离风机的正常输出和非正常输出,从而正确估算风机的理想输出曲线,并定量计算风电场的风能损失,可服务于已并网的大型风电场。最后,结合实际数据对某风电场的风能损失进行了计算和分析。

局部阴影条件下光伏阵列旁路二极管和阻塞二极管的影响和作用

本文通过分析局部阴影条件下,光伏阵列旁路二极管和阻断二极管对其输出特性的不同影响,区别出旁路和阻断二极管减小功率失配损失的效果。采用适用于建立局部阴影条件下光伏阵列电路模型的Matlab自带solar cell双二极管电路模型,代替构建复杂的数学模型。仿真试验验证了光伏电池短路电流随辐照度线性变化,旁路二极管不同配置方式对应光伏阵列输出特性变化明显,光伏电池开路电压随辐照度非线性变化且变化范围更小,阻塞二极管配置前后对应输出特性变化小。

计及杂散损耗的供热机组能量平衡模型修正方法

能量平衡法供热机组建模可根据采暖抽汽流量和工业抽汽流量信息实时计算出发电功率最大与最小值,为调度运行部门提供热电联产机组的功率输出范围等有效信息。然而能量平衡法在建模过程中没有考虑蒸汽在汽轮机流动过程中所产生的汽门泄漏等杂散损耗,因此在实际工程应用中产生一定的误差。根据不同采暖抽汽流量及工业抽汽流量下发电机实测功率曲线与能量平衡法理论计算功率曲线相关性较强的现象,在建立能量平衡法修正模型时,采用了与理论模型结构相同的线性组合表达式,并重新辨识模型参数。经过修正后的能量平衡法模型计及了热电联产机组杂散损耗,可以更为准确地描述热电联产机组抽汽流量与输出功率间映射关系。通过在供热机组现场试验,验证了该方法的准确性、合理性和实用性。

再热-抽汽回热-内回热结合的有机朗肯循环热力性能分析

为了提高有机朗肯循环(ORC)的热效率,提出了再热、抽汽回热和内回热3种方式相结合的新型有机朗肯循环系统(新型系统),以有机工质R245fa为研究对象,分析了新型系统热效率和火用损失与循环再热蒸汽压力和汽轮机抽汽压力的关系,并将新型系统在最佳再热蒸汽压力条件下的热力性能分别与单一再热ORC、内回热ORC、抽汽回热ORC、抽汽-内回热ORC系统进行计算比较。结果表明:随着汽轮机抽汽压力的提高,新型系统热效率逐渐增大,但增大趋势趋于平缓,其最佳再热蒸汽压力为1.4 MPa;新型系统为最优系统,其热效率达到18.86%,远高于同参数单一再热ORC和内回热ORC,分别比抽汽回热ORC和抽汽-内回热ORC的系统热效率高2.63%和1.51%。

基于电流源驱动的MOSFET管损耗模型及分析

对于以电压源方式驱动功率MOSFET管,随着开关频率的提高,其开关损耗将显著增加。以此为切入点对电流源驱动功率MOSFET管进行了研究。在对电流源驱动MOSFET管原理性分析的基础上,通过详细地分析功率MOSFET管的开关过程,建立MOSFET管开关损耗模型,求解得到漏极电流、漏源电压与栅源电压之间关系,证明了电流源驱动在减少开关时间和开关损耗上的优越性。在开关频率为1 MHz、输入电压为12 V、输出电压和电流分别为1.3 V和25 A的低压大电流实验平台上进行了验证,实验结果证明了所提出的MOSFET管损耗模型的正确性。

D波段双球镜准光系统测量低耗介质

采用双球镜准光腔、频谱仪和锁相返波管组建了D波段低损耗介质测试系统,该系统通过频谱仪和外置谐波混频器得到腔体谐振测试数据,并用拟合或积分方法从谐振曲线中求解出准光腔的品质因数。测得双球镜开腔的固有品质因数大于8×105,使该系统在工作波段可测量损耗角正切为10-5量级的低损耗介质。用该系统测出的石英、人造金刚石和蓝宝石的介电常数和损耗,与报道的结果一致,并测得4H-SiC在132.07GHz的介电常数实部为9.598,损耗角正切为6.1×10-5。

潮州供水枢纽西溪电站出力研究

潮州供水枢纽工程在2010年蓄水至正常蓄水位10.5 m后,西溪电站双机满发运行未能达到额定出力。该文通过水工模型试验,验证了以下3种工程处理措施对增加电站出力的作用:进水渠右侧导墙墙顶高程由6.0 m降低至3.5 m(与拦沙坎同高)、进水渠右侧导墙在高程8.5~10.5 m开直径为2 m的导流孔(轴线间隔4 m,孔口外侧装设拦污隔栅)、尾水渠右侧导墙墙顶高程降低至0.5 m,并在此基础上进行了多个进、出水渠方案布置的出力比较试验,分析了双机运行时电站出力不足的原因(主要原因为:实际工作水头不能满足选定机组的工作水头),提出了满足双机发电运行要求的推荐方案布置,试验研究成果可供工程设计和运行管理参考。

太阳电池负载的工作区间

基于实际太阳电池的五参数模型的研究指出,只有当Rs/Rsh≤1/8时得失功率比大于"1",即输出功率大于内耗功率,并比较了理想、串阻、并阻和实际太阳电池的得失功率;当最大功率负载Rm L=0.5Rs(1+Rsh/Rs)时,太阳电池工作在最大功率点处获得最大得失功率比[(1+Rsh/Rs)×0.5-1]/2;由单体电池组成的电池阵列,要求单体电池的得失功率负载工作区间保持一致。

部分谐振型 DC-DC 变换器高输出功率化的研究

为克服开关电源的开关损耗、提高转换效率及输出功率，设计了部分谐振型ＤＣ－ＤＣ变换器，进行了计算机模拟，获得了良好的参数，并制作实际电路，进行了测试，得到了预期的结论。

射频激励矩形波导CO_2激光器的设计和实验研究

为了研发紧凑型的射频波导CO_2激光器并探究影响其输出性能的因素,采用平行平面腔内电极结构,设计并研制了一台射频激励矩形波导CO_2激光器。实验中采用透过率为20%的输出镜,在工作气压14k Pa下,得到12W的最大激光输出功率,电光转换效率达到9.4%。结果表明,工作气压和射频输入功率是影响激光输出性能的最主要因素。该研究取得了预期的实验结果,对国内今后此类器件的研究具有很好的借鉴意义。

冬季覆冰对光伏组件输出特性影响的实验研究

针对光伏组件冬季覆冰而导致其输出特性受到影响的问题,通过搭建单相闭环光伏发电实验平台,并基于12月份乌鲁木齐冬季室外环境,研究覆冰面积、覆冰厚度及覆冰倾角的改变对光伏组件输出功率及功率损耗率的影响规律。实验结果表明,当覆冰面积逐渐增加,光伏组件输出功率下降愈来愈迅速,填充因子增大,功率损耗率升高;随着覆冰厚度的逐步增大,光伏组件输出功率变化趋势先平稳后降低,相应的损耗率开始升高;而覆冰倾角的增加会一定程度改善因覆冰所造成的光线折反射与遮拦效应问题。