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2020年 第53卷 第12期 刊出日期:2020-12-05
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2020, 53(12): 0-0.
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计量指标
专稿
中国电力市场建设路径及市场运行关键问题
马莉, 范孟华, 曲昊源, 李捷, 赵铮, 武泽辰, 陈珂宁
2020, 53(12): 1-9. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202007095
摘要
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计量指标
中国电力市场建设取得显著进展的同时,也面临计划与市场长期并存、发展不平衡不充分、能源清洁低碳转型、市场主体多元化及利益矛盾加剧等多重挑战,需要从市场设计和路径规划方面统筹思考。分近期和中远期2个阶段设计中国电力市场建设发展的演化路径和各阶段模式,并针对计划与市场衔接、省间与省内的衔接、中长期与现货衔接、促进新能源消纳的市场机制、辅助服务和容量市场、价格机制等关键问题进行研究,提出相关措施和策略建议,为中国进一步深化电力市场建设提供技术参考。
国家“十三五”智能电网重大专项专栏:(三 ) 高压大功率 IGBT 及应用技术专栏
多芯片并联压接式IGBT中温度不均对电流分布的影响
邓真宇, 陈民铀, 赖伟, 李辉, 王晓, 李金元, 杜耀婷
2020, 53(12): 10-17. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202004065
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计量指标
多芯片并联的压接式IGBT器件是柔性直流输电设备中的关键部件,因制造工艺、回路寄生参数和热耦合问题使得器件内部应力分布不均,造成器件不均匀老化,使得内部温度不均程度加剧,进而使得电流分配不均。围绕不同温度差异下导致的电流分布不均问题展开研究。首先,对造成IGBT器件并联不均流的原因以及温度对不均流特性的作用进行分析。然后,利用单芯片压接式IGBT器件并联模拟多芯片器件内部的温度分布不均情况,进行温度分布不均匀程度对电流分配影响的实验。最后,通过实验验证并联器件间温度差异与不均流程度的关系。所提方法为提高器件的运行可靠性和对压接式IGBT失效机理认知奠定基础。
功率器件高温高湿高压反偏测试研究综述
王延浩, 邓二平, 黄永章
2020, 53(12): 18-29. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202005133
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计量指标
户外工况下,功率器件寿命受高湿环境中的水汽侵蚀缩短。用于考核湿度可靠性的传统高温高湿反偏测试最大值80V偏压已不能满足高压大功率器件加速老化测试需求,高温高湿高压反偏测试(high-voltage high humidity high temperature reverse bias test, HV-H3TRB)近年来得以开展。然而,相关研究进展慢、存在的关键问题不明等使得研究发展方向不甚明朗。首先从基本原理出发,详细论述水汽侵入功率器件、腐蚀芯片表面的机理。进一步地,针对研究对象与方法、器件失效分析、电气量老化特征等3个方面对已有研究现状进行论述与总结。最后,根据老化前后器件结构变化,总结芯片层终端、钝化层、封装材料的抗湿优化设计,并指出相关研究后续发展方向。
4 500 V沟槽栅IGBT芯片的设计与研制
李立, 王耀华, 高明超, 刘江, 金锐
2020, 53(12): 30-36. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202006300
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计量指标
为提升IGBT单芯片的电流密度,掌握高压沟槽栅IGBT技术,进行4500 V沟槽栅IGBT芯片的研制。使用TCAD仿真软件,对4500 V沟槽栅IGBT的衬底材料、载流子储存层设计、沟槽宽度、沟槽深度、假栅结构等方面进行研究和仿真分析,明确各方面设计与芯片性能的关系。根据总体设计目标,确定相应的芯片结构和工艺参数,并对4500 V沟槽栅IGBT芯片进行流片验证。验证结果显示:4500 V沟槽栅IGBT芯片的测试结果符合设计预期,芯片的额定电流、导通压降、开通损耗和关断损耗等关键参数相比平面栅IGBT芯片有明显优化。
