数据中心局部电能利用效率测算方法与实证研究

针对数据中心不同分区电能利用效率(PUE)的测算需求,确定了分区内能耗构成,包括IT设备能耗、空调末端分摊能耗、冷源系统分摊能耗、供配电系统分摊能耗和其他系统分摊能耗。通过建立5个能耗指标的测算模型,最终形成了数据中心局部电能利用效率(pPUE)的测算方法,并选取了数据中心典型机房开展实证研究,为数据中心能耗指标监测和完善提供参考和依据。

热再特征面积在火电机组变负荷工况能耗试验的应用研究

针对汽轮机能耗计算采用水侧流量DCS数据精度受限的瓶颈问题,提出了热再特征面积的概念以及对变负荷工况能耗计算的修正方法。以某650MW汽轮机从额定负荷到40%调峰负荷进行的ASME性能考核试验为例,对热再特征面积在变负荷工况下保持不变的特性进行了论证,基于热再特征面积的修正方法在能耗实测、深度调峰、滑压优化等试验项目中进行了应用,提高了火电机组采用水侧流量DCS数据进行能耗计算的试验精度,为掌握和分析火电机组变负荷运行的能耗相对差异和变化趋势提供了可靠数据支撑,具有较好的工程应用价值。火电机组调峰目标未来存在进一步下探的可能,面对极端低负荷工况的能耗变化分析,热再特征面积修正方法应亦能发挥积极的作用。

基于云理论的电力变压器绝缘状态评估方法

针对电力变压器故障机理复杂,模糊评价隶属函数的确定具有主观性且未考虑随机性,仅凭油中溶解气体单一因素难以有效评估其潜在隐患的问题,提出了一种新的基于模糊云理论的变压器绝缘状态评估方法。建立了绝缘状态评估体系并进行了等级的划分,在用变权动态确定指标权重的基础上,采用隶属云模型描述其模糊性与随机性,并结合红外热像仪与油中溶解气体分析方法对其绝缘状态进行综合评价。通过实例研究,验证该方法有效易行,为变压器状态检修工作提供了一种新方法。

变速恒频风电机组运行控制

在PSCAD/EMTDC下建立了双馈型感应变速风电机组动态模型,基于该模型提出一种风电机组功率控制策略,并分析了机组约束条件对控制策略的影响。该策略实现了无风速测量下的最大风能追踪,并可以对风机捕获的功率进行控制,使风电机组在风力限制范围内承担系统功率调节任务。对一台2MW双馈型感应变速风电机组进行了仿真,仿真结果表明控制方案在风速波动条件下能够准确、有效地对风电机组最大风能追踪,并能对有功、无功功率按计划进行独立调节。

电力变压器运行状态的灰色层次评估模型

电力变压器运行状态评估是指导变压器状态检修及提高电力系统运行可靠性的重要手段。根据变压器状态信息的多层次性和多因素性,文中建立和量化了变压器状态评估的层次指标体系。引入了灰色层次评估法,分别建立变压器突变状态和渐变状态评估模型,利用关联层次分析确定变压器的具体状态。指标的权重先由灰色关联分析法确定常权权重,并对常权权重进行修正得到其变权权重,以提高状态评估的准确性。实例分析表明了变压器运行状态的灰色层次评估模型的合理性和有效性。

风力发电机组暂态仿真模型

随着大规模风电接入电网,分析风电对电网的影响越来越重要。电力系统暂态仿真是开展风电并网研究的一种重要手段,而建立准确、有效的风力发电机组暂态模型则是仿真工作的基础。文中简要回顾了恒速恒频机组、双馈机组和直驱机组的基本结构,整理和总结了风力发电机组中风轮、传动链、发电机、电力电子变频器以及控制和保护系统等重要环节的暂态仿真模型,并讨论了相关模型在风电并网问题研究中的应用方式,进而展望了风力发电机组模型研究工作的发展方向。

基于当量抽汽压力的大型热电联产供热模式研究

建立了大型热电联产机组变工况分析模型,揭示出不同热网回水温度和热网回水温升条件下,单效溴化锂吸收式热泵驱动热源饱和蒸汽压力和热力系数的变化规律.提出2种不同供热模式选取的判据,即当量抽汽压力.以某300MW直接空冷抽凝供热机组为例,进行了变工况计算及分析.结果表明:随热网回水温升的增大以及热网回水温度的升高,驱动热源饱和蒸汽压力升高,而吸收式热泵热力系数则减小;对于300MW等级及以上供热改造机组,由于汽轮机中低压缸抽汽压力高于对应的当量抽汽压力,采用吸收式热泵供热模式更节能.

