TEPG:a traffic engineering based power-aware greedy routing algorithm in backbone networks with bundled links

1 Introduction and main contributions Various power-aware solutions have been proposed to address the alarming energy waste and consequent serious environmental issues since Gupta and Singh initiated the seminal study on green networking problem in 2003.Most of the researches concentrated their efforts on power-aware networking under the non-bundled link scenarios by leveraging the dynamic power management based Low Power Idle(LPI)policy which was defined and standardized in the IEEE 802.3az standard.However,in modern backbone networks,pairs of routers are typically connected,for each traffic direction,by multiple physical links that form one logical bundled link,which is the link aggregation technique defined and standardized in IEEE 802.1AX.

Experimental Study of Condensation Heat Transfer on Tube Bundles in Large Power Plant Condensers

In order to clarify the effect of condensate inundation on steam condensation in a large tube bundle, condensation heat transfer and the condensate flow pattern in the tube bundle have been experimentally investigated. Test tube bundle consists of 36 cooling tubes, 12 condensate supply tubes and 24 un-cooled dummy tubes. Cooling test tubes are made of copper and have an outer diameter of 19.1 mm and condensing length of 150 mm, Steam flows horizontally through the test tube bundle at gap velocities 15-27 m/s at pressures of 8.8 kPa. In this study, experimental data about condensate flow pattern and condensation heat transfer in a tube bundle were collected for the optimization of tube arrangement in large power plant condensers.

考虑气水打捆外送的气水协调双层优化模型

针对水电“丰多枯少”资源特性给电力系统调峰、输电通道利用率造成的挑战,提出一种考虑气水打捆外送的气水协调双层优化方法。首先,分析川渝地区气水融合发展策略,提出气水打捆外送模式;其次,建立考虑气水打捆外送的气水协调发电双层优化模型。上层模型以考虑气电投资成本的系统年总利润最大化为目标,实现气水协调的容量优化配置,下层模型以年运营收益最大化为目标,实现气水协调优化运行;然后,采用混沌粒子群算法结合CPLEX求解器对模型进行求解,利用Shapley值法实现气水打捆外送的利润分配;最后,以某区域电力系统为例进行算例分析,结果表明所提模型可优化配置气电装机容量,实现气水协调优化运行,缓解水电季节性矛盾造成的调峰困境,提升外送通道利用率。

基于导纳频响特性的次同步振荡特征值的快速估算

次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)一直是电力系统广泛关注的稳定性问题。目前已存在特征根分析法、频域分析法(如阻抗分析法)等多种次同步振荡分析方法,但每种方法均有其优缺点。结合特征根分析易量化与频域分析易建模的优点,提出了一种基于导纳频响特性来直接估算次同步振荡特征根的新方法。该方法仅根据系统聚合导纳和导纳积分频响曲线的极值特征(包括极值点频率和斜率信息)便可直接估算出次同步振荡的特征根,计算简便、快捷。通过与MATLAB特征值分析工具的结果对比,验证了估算方法的有效性。该方法适用于常规发电的次同步扭振、新能源发电的次/超同步振荡以及新能源、常规发电打捆送出的复合次同步振荡等不同类型次同步振荡的定量分析,分析结果均得到EMTDC仿真验证。

FCC装置外取热器爆管动态模拟研究

基于典型FCC(催化裂化)装置再生系统分析,提出了利用Aspen Dynamics软件建立外取热器爆管时再生系统再生压力的动态模拟模型。通过与某1.80 Mt/a中型FCC装置外取热器爆管后再生压力变化现场数据对比,模型的可靠性得到了验证。以通过验证的动态模拟模型对某新建3.50 Mt/a大型FCC装置外取热器爆管时的再生压力进行动态模拟研究,定量分析4种不同工况下外取热器爆管对再生压力的影响。研究结果表明:外取热器爆管后再生压力迅速上升,再生压力峰值随破口面积增加而增大,双动滑阀处于自动控制状态可以显著降低再生压力峰值;正常操作时应将双动滑阀投自动控制状态,以降低爆管后再生压力峰值,此状态能快速恢复再生压力至正常操作值,有利于装置的安全平稳运行。