压接IGBT器件并联子模组热阻分布实验研究
韩鲁斌, 梁琳, 康勇
2020, 53(12): 37-44. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202007196
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计量指标
在刚性压接型IGBT模块中,并联芯片的压力分布直接决定了接触热阻和接触电阻的大小。通常无法测量器件正常工作时的压力分布及其引起的热阻分布。为了分析压接IGBT模块内部各子模组的压力分布情况和热阻分布情况,提出一种利用器件特性和热阻实验测量压接IGBT模块并联子模组热阻分布的方法。在此方法基础上,详细研究不同压力和电流条件下的热阻分布。实验结果表明,由于外部压力、器件特性和连接导体的差异,压接IGBT模块内部并联子模组间的结温、电流和热阻分布具有很大的分散性。提出的测量方法可以有效验证压接IGBT模块在一定封装条件下的结温、热阻和压力分布特性。
IGBT器件封装用有机硅凝胶宽频介电特性与温度影响
毛塬, 李学宝, 顼佳宇, 赵志斌, 崔翔
2020, 53(12): 45-54. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202007124
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计量指标
有机硅凝胶材料作为IGBT器件封装用绝缘材料,在器件的运行工况下,器件承受着重复性导通关断电压,对应频谱宽,且器件损耗将引起温度升高。为了能够准确分析器件内部电场特性,运用频域介电谱技术对有机硅凝胶在宽频、宽温度范围内的介电特性进行研究,利用叉指电极,实现对有机硅凝胶在不同温度下的宽频介电谱测试。采用Cole-Cole介电模型对实验数据进行拟合,并分析温度对Cole-Cole模型特征参量的影响规律。研究结果表明:频率和温度对有机硅凝胶的介电特性均有较大影响,在低频高温下,有机硅凝胶材料相对复介电常数的实部、虚部都显著增加。在所提取的Cole-Cole介电模型的特征参量中,直流电导率
σ
0
及特征参量Δ
ε
1
与温度之间的关系都满足Arrhenius方程,热活化能分别为0.233 eV与0.691 eV;弛豫时间
τ
1
和
τ
2
随温度的变化规律有所不同,但在高温时都明显增加。对半导体器件封装用有机硅凝胶材料介电特性的认知可以为器件内部电场分析和绝缘设计提供基础数据支撑。
IGBT模块的热设计概述
刘国友, 王彦刚, 罗海辉, 齐放, 李想, 吴义伯
2020, 53(12): 55-61,74. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202007137
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计量指标
对IGBT模块的热特性和热设计进行概述,介绍IGBT模块的热阻抗网络模型及其与封装材料热性能及尺寸的关系;从芯片和模块封装材料、结构等方面讨论模块的热设计要点,并阐述传统IGBT模块及新型压接式IGBT模块的热设计。
大功率压接型IGBT器件中的机械应力研究
唐新灵, 林仲康, 张西子, 燕树民, 苏冰, 王亮, 韩荣刚, 石浩
2020, 53(12): 62-74. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202005029
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计量指标
机械应力是影响高压大功率压接型IGBT器件电气特性、热特性以及可靠性的关键因素之一。首先,从芯片与封装结构设计的角度,介绍单芯片以及多芯片并联机械压力分布均衡特性的研究现状及其关键设计技术。其次,从封装工艺的角度,分别对比弹性压接、刚性压接等不同焊接形式对芯片机械应力分布的影响规律。最后,结合压接封装结构特点,基于一种新型芯片终端结构,提出一种新型封装技术方案,可以有效提升单芯片以及并联芯片压力的均衡特性,为高压大容量压接型IGBT器件的设计提供参考依据。
城镇地区分布式多能互补能源系统关键技术专栏
多能互补系统全寿命周期优化配置方法
寇凌峰, 季宇, 吴鸣, 牛耕
2020, 53(12): 75-82. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202006291
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计量指标