基于AMESim恒功率变量泵的仿真研究

为了优化恒功率变量泵的动态调节特性,根据力士乐的轴向柱塞变量双泵A8V0泵的结构和工作原理,建立了恒功率泵的变量调节机构的数学模型;利用仿真软件AMESim进行仿真,分析2个测量弹簧参数对泵动态特性的影响.通过分析现有2个弹簧作用的恒功率调节的不足,提出了3个弹簧作用的变量调节机构.仿真结果表明:2个弹簧的变量调节机构,优化前后恒功率控制的幅值变化由24.1%减少到7.3%,仍未能实现理想的恒功率调节;而3个测量弹簧的结构优化后的幅值变化仅为3.9%.本研究为恒功率泵性能的优化提供了新的思路.

大型汽轮机变工况热力参数的3种计算方法及其比较

通过分析汽轮机变工况热力计算所必需的基础数据,在传统汽轮机变工况计算原理的基础上,拟定了3种相应的计算方案,并针对某300MW汽轮机进行了计算方案的编程实施,完成了多个变工况下汽轮机的热力计算,计算结果与已知该汽机变工况下蒸汽参数设计值的对比表明:3种方案切实可行,计算精度能很好地满足工程应用要求。

不同气象条件下特高压输电线路工频电场计算与档距选择

气象参数变化引起输电线路荷载、应力和弧垂变化,进而影响线下工频电场,该问题对特高压线路尤为突出。为此,讨论了架空悬链线方程及弧垂影响参数,建立了输电线下工频电场三维计算模型,采用改进的模拟电荷法推导出包含气象参数和档距的电场计算式。以紧凑型特高压输电线路为例,研究地面电场分布特性,重点比较不同气象条件下不同档距线路最大弧垂和距地1.5m处的最大电场强度。结果表明,三维模型能够定量计算不同气象条件和不同档距时特高压输电线下电场;在诸多影响因素中,温度和档距尤为突出。

风电场输出功率的多时段联合概率密度预测

风电场输出功率波动性较强,难以精确预测,掌握其输出功率的分布规律对含有风电场的电力系统的运行决策具有重要意义。文中在分析风电场有功功率输出特性的基础上,提出了风电场输出功率多时段联合概率密度预测,利用风电场输出功率在时段间较强的相关性,估计其波动的幅度与速度特征,为系统运行提供更全面的决策信息。结合多元回归估计常条件相关—多元广义自回归条件异方差(CCC-MGARCH)模型与稀疏贝叶斯学习方法,给出了一种基于数值天气预报信息的风电场输出功率短期多时段联合概率密度预测方法。该方法依据CCC-MGARCH模型思想,将未来多个时段内风电场输出功率的联合概率密度预测问题分解为:风电场在各个时段内独立的输出功率概率密度预测子问题和时段间关联的输出功率预测误差相关系数矩阵估计子问题,利用稀疏贝叶斯学习方法在概率密度预测问题上的优势,形成预测效果好、计算效率高的风电场输出功率多时段联合概率密度预测方法。应用实例与分析说明了该方法的有效性。

基于解析-数值技术的变压器绕组温度分布计算

油浸式电力变压器的热特性作为变压器设计制造与运行过程屮的重要参量,是衡量变压器在日常负载以及过负载条件下运行寿命的一个重要指标。为此,提出了一种解析技术与数值分析相结合的热模型计算变压器绕组温度分布,计算中所需的变山器内部热源分布以及边界条件由解析逼近定出。将该模型应用于100kVA/5kV温升用油浸式变压器的各种负载情况,并将计算结果与实验室温升试验的结果进行了对比,结果表明:该模型的最大误差为4.5℃,相对误差小于8.7%,能用于实时计算运行变压器的绕组温度分布。同时应用该模型可为运行变压器的热点定位研究提供新的思路。

考虑实时气候对于输电线路载流量的影响

由于不同国家采用不同的计算标准以及不同的气候条件对输电线路载流量的计算,其结果往往不尽相同。国内与国外多基于GB50545—2010标准与IEEE Std 738TM—2012标准分别对输电导线的载流量进行计算,为此,对2个标准中的载流量计算模型进行对比分析。基于这2种计算模型,利用某500kV送出线的实时气候数据,对该线路在冬、夏2个时刻以及在特定气候条件下的载流量进行计算并对比分析,研究不同气候因素对输电线路载流量的影响程度。结果表明:采用实时的气候条件更能精确地计算出线路的载流量,在保证输电导线安全运行的情况下充分发挥其载流能力,其中,风速对输电线路的载流量影响程度最大,日照强度对输电线路的载流量影响程度最小。