风火打捆传统直流外送系统中控制环节对轴系-控制交互模式的影响机理研究

风火打捆直流外送系统中风电场和电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)控制系统可能会激发火电机组的轴系扭振。文章首先采用复转矩系数法和特征值分析法识别出LCC-HVDC定电流、风机直流电压外环控制是影响轴系-控制交互模式的关键控制环节。然后,通过推导系统传递函数,提取出反映LCC-HVDC定电流和风机直流电压外环控制对轴系-控制交互模式影响的多条关键控制路径,包括HVDC定电流控制路径、风机直流电压外环控制路径和两者间交互控制路径。进一步,定量计算每条作用路径在轴系-控制交互模式处的阻尼系数,并通过相位补偿在关键控制路径上分别设计附加阻尼控制来提高对应阻尼系数,从而抑制火电机组轴系扭振。最后,基于PSCAD/EMTDC的详细电磁暂态仿真,验证了理论分析的正确性及振荡抑制策略的有效性。

不同风光水配比下多类型电源打捆直流外送系统的功率传输能力研究

风光水打捆经电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)外送系统中,风光水配比不同会影响系统的功率传输能力。文章首先建立风光水打捆直流外送系统的稳态数学模型和状态空间模型,然后提出综合考虑稳态运行约束条件和小信号稳定性约束条件的系统功率传输能力计算方法及流程,掌握不同功率水平下系统稳定运行区域及边界的变化特征,最终得到不同水电出力下的直流外送系统功率传输范围、特定传输功率下所允许的水电出力最小值、风光配比与小信号稳定性的定量关系。通过该方法定量评估风光水配比不同时直流外送系统的功率传输能力,从而优化选取风光水配比。结果表明,水电出力较小时,系统传输功率上限受小信号稳定性制约,下限受电压偏移约束制约;水电出力较大时,系统传输功率上限受LCC-HVDC安全运行约束制约,下限受逆变侧电压偏移、系统潮流约束制约;在功率运行点不变时,风光配比平衡工况系统更加稳定。最后,通过PSCAD/EMTDC下的电磁暂态仿真,验证上述功率传输能力理论计算的正确性。

某车型电瓶框内线束磨损问题分析与改善

线束是汽车电气系统重要的基础零部件,用以实现能量及信息的传送与传递。线束设计走向和线束捆扎的质量,是设计和制造水平的直观体现,体现一个公司对线束的技术和质量要求的规范程度。随着某商用车“品牌向上”的战略发布,线束的设计和制造要求越来越严格规范。本文以某商用车具体一车型电瓶框内线束磨损售后问题单为背景,对电瓶框内线束磨损问题的发生原因进行深入的分析,最终从根源上解决了该车型线束磨损问题。

Calculation Method of Power Law Fluid Equivalent Permeability Considering Capillary Shape

While studying the flow of oil and gas in the reservoir, it is not realistic that capillary with circular section is only used to express the pores. It is more representative to simulate porous media pore with kinds of capillary with triangle or rectangle section etc. In the condition of the same diameter, when polymer for oil displacement flows in the porous medium, there only exists shear flow which can be expressed with power law model. Based on fluid flow-pressure drop equation in single capillary, this paper gives a calculation method of equivalent permeability of power law fluid of single capillary and capillary bundles with different sections.

卫星大功率电缆束温度场建模分析及捆扎热效应研究

随着卫星功率的提高,星上功率电缆载流量和热耗水平大幅增加,热安全性问题凸显,功率电缆精准建模和精细化设计的需求日趋迫切。基于地面试验数据提出了卫星大功率电缆束的热分析建模方法,并给出了电缆安装固定处和捆扎处换热参数的经验值和试验标定值;通过模拟电缆分束和合束捆扎的温度场定量分析了电缆束捆扎的热效应,明确了增强电缆与周边环境的辐射换热是改善电缆束散热条件最有效的手段。文中建立的卫星大功率电缆束热模型可作为星上功率电缆在轨温度预示和精细化敷设设计的重要基础。