针对含风力发电、光伏发电和储能系统的多能互补系统的优化配置问题,提出一种考虑系统与配电网交互和需求侧响应成本的多能互补系统全寿命周期优化配置方法,构建双层优化模型:上层以总等年值成本最小为目标进行全局优化,确定多能互补系统的最优配置方案与储能出力范围;下层以系统的日运行成本和可再生能源未利用率最小为目标,建立多能互补系统的多目标日前优化调度模型。分别考虑独立型和并网型多能互补系统,以某地实际风光数据为例,验证所提优化配置策略的正确性与有效性,并量化分析多能互补系统运营方式对优化配置策略的影响。
考虑电动汽车用户满意度的微网分层优化调度策略
于会群, 尹申, 张浩, 时珊珊, 彭道刚, 蔡国顺
2020, 53(12): 83-91. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202005079
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计量指标
针对住宅区微网中的电动汽车集群,提出一种考虑电动汽车用户满意度的微网分层优化调度策略。将微网调度优化的过程分为负荷层和源储层,负荷层在保证用户满意度的前提下,利用电动汽车的储能特性平抑微网的负荷峰值,源储层先用可再生能源出力支持微网用电负荷,多余出力部分则通过电动汽车进行消纳,使得微网综合运行成本达到最低。然后,用改进蚁狮算法求解源储层模型,最后,通过算例进行验证。结果表明,相对于电动汽车无序充电,该策略大幅提升了微网运行的经济性、可靠性以及电动汽车用户的满意度。
典型区县综合能源服务实施路径比较分析
孙强, 陈倩, 潘杭萍, 雍维桢, 陈洋, 王建学
2020, 53(12): 92-100,109. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202002091
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计量指标
能源环境问题的凸显、用户用能需求的变化以及“互联网+”、储能等关键技术的突破,极大地推动了综合能源服务的发展。目前,鲜有针对区县级综合能源服务实施路径的研究。提出一种基于TOPSIS模型的区县分类方法,形成6类典型区县,针对每一类型区县制定开展综合能源服务的实施路径。以江苏省96区县作为研究对象,并选取宝应县、江阴市、扬中市、玄武区、吴中区、铜山区6个区县作为代表区县进行实例分析,结果表明∶该方法具有通用性,对不同类型区县开展综合能源服务业务具有指导意义。
计及源荷双侧不确定性的全可再生能源系统日前经济调度
余帆, 牛洪海, 李兵, 赵阳, 陈霈, 管晓晨, 杨玉
2020, 53(12): 101-109. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202003206
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计量指标
建立一种以太阳能、风能、生物质能为一次能源,并满足电、热、冷负荷需求的全可再生能源系统模型。充分考虑全可再生能源系统源荷双侧不确定性,建立基于两阶段鲁棒优化的日前经济调度模型,并采用列约束生成(C&CG)算法求解。仿真算例分析表明:通过发挥可再生能源系统多能互补的特性,可以实现可再生能源完全消纳,同时,通过调整不确定性调节参数,可以有效改善鲁棒优化的保守性,从而在保障安全稳定运行的前提下,最大程度提升能源系统运行经济性。
新能源电力系统源网荷储协调运行技术专栏
区域综合能源协调控制技术
华光辉, 胡伟, 荆江平, 吴奕, 沙洲, 陈卫东, 许晓慧
2020, 53(12): 110-118. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.201911100
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计量指标
综合能源系统是能源互联网的重要组成部分和社会能源的主要承载形式,是新一轮能源转型和能源变革的重要发展方向。区域综合能源协调控制系统作为电网调度系统的延伸和拓展,对区域内相关能源设备进行多能流的精益化泛在调度控制。结合综合能源系统的三层架构,分析区域综合能源系统在其中的重要作用,提出区域综合能源协调控制系统的拓扑关系及硬件和软件结构,研究系统平台服务、基础应用和高级应用功能设计需求,开发区域综合能源协调控制系统软件,在苏州同里新能源小镇综合能源示范区开展试验验证和示范运行,并将进一步推广应用。
考虑综合需求响应不确定性的电-气综合能源系统优化运行
罗金满, 赵善龙, 封祐钧, 刘卓贤, 董文杰, 杨艳红
2020, 53(12): 119-126. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202002127