基于Saber的风力发电系统建模及仿真分析

采用专业软件 Saber,结合 MAST 语言的编写,搭建了直驱式变速恒频风力发电系统的主电路模型和控制电路模型,并对该模型进行了仿真分析,分析结果说明了直驱式变速恒频风力发电系统的良好运行特性。另外,建模中根据仿真时间及仿真速度的要求,基于开关周期远小于仿真时间以及输出滤波器设计较好的假设,可在一定条件下忽略电力电子系统中开关作用的影响,建立该系统的平均模型,给出数值仿真结果,其仿真结果之间的比较验证了平均模型的可行性及有效性。

大型变速恒频风力发电机组建模与仿真

基于SIMULNK技术,利用双馈感应发电机、风力机、电压型变流器、电压型逆变器的数学模型建立了相应的仿真模型;并对定子侧直接与50Hz电网连接,转子侧连接AC/DC/AC变流器的典型变速恒频风力发电系统进行了仿真验证。几个单独的风力发电系统子系统可以通过级联的方式构成大型风力发电场来模拟整个电网的运行情况。仿真结果表明.DFIG仿真模型的正确性和验证大型风电场的有效性。

基于MRAC风电系统的MPPT控制策略

针对风力发电机组复杂多变量非线性系统的不确定性和多干扰等特点,提出了一种新的最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,采用模型参考自适应(MRAC)方法对变速风力发电机在风速变化条件下进行控制,使风力机获得最大风能,实施最大功率点跟踪控制.设计了一套基于TMS320LF2407A和TMS320VC33双DSP的风力发电系统.实验结果表明,这种控制策略比传统PID控制器能更有效地减少振荡,较快地达到稳态,提高了风能转换系统的效率和质量,很好地实现了变速恒频双馈风力发电机最大功率点跟踪控制.

交流励磁双馈风力发电机组的稳定性仿真分析

介绍了交流励磁变速恒频双馈风力发电机组的工作原理,在坐标变换的技术下,建立了交流励磁发电机在d-q-0坐标系下的数学模型。在Matlab中搭建了系统仿真模块,对交流励磁风力发电机组的稳定性做了仿真分析。仿真结果表明了所建模型的正确性,以及在风力发电系统中利用变速恒频技术后可以大大提高风能的利用率,改善了电力系统稳定性,并且转子转速也可以改变,使其具有独立的无功调节能力。研究结果表明了变速恒频双馈风力发电机组具有良好的动态特性,并为风力发电系统的进一步应用研究提供了可靠的理论依据。

无刷双馈风力发电机的无速度传感器矢量控制的仿真研究

鉴于无刷双馈发电机(BDFG)的矢量控制中必须获得转子的速度和位置信息,而安装速度传感器会给控制稳定性和精度带来不良影响,首次提出在BDFG双同步速数学模型下基于定子功率侧磁链观测的模型参考自适应转速辨识控制策略。克服了传统磁链观测采用静止坐标系模型带来的复杂运算和建立参考模型时存在积分的不足。在小信号模型下对设计方案进行分析,且通过在Matlab/Simulink环境下仿真研究表明,可实现在静态和动态情况下的速度精确观测、有功、无功的解耦控制。理论和仿真验证了控制方案的有效性和可行性。

基于模型参考自适应的无速度传感器双馈风力发电机组控制技术研究

考虑到变速恒频风力发电机组在运行工况下安装速度传感器具有诸多缺陷,提出了一种基于模型参考自适应(MRAS)转速辨识理论的无速度传感器变速恒频风力发电机组控制策略。应用Popov超稳定理论,经过严格的推导得出了转速和转子时间常数的自适应律,使系统在准确辨识转速的同时,对电机参数变化具有较强的鲁棒性。通过引入自适应补偿改进积分器消除了电压模型中纯积分环节存在的直流偏移和初始值问题。最后,通过Matlab/Simulink功能进行了系统的仿真,并详细分析了电机参数变化对辨识精度的影响,仿真结果验证了所提策略的有效性。

基于PSCAD的变速恒频双馈风电系统建模与仿真

为研究变速恒频双馈风电系统的各种高性能控制策略提供有效的动态仿真与分析平台,并克服Matlab仿真环境下所建的模型在动态性能方面存在的不足,采用PSCAD仿真软件建立了变速恒频双馈风电系统的动态仿真模型。基于PSCAD的变速恒频双馈风电系统模型由风机、双馈发电机、功率变换器、控制模块构成,在建立的模型基础上,针对电网电压正常情况以及电网电压发生对称、不对称故障时系统的运行特性进行了仿真研究,仿真结果证明了系统模型的正确性。