水风光打捆模式下新能源占比对水电机组效率的影响

水风光打捆可为新能源大规模高效、安全并网提供重要保障,有助于提高清洁能源利用效率,进而早日实现“双碳愿景目标”,但也将加剧对水电机组运行效率的影响。重点探讨了水风光打捆模式下不同新能源占比对水电机组效率的影响以及规律。首先,构建了水风光打捆送出模式下的日调度模型,然后以乌东德水电站及其附近的虚拟风、光电场为研究对象开展了算例研究。结果表明:随着新能源占比的增加,在枯期水电机组的运行效率会下降,而在汛期则呈现先升后降的规律;对比发现,在相同装机条件下,汛期水电机组效率的日内波动性较枯期小,汛期进行水风光打捆更有利于提高水电机组的运行效率。研究成果可为新能源大规模消纳背景下的装机容量优化配置和水电机组优化运行提供参考依据。

风光火打捆系统暂态稳定性及其虚拟同步机策略研究

风力、光伏发电是我国大力发展的清洁能源,将风电、光伏与火电三者打捆通过长距离通道外送能够有效解决我国能源逆地势分布的问题,而将虚拟同步机策略(virtual synchronous generator,VSG)与打捆系统中的风电、光伏机组有效结合,是针对新能源高比例并网造成的送端惯量缺失问题的一种有效解决方式。基于PSCAD仿真软件,首先搭建了风光火打捆外送系统的基础仿真模型,并通过仿真分析了不同的交流故障类型、送端风光火三者占比以及直流整流侧控制方式对打捆外送系统暂态稳定的影响,仿真结论与理论基本一致。之后在双馈风电机组和光伏的外送换流器环节中引入虚拟同步机控制策略,并通过仿真验证了虚拟同步机策略对于提升风光火打捆系统送端惯量的有效性。

考虑风电场调控裕度的风火打捆直流外送系统无功电压紧急控制策略

为抑制直流送端电网暂态过电压,充分发挥风电在风火打捆直流外送系统功率调节作用,提出了一种考虑风电场调控裕度的无功电压紧急控制策略。首先,分析换相失败故障下风火打捆系统电气量变化及故障引发直流送端过电压机理;其次,在遭遇换相失败故障后通过降低直流输送功率抑制直流系统连续换相失败,减少故障恢复期间系统无功需求,分析功率速降后系统无功潮流变化;再次,针对盈余无功导致送端暂态高压提出直流送端无功电压紧急控制策略,根据超短期预测风速对风电场无功裕度进行分配,针对不同情形设计具有多种工作模式的风机控制器;仿真结果表明:所提控制方法能够较好地解决风火打捆直流外送系统直流送端暂态过电压问题。

计及火电调度的水电外送联盟利益均衡优化研究

当前,计及“双碳”目标影响的多能源联合外送联盟的利益分配问题亟待解决。在传统Shapley值法的基础上,考虑贡献公平性,引入资源投入、风险分摊、碳政策影响、贡献度四类指标,构建了基于云重心法改进的MCGC-Shapley模型,以四川省为例,通过量化各主体的综合贡献度进行利益分配。算例分析表明,与传统Shapley值分配策略相比,基于云重心法改进的MCGC-Shapley模型更好地实现了主体所得利益与综合贡献度的匹配,对提高社会投资积极性、推动外送中各类发电企业和电网企业的多方共赢起到了正面作用。

通过特高压直流实现大型能源基地风、光、火电力大规模高效率安全外送研究

化石能源消耗引起的环境问题日益突出,风力发电作为技术最成熟的清洁能源在全球范围内得到迅速的发展和应用。近10年来,我国风电发展迅猛,风电装机已跃居全球第一。目前,风电资源富集的西北、东北和华北地区消纳风电的空间趋于饱和,光伏发电也进入大规模发展阶段,迫切需要跨区外送。文章分析我国风电运行面临的主要问题,对位于我国东北和西北地区的大型能源基地通过特高压直流工程实现风、光、火电力大规模、高效率、安全外送的可行性进行系统的分析研究。提出基于年度输电量和典型风、光发电曲线的配套电源装机容量优化计算方法和调度生产模拟方法及其安全经济运行的必要条件。并结合新疆哈密至河南郑州特高压直流工程进行分析计算,优化配套的装机容量,提出重大电网安全技术措施。研究结果表明,在保障电力系统安全稳定的基础上,通过优化风、光、火电装机容量可以最大限度地减少弃风、弃光容量,从而实现我国大型能源基地及其风电、光伏等清洁能源的集约高效开发和利用。对优化调整我国电源结构、加快治理大气污染、实现节能减排目标具有重要意义。