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计量指标
为有效分析综合需求响应(integrated demand response,IDR)不确定性给系统安全稳定运行带来的影响,以电-气综合能源系统(integrated electricity-gas system,IEGS)为例,提出一种考虑IDR不确定性的IEGS优化运行模型。首先,根据基于能源价格的IDR项目实施特点,分析出IDR中的模糊性和概率性变量,建立相应的IDR不确定性模型;然后,以点估计法计算系统概率能量流,并将其计算结果作为机会约束,使在最小化IEGS运行成本的同时,保证系统运行的安全性。最后,以改进的IEEE-33节点电力系统和比利时20节点天然气系统构成的IEGS为例,验证所提模型和方法的有效性,并评估不确定性环境下系统的风电消纳能力。
面向弃风消纳的电储能-热电分级协调优化方法
杨玉龙, 李湃, 黄越辉, 王桂林, 周义刚
2020, 53(12): 127-135. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202002130
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计量指标
中国北方地区存在高比例的热电联产机组,受冬季采暖负荷制约,调节能力有限,引发冬季弃风问题,增加电储能和储热设备是提高热电联产机组调节能力的重要手段。研究在电力辅助服务市场环境下的热电联产机组与电储能、储热设备的协调优化运行方法,分别建立以电储能设备和热电联产机组调峰效益最大和蓄热效益最大为目标,考虑弃风最大化消纳、系统供热需求以及热电联产机组、电储能和储热设备运行约束的分级协调优化模型。系统仿真测试表明:所提方法能够协调优化电储能和储热装置的运行,充分利用储热设备的多日调节能力,提高系统在电力市场中的运行收益,有效减少弃风。研究结果对解决当前电力市场环境下北方地区的冬季弃风问题具有一定价值。
可再生能源消纳责任权重下的新能源合理弃电率研究
高雷, 苏辛一, 刘世宇
2020, 53(12): 136-142. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202004031
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计量指标
随着电力系统中新能源比例的逐步提升,电力系统调节能力全面趋紧,若要实现新能源的全额消纳,不但要占用大量的调峰资源,降低电力系统的安全性和经济性,还将阻碍电力系统清洁低碳转型的步伐。从全社会综合用电成本的角度出发,结合可再生能源消纳责任权重目标的实现,提出一种综合考虑新能源开发成本和系统消纳成本的新能源合理弃电率计算方法,并通过仿真分析研究各省区目标配额要求下的新能源合理弃电率,系统研究合理弃电率的影响因素,为各地区高比例新能源电力系统规划运行提供参考。
风-光电站中储能系统混合最优配置及其经济性研究
刘永前, 梁超, 阎洁, 张静
2020, 53(12): 143-150. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202002046
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计量指标
储能是解决大规模可再生能源并网问题的重要手段,然而,储能系统的投资成本高、运维损耗大,且不同类型储能系统的技术经济参数存在差异。因此,研究不同类型储能系统的混合优化配置及其经济性具有十分重要的意义。提出风光电站内容量型和功率型储能系统混合配置优化方法,以储能系统全生命周期净收益最大为目标,采用遗传算法进行求解;以张家口地区风光电站实际运行数据和当前3种主流储能电池实际参数为例,分析不同敏感性因素对储能系统选型及容量配置的影响。算例结果表明:容量型储能系统的经济性对电池价格变化更为敏感;液流电池及超级电容混合配置的经济性最佳。
电网
特高压交流GIL出厂试验技术综述
陈双, 刘焱, 卞超, 张鹏飞, 崔博源, 陈允, 徐家忠
2020, 53(12): 151-158. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202004008
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计量指标
针对特高压气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)在苏通GIL综合管廊工程中的应用,介绍特高压GIL的结构特点,分析特高压GIL的主要技术参数、型式试验及出厂试验性能要求,提出一种可以有效提升特高压GIL气体密封试验效率的局部扣罩动态真空正压氦检漏法。此外,介绍一种四工位绝缘试验倒换工装及一种满足特高压GIL标准雷电冲击耐受电压试验要求的SF
