地震灾害下的电气耦合系统韧性评估

电气耦合系统在地震灾害下可能发生元件故障,影响正常供能工作。为此,对地震灾害下的电气耦合系统韧性评估展开了研究。首先,构建了地震概率模型和地震攻击模型,分别用于分析地震场景不确定性和各场景攻击模式。然后,提出了基于潜在地震场景集的韧性评估方法,采用蒙特卡洛法计算各地震场景下系统负荷损失期望,进而求得系统级和元件级的韧性指标。最后,以IEEE RTS79电网和14节点气网组成的电气耦合系统为算例,验证了所提韧性评估方法的可行性。韧性评估结果可用于指导规划人员预案高影响力潜在地震场景和制订韧性提升方法。

含电转气技术的电气耦合系统优化运行

在低碳经济背景下,风电、光伏的快速发展促进了电力工业低碳化的发展进程,但弃风、弃光问题愈发严重。电转气(P2G)技术的出现为解决可再生能源消纳问题提供了新思路。考虑减少碳排放和消纳弃风,提出一种含P2G与燃气轮机双向耦合的电-气-电能源循环的电气耦合系统低碳经济优化运行模型。模型以经济成本和碳交易成本之和最小为优化目标,并考虑了弃风惩罚成本以及P2G实现能源转换过程中的经济效益和环境效益,协调经济性与低碳性的同时实现了多目标问题的单目标化。通过对包含电转气和不含电转气两种场景下的系统进行算例分析,验证了优化模型的有效性和优越性。

基于灵敏度分析的电气耦合综合能源系统最小切负荷方法

切负荷是保证电力系统电压稳定的最后屏障。但随着电、气耦合程度的加深,电气耦合综合能源系统(integrated electricity-gas system,IEGS)中涌现出气压先于电压失稳的新场景,且切负荷种类已从电延拓为电、气2种。为实现IEGS整体切负荷量最低,需进一步考虑跨电、气2能源系统的最小切负荷需求。对此,提出了基于灵敏度分析的IEGS最小切负荷方法。首先,基于连续多能流定义综合灵敏度指标(comprehensive sensitivity index,CSI),以量化电、气负荷增长对IEGS气压的影响,CSI最大节点的气压最易达到稳定极限,可视为IEGS气压薄弱环节;基于此,构建切负荷灵敏度指标(load shedding sensitivity index,LSSI),评估切除各节点负荷对CSI最大节点气压的恢复效果,在气压临近失稳时按照LSSI由大到小顺序依次切除电/气负荷,使系统气压达到正常运行最低要求,实现负荷削减量最小;基于LSSI,引入切负荷成本形成考虑切负荷成本的灵敏度指标;最后,算例证明了相比切不灵敏节点,优先切灵敏度高的节点负荷可降低近60%的负荷削减量。

基于SAC算法的含柔性负荷电-气互联系统的频率与气压协调控制策略

现今,电燃气系统在维持微电网稳定、经济、灵活运行方面发挥着重要作用。当其受到电力与天然气负荷扰动时,控制器需要协调微电网频率和天然气管道节点的燃气压力。为此,提出1种基于柔性动作评价(SAC)算法的电-气互联系统的频率-气压协调控制策略。首先,在分析天然气管网及耦合设备运行特性的基础上,建立天然气输送动态模型。其次,基于可控负荷用户行为的随机性,建立了包括微型燃气轮机(MT),电转气(P2G)设备、可控负荷、分布式电源和负荷的微电网负载频率控制模型。此外,根据微电网频率与气压2个控制目标,设计了控制器的结构。最后,设置不同工况进行仿真,结果表明所提策略能协调系统的频率与气压。

基于分立求解的电气耦合综合能源系统多能流联合计算方法

电力系统和天然气系统通过大量的燃气电厂、电转气设备等紧密耦合在一起,构成了电气耦合综合能源系统,本文提出一种基于分立求解的电气耦合能源系统多能流联合计算方法。首先,建立天然气系统、电力系统,以及耦合环节天然气发电机的模型。然后,提出基于分立求解的电气耦合综合能源系统多能流模型,通过读取天然气发电机的有功出力,计算得到其天然气消耗量,更新天然气系统负荷信息,实现电气耦合综合能源系统的解耦,对解耦后的两系统分别独立求解即可得到待求状态变量。最后,通过算例验证了分立求解方法的可行性和准确性。

基于IADRC的多CRH5型车网耦合系统低频振荡抑制方法

近年来国内相继出现多起高速铁路车网耦合系统低频振荡,振荡严重时甚至导致动车组牵引封锁。针对多列CRH5型动车组升弓整备投入牵引网时发生低频振荡提出了一种有效抑制方法。首先,分析了多列CRH5型动车组同时升弓接入牵引网的多车网电气耦合系统特性。其次,基于改进自抗扰控制策略对车网系统负载CRH5型动车组整流器的控制器进行优化设计来抑制系统低频振荡。最后,相比原有动车整流器PI控制和传统自抗扰控制技术,在Matlab/Simulink平台下测试验证了基于改进自抗扰控制的多CRH5动车组升弓整备投入牵引网的车侧电气量发生低频振荡抑制的正确性和有效性。

我国电气化铁路高次谐波谐振问题研究综述

自2007年京哈线第一次发生牵引供电系统高次谐波谐振以来,已有超过15条电气化铁路发生过谐振事故,严重影响铁路运输系统的安全稳定运行。通过案例分析和统计,总结谐振规律及其危害。根据电路结构阐明车网电气耦合关系,分别介绍交流机车谐波源特性和牵引供电系统阻抗频率特性的建模方法,并提供一种简化谐振机理分析来解释主要谐振规律。探讨地面和车上的多种谐振抑制措施,提出解决谐振问题的基本思路。对谐振的研究工作将车、网在电气上看作一个耦合整体,同时考虑理论分析的准确性和工程应用的简明性需求,希望对牵引供电系统谐振及其预防和治理工作提供一个全面的参考。

Inverse Spin Hall Effect in Two-Terminal Device with Rashba Spin-Orbit Coupling

We report a theoretic study on the inverse spin-Hall effect （ISHE） in a two-terminal nano-device that consists of a two-dimensional electron gas （2DEG） with Rashba spin-orbit coupling （RSOC） and two ideal leads. Based on a two-site toy model and Keldysh Green＇s function method, we derive an analytic result of ISHE, which shows clearly that a nonzero transverse charge current stems from the combined effect of the RSOC, the spin bias, and its spin polarization direction in spin space. Our further numerical calculations in a larger system other than two-site lattice model demonstrate that the transverse charge current, dependent on the strength of the RSOC, the Fermi energy of the system, as well as the system size, can exhibit oscillating behavior and even reverse its sign due to Rashba spin precession. These properties may be helpful for eficient detection of the spin current （spin bias） by measuring the transverse charge current in a spin-orbital coupling system.