风光火打捆交直流混联外送系统交互影响及稳定性研究

风电或光伏与火电打捆通过交直流系统外送是我国大型新能源基地电力外送的重要途径。文章基于建立的风光火打捆交直流混联外送系统模型,研究了配套火电对直流、风电和光伏以及联网交流系统的影响机理。分析了直流运行异常对风电和光伏的影响,通过理论分析和仿真计算,研究了风电和光伏的脱网时序,定性并定量分析了新能源脱网对联网交流系统重要交流断面的影响。针对风光火打捆外送系统存在的问题提出了运行控制建议。

风火打捆外送系统暂态稳定切机控制

风火打捆能源基地的投入运行,在带来巨大经济效益的同时也引起电网安全稳定性发生变化。某些严重故障后,仅切除常规火电机组难以保证系统稳定运行或代价过大。首先分析了风电机组和火电机组暂态特性的差异性以及各自对系统暂态稳定的影响。然后指出了严重故障后导致系统失稳的2个主要原因:一是故障过程中产生了加速能量;二是由于故障后,外送通道被削弱,外送系统输电能力急剧下降。因此,提出了严重故障后火电机组和风电机组的优化切机方案。西北某电网的仿真结果表明:该优化切机方案在保证故障后系统安全稳定运行的基础上,能显著降低系统稳定恢复所需切机量,改善故障后系统恢复特性,大大提高系统运行的安全性和经济性。

大规模风电直流外送方案与系统稳定控制策略

针对大规模风电集中外送,论证了风电孤岛直流外送、风火打捆孤岛直流外送、风火打捆联网直流外送3种方案,重点从频率稳定、电压稳定方面研究各方案的安全稳定问题,分析了风功率波动、送端交流线路短路等典型扰动形式对系统稳定性的影响,通过比较给出了合理的大规模风电直流外送方案。在此基础上,以酒泉风火打捆特高压直流外送规划系统为对象,研究系统安全稳定问题,提出了利用直流调制跟随风功率波动、改善系统稳定性的控制策略,通过仿真计算验证了所提出控制策略的有效性。

面向风火打捆的特高压直流输电工程弱送端强直弱交耦合特性研究

哈郑特高压直流是我国首个大容量风火打捆直流外送工程,送端电网存在多种安全稳定问题。分析了直流运行特性,提出了过渡期联网运行和孤岛运行的条件。研究了弱送端电网不平衡功率分配特性,为故障后保障重要交流通道安全稳定控制策略的制定奠定了基础。研究了特高压直流输电系统与750 k V交流电网耦合特性,指出配套火电的投运将使吐哈断面稳定问题由动态稳定转变为暂态稳定,二通道同时存在电压大幅波动和暂态稳定问题,给出了故障约束下特高压直流与二通道输电能力。分析了直流对青藏直流及藏中电网频率稳定的影响规律,研究了风火不同比例下直流故障引起的电压波动问题,为西北电网的运行控制提供了参考依据。

基于场景分析的含风电系统机组组合的两阶段随机优化

风电场输出功率具有随机性、间歇性的特点,其大规模并网发电使电力系统的调度决策面临着新的挑战。在此背景下,以日前调度为研究对象,提出了一种解决含风电系统机组组合问题的两阶段随机规划方法。该方法将发电机组的启停决策及启停决策下机组的发电计划制定视为两个阶段的决策问题,第一阶段决策对应机组启停,旨在寻求给定条件下具有最小启停成本的机组组合方式,而第二阶段决策则用于评估随机条件下已制定机组启停计划所对应次日机组运行成本的期望值,方法通过对两个阶段决策问题的统筹考虑,最终确定出机组的最佳组合方式。采用场景树模拟日前风电场输出功率预测误差的时间分布特性,并利用场景缩减技术实现在较高计算精度下模型复杂度的降低。通过对某实际26节点11机系统的分析计算验证了所提出方法的有效性。