6
气体绝缘罐式冲击电压发生器,配合SF
6
气体绝缘罐式变压器,特高压GIL出厂绝缘试验时间减少到传统方式的1/4,为GIL的大规模应用提供参考。
灰度纹理与油气特征融合的油纸绝缘老化状态评估
刘东超, 林语, 原辉, 王帅, 姜敏, 俞华, 李海涛
2020, 53(12): 159-166,197. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202004095
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计量指标
针对单一局部放电特征辨析老化信息量存在精度不足的问题,提出一种基于局部放电灰度纹理特征与油气特征的D-S证据融合识别方法,对油纸绝缘老化状态进行分析。首先,通过试验构造人工油纸绝缘内部气隙模型,模拟变压器内部实际运行环境,采集油纸绝缘7个老化层级的局部放电信号及油中气体含量,提取各老化层级的灰度纹理特征、统计特征及油气特征,利用支持向量机进行识别。将灰度纹理特征和油气特征的识别结果输入到D-S证据融合框架中进一步识别分析,识别结果与单一特征及其他两两特征融合结果比较。试验结果表明:基于灰度纹理特征与油气特征的D-S证据融合方法对油纸绝缘老化状态的识别效果更佳。
高压电缆早期间歇性电弧接地故障识别方法
周正雄, 夏向阳, 朱鹏, 李明德, 黄海, 陈善求, 夏君山, 王瑞琪
2020, 53(12): 167-176. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202004153
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计量指标
电缆绝缘在不断地局部放电下加速老化,其绝缘缺陷点完全击穿之前会产生瞬时间歇性的接地电弧。针对此类电缆早期故障,提出一种基于时域序列下结合变点检测与改进自适应神经网络的识别方法。首先利用非参数化双边累积和算法(CUSUM)监测三相电流正负向偏移的累积和值来确定异常相,再以改进的自适应线性单元(ADAline)权重算式来表示暂态异常相的谐波含量,利用谐波含量曲线的幅值变化规律和其超过所设阈值的暂态时长可识别出电缆半周波、多周波早期故障。PSCAD/EMTDC仿真结果表明:对于恒阻故障或其他过流扰动,该策略和方法具有良好的区分度,最后以在运电缆现场监测数据验证了算法的故障识别率和抗干扰性。
特高压铁塔高空作业辅助机器人攀登系统
唐诗洋, 门永生, 于振, 关城, 许永刚
2020, 53(12): 177-182. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202006009
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计量指标
高空作业是生产工作当中安全风险较大的一个环节。中国电网系统的杆塔数量庞大,高空作业过程和杆塔攀登过程中的安全问题已成为电力行业亟须解决的重点之一。针对特高压输电线路高度的杆塔攀爬问题,提出一种基于机器人辅助的加强安全防护方案,并设计一种运动灵活性高、能够跨越较大障碍物的铁塔攀爬系统。通过伸缩式3足仿生蚕结构的主体结构和电磁吸附/夹持混合功能手爪满足所需求的功能。在实验室测试中,系统可以完成铁塔上的竖直攀爬、转向及横向,并在攀爬过程当中实现180 mm高和400 mm长的障碍物跨越。该攀爬系统结构非常适合于进行电力杆塔的攀爬,能够完成各项高空作业辅助工作。
断面安全约束下发电可行域实用分析方法
周星宇, 潘学萍, 王正风, 陈得治
2020, 53(12): 183-189. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202001060
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计量指标
针对市场环境下调度计划月度安全校核存在时间跨度大、负荷以及新能源出力预测精度差、交易电量的不确定程度高等问题,提出构建发电可行域的工程实用方法。首先,基于各发电机出力相对于关键断面的有功灵敏度,结合机组的地理位置,对全网机组进行分群;然后,提出构建发电可行域的基态潮流确定方法;在此基础上,以主导发电机群的总出力为横坐标,以系统总负荷为纵坐标,构建系统在不同负荷水平下的主导发电机群发电可行域;最后,根据系统运行方式对发电可行域进行在线修正。以某省级电网为例,验证所提方法的可行性。
采用置信度风险测度的鲁棒发电计划模型及算法
李鹏飞, 侯验秋, 邹佳芯, 张舒捷, 李湃, 林济铿
2020, 53(12): 190-197. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.201902078
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计量指标
针对大规模风电并网所带来的电网运行调度的不确定性及运行风险,提出基于置信度风险测度的鲁棒发电计划模型及求解算法。首先,提出一种新的风险测度—置信度风险测度(Risk
α
),对于既定置信度
α
及相应的风电功率预测区间,以弃风风险值与切负荷风险值的和构成置信度综合风险测度,以量化风电实际功率超出风电可接纳域的风险。在此基础上,以发电成本和置信度风险之和最小为优化目标,构建计及置信度风险测度的鲁棒发电计划模型及分解求解算法,同时优化机组组合决策和风电可接纳域,使得所制定的发电计划方案实现经济性和运行风险之间的均衡。最后,通过算例证明算法的正确性及有效性。
高压柔性直流换流阀工业设计
乔丽, 谢剑, 李云鹏, 郭春义
2020, 53(12): 198-205,222. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.201911061
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为提升柔性直流换流阀的产品质量和附加值,研究其工业设计方法具有重要意义。分析±320 kV柔性直流换流阀子模块、阀模块、阀塔的设计方案,从功能、结构、造型、人机、装配、成本、涂装等方面提出合理的设计方法。采用技术和设计并行的设计流程,基于功能和人机工程学的“减法”设计方法对±500 kV换流阀进行工业设计创新,通过分析与实验验证,设计方案应用于工程样机。通过对比分析总结出的工业设计方案,可以从知识角度保证设计方案具有更优的质量;同时将工业设计融入高新技术研发过程,对产品设计创新和新技术产业化具有重要影响力。
基于COMSOL仿真分析的环网柜湿度控制
王寅超, 丁银梅, 李卫彬, 杨勇, 王月强, 汪胡根, 乔飞, 王俊生, 谢勇, 俞佳敏, 陆忠心
2020, 53(12): 206-213. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.201903057
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环网柜在潮湿凝露的环境下长期运行会导致设备的绝缘强度下降,从而易发生放电、击穿等故障,进一步造成设备的使用寿命缩短,因此需要保证良好的环网柜运行环境。半导体冷凝除湿是新兴的除湿技术,通过将水分冷凝后排出柜体,可控制柜内湿度。利用COMSOL仿真软件对半导体冷凝除湿进行模拟,将柜内的气流场、温度场及水分传输3个物理场进行耦合,研究安装除湿器后柜内的流场、温度、相对湿度的分布变化以及除湿器安装位置对除湿效果的影响。结果表明:加装除湿器后,环网柜内温度变化不大,相对湿度在11 h左右可从90%降至50%,且除湿器安装在柜体底部的除湿效果最优,仿真结果得到了实验验证。给出的除湿器的安装位置对环网柜内温度、湿度的分布变化及对除湿效果的影响可供环网柜内安装除湿器时参考。
电磁式电压互感器保险频繁熔断抑制措施分析及RTDS仿真验证
桂媛, 陈凡, 朱勇, 齐伟强, 姚玉海, 任志刚
2020, 53(12): 214-222. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.201902092
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电磁式电压互感器(TV)是配电网中测量和保护的重要设备,其高压侧装有熔断保险,实际运行中经常发生异常熔断。针对该问题,从电路原理分析故障成因,通过实时数字仿真平台(RTDS)验证理论分析,并得出铁磁谐振和低频非线性振荡等异常状况下的电压电流特征。分析并提出一种改进的微机消谐措施,证明其在一定范围有效,针对其使用的局限性提出将其与高饱和点TV方法结合,得到了更好地抑制过电压和过电流效果。最后,在此基础上对几种已有抑制措施进行验证对比,总结各方案可行性。
基于惩罚变权的RDA同期线损数据质量评估模型
王方雨, 刘文颖, 陈鑫鑫, 王维洲, 行舟
2020, 53(12): 223-231. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202003151
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同期线损数据质量评估对线损数据治理、线损分析至关重要。针对目前线损数据质量评估中评估准确率和评估效率不可兼得的矛盾,提出基于惩罚变权的“秩和”差异评估(rank difference assessment,RDA)同期线损数据质量评估模型。首先,基于传统“秩和”检验不依赖样本容量大小和指标选取的特点,建立“秩和”差异评估(RDA),以正“秩和”统计量直接对同期线损与理论线损在相同时间尺度下的电量差值数据序列进行整体数据质量评估;其次,以“秩和”差异数据序列的差异概率密度函数为指数,对“秩和”差异评估模型的权值进行修正,建立基于惩罚变权的RDA同期线损数据质量评估模型,综合考虑异常数据数量及异常幅度对数据质量评估的影响程度,对RDA评估值进行修正。该方法既不依赖指标选取,可以准确评估,又不依赖样本容量,评估效率较高。最后,以甘肃实际运行数据进行的仿真结果表明,所提惩罚变权评估模型对同期线损数据质量评估的有效性和优越性。
技术经济
新型城镇化下城区能源变革路径分析与探索:以苏州市吴中区为例
朱婵霞, 奚巍民, 孙强, 陈杰军, 谢典, 陈倩, 孙志凰
2020, 53(12): 232-240. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.201911057
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城镇化进程与能源发展密切相关。以苏州市吴中区为例,从历史地理、人口发展、经济产业等方面分析其城镇化特点;从社会区位形势、能源资源和消费、能源技术利用、生态环境等各个层面分析其能源基础条件;最后,从社会经济发展、基础设施、产业结构、功能形态、生态环境、治理水平、文化理念7个角度探索新型城镇化趋势下能源变革发展路径,从而促进苏州市吴中区城市整体竞争力的提升。
区域能源互联网的发展现状与政策建议
霍沫霖, 郭磊, 张哲
2020, 53(12): 241-247. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202005095
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计量指标
多能耦合型区域能源互联网有利于提高能源利用效率,促进就近消纳可再生能源和降低污染物排放。区域能源互联网的发展需要更有效的政策措施体系。对中国多能耦合型区域能源互联网发展现状进行系统分析,从投资主体、技术应用、重点市场、相关政策等4个方面总结目前发展阶段的特点,并识别出目前存在的技术问题、政策问题和运营问题等关键问题。分析国外为解决这三类问题所积累的政策措施经验,包括规划、跨部门协作、法规、补贴政策、示范项目政策等。针对中国区域能源互联网发展存在的问题,参考国际上成功的政策经验,为中国区域能源互联网发展提出4点政策建议。
新冠肺炎疫情对2020年电力消费影响及趋势研究
刘青, 吴陈锐, 张春成, 吴姗姗, 王向, 汲国强
2020, 53(12): 248-257. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202007074
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电力消费是电网公司制定中长期电力规划、当年综合计划的重要边界条件,精准衡量2020年新冠肺炎疫情影响意义重大。构建疫情对电力消费的影响测算和预测模型,设计基准、风险情景,从总量、产业、行业、区域、省份等维度测算疫情及政策因素对电力消费影响程度,预测2020年电力消费增长趋势。结果表明:预计疫情及政策因素拉低2020年国家电网经营区用电量增速2.6~3.3个百分点。新冠肺炎疫情对电力消费产生了明显冲击,后期应紧密跟踪疫情影响、滚动调整预测结果。
电动汽车换电站参与电力市场辅助服务的经济效益研究
李捷, 杨冰
2020, 53(12): 258-262,269. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202009125
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计量指标
换电模式可提高电动汽车的运营效率,能够更好地实现与电网互动。以电动汽车换电站为研究对象,分析换电站的运营模式,建立能量守恒模型和经济收益模型,探索以辅助服务方式提升换电站经济收益的可行性和潜力,研究电池参数、电池配比等关键因素对收益的影响。结果表明:仅通过提升换电站电池数量,并不能有效提升收益。当动力电池的度电成本下降约10%或循环次数提升约15%时,换电站通过辅助服务模式可实现投资收益平衡,相比于降低度电价格提升动力电池的循环次数对换电站运营收益的影响更大。
节能与环保
低低温除尘器和海水脱硫可凝结颗粒物有机组分排放特征研究
刘晓敏, 王乐乐, 黄见勋, 黄荣廷, 许积庄, 孔凡海, 谢建南, 李津津, 杨林军, 张发捷, 何川
2020, 53(12): 263-269. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202005153
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计量指标
可凝结颗粒物(CPM)排放可加重雾霾的形成,近期受到广泛关注。测试了2个煤种条件下,燃煤超低排放机组烟气系统沿程总CPM及有机CPM浓度,分析有机CPM中含量前10的有机组分占比。结果表明,针对煤种1和煤种2,烟囱入口处总CPM排放质量浓度分别为4.2和5.6 mg/m
3
,超低排放污染控制设施对CPM的总脱除效率分别为97.21%和98.18%;低低温电除尘(LLTESP)、海水脱硫(SWFGD)、湿式电除尘(WESP)对有机CPM平均脱除效率分别为71.82%、56.36%和76.61%;低低温电除尘对有机CPM中酯类、烃类和其他有机组分均有较好的脱除效果;海水脱硫对烃类脱除效果更好,而湿式电除尘对酯类有机物去除效果更优。
烟气污染物协同治理中的负协同效应串联作用现象
高沛荣, 晏志仁, 杨君, 马骁骅, 翟鸣秋
2020, 53(12): 270-276. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202005104
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随着烟气污染物协同治理技术在燃煤电站的普遍应用,协同治理过程中各单元设备间的不良影响及其造成的设备治理能力下降或污染物增量排放现象日益显现,对此类负协同效应展开分析,并通过性能试验、检测化验、运行诊断等方法对某350 MW机组进行研究,结果表明:存在负协同效应串联作用现象,即上游设备的负协同效应不断蚕食本体或下游设备的污染物治理能力,最终导致设备治理能力不足。最后,提出控制及消纳负协同效应的建议。
330 MW空冷机组乏汽余热利用系统热压机性能分析及调整
黄治坤, 岑岭山, 李智华, 李扬, 王恩镇, 张攀
2020, 53(12): 277-283. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202001094
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计量指标
介绍直接空冷机组三级梯级乏汽余热利用系统配置及其关键设备热压机构造及工作原理,分析影响热压机性能的关键因素。对某电厂330 MW燃煤直接空冷机组三级梯级乏汽余热利用系统进行正交试验,试验结果分析表明:热压机升压比对热压机引射比有较大影响,并且验证试验得出本次正交试验得出的最优方案与实际运行情况相符。最后,通过改变升压比对热压机引射比影响试验得出,升压比超出设计值范围时,无论低于下限或高于上限,热压机引射比均有较大幅度下降,热压机运行中升压比需严格控制在设计值范围内。
发电
大型汽轮发电机组非典型故障分析
张学延, 屈杰, 何国安, 朱蓬勃, 姜广政, 潘渤
2020, 53(12): 284-292,300. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202003147
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计量指标
介绍近年来因安装检修失误引起的大型汽轮发电机组几起“非典型”故障案例,分析故障特征、产生的原因和造成的后果。故障涉及轴向位移超限、汽轮机出力和热力参数突变、振动异常。这些案例的分析过程和经验教训可为以后机组的故障和事故分析以及安装检修提供参考。
基于逆向分段解耦的单顺阀切换过程流量特性建模及优化
曲晓荷, 庄义飞, 张兴, 武海澄, 张剑, 李达
2020, 53(12): 293-300. DOI:
10.11930/j.issn.1004-9649.202004163
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发电机组经过长周期运行,高压调节门流量特性会逐渐发生变化,预设的DEH阀门管理参数与实际的流量特性不匹配,导致机组在单阀、顺序阀切换过程中出现负荷波动大的情况,影响机组的安全稳定运行。提出单阀和顺序阀序下流量特性简化建模方法及模型参数求解方法,在模型基础上提出基于逆向分段解耦的流量特性优化算法,并以某320 MW循环流化床机组为实例,验证该优化方案。试验结果证明:优化后的阀门管理参数提高了单阀和顺序阀方式下流量特性的匹配度,单顺阀切换过程中负荷波动得到明显改善。
(月刊 1956年创刊)
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