RPEMFC/膨胀机可再生能源驱动的综合能源系统性能研究

为提高可再生能源在冷热电联供系统中的利用率，提出一种以可逆质子交换膜燃料电池RPEMFC和膨胀机为主要部件的新型冷热电联供综合能源系统，通过引射器和膨胀机回收电解池氧气侧的压力能，以RPEMFC电堆的冷却回路和膨胀机出口冷气分别对外供热和制冷。为获得系统中主要设备运行参数对系统性能的影响，建立了系统的热力学模型，进而揭示了系统效率、?效率、压缩机耗功、膨胀机回收功、系统制热制冷量等随参数的变化规律。研究结果表明，当RPEMFC电堆以50kW的发电功率运行时，系统发电效率为56.2%，热效率35.2%，总效率91.4%，?效率54%，且在15kW-85kW的发电功率变化范围内系统能效均超过89%。系统能量效率及?效率对引射器流量比及引射器工作流压力变化较为敏感，并以影响系统发电效率为主；压缩机出口压力变化对系统能效影响不大，但压缩机出口压力增大有利于系统增加产冷量。     

土工材料力学性能对风积沙复合地基抗拔加固效果的影响

为促进土工合成材料在输电线路工程地基处理中的选型应用,加固改良铁塔基础风积沙地基抗拔性能,通过室内钢塑土工格栅、塑料双向土工格栅、土工布加筋复合地基基础抗拔性能模型试验,并结合沙漠风积沙常规地基与加筋复合地基基础原位载荷试验中抗拔失稳时地表裂缝分布特征,研究了土工材料改良风积沙地基抗拔性能的加固机理,分析了筋材抗拉强度、伸长率及其与风积沙间摩擦系数性能指标对风积沙地基抗拔性能改良效果的影响。结果表明：复合地基土工材料有利于将基础荷载作用传递扩散至更大范围,通过筋材对基础底板的下拉作用实现基础抗拔性能的提升;筋材拉伸强度对地基抗拔能力提升影响较小,较大的伸长率会弱化地基抗拔加固效果,筋材与风积沙间摩擦系数越大地基抗拔加固效果更优。因此风积沙地基抗拔性能加固处理的筋材选型主要考虑伸长率和摩擦系数,钢塑土工格栅和塑料双向土工格栅的抗拔加固效果优于土工布。     

全局解析冗余关系的混杂系统模式跟踪

针对混杂系统同时具有连续和离散的运动规律和演化机制,提出一种基于全局解析冗余关系的混杂系统模式跟踪方法.建立混杂系统键合图模型并转化为诊断键合图模型,根据诊断键合图得到系统的全局解析冗余关系和模式变化特征矩阵.利用模式变化特征向量和开关元件导通与关断时开关两端的电压电流变化特征,实现模式变化了的开关元件定位.最后利用Matlab软件对该方法进行仿真实验,实验结果表明基于全局解析冗余关系的混杂系统模式跟踪方法是有效的.     

具有限流功能的改进型电容换流式直流断路器

高压直流断路器作为直流系统的故障隔离设备,在保障直流电网可靠稳定运行方面有着举足轻重的地位.针对目前高压直流断路器在耗能、限流和快速性等方面的缺陷,提出一种具有限流功能的改进型电容换流式直流断路器拓扑.首先,具体介绍该拓扑结构的工作原理和参数设计;其次,以320 kV直流系统为背景,通过电磁暂态仿真软件搭建断路器模型进行仿真;最后,与两种传统断路器进行比较.结果 表明,该断路器相较于其他方案,在限流方面,故障发生后迅速投入限流装置,并快速切除故障电流,降低电力电子电流应力的同时满足系统对断路器快速性的要求;在成本方面,所用电力电子器件有明显减少,具有良好的经济性;在避雷器吸能方面,电容换流单元增加电阻提前避雷器的动作时间,有效降低避雷器吸能.     

凝结水节流快速变负荷与自恢复控制

为提升燃煤发电机组的快速变负荷能力,进而支撑中国规模化新能源电力的并网与安全运行,通过凝结水节流的快速变负荷与自恢复控制,实现了凝结水节流与传统协调控制的有机结合。基于机理分析与试验曲线辨识建立了凝结水节流调节的动态微增功率模型,给出了机组含凝结水节流调节的三入两出非线性控制模型;设计了一种融合凝结水节流调节与传统协调控制的新型变负荷控制策略,克服了凝结水节流对除氧器和凝汽器热井水位的影响;同时显著提升了机组的变负荷性能。在某300 MW机组上的仿真验证表明,所提控制策略显著改善了机组的变负荷性能,对于响应电网侧的一次调频具有重要意义。     

高压试验安全模糊综合评价方法研究

电气设备的高压试验大多属于破坏性试验， 容易引起设备故障和人身伤亡．为了评估实验室高压试验的 安全风险，运用层次分析法和模糊综合评价法，以试验环境风险因素、试验设备风险因素、人员素质风险因素、现场 管理风险因素、应急与事故风险因素为目标层建立安全指标评价体系， 并对新疆某高压实验室高压试验安全风险 进行了相应的定量计算．计算结果表明: 建立的三层评价体系， 经过一致性校验，CR 值均小于 0.1， 即证明所确定的目标层和准则层各影响因素权重是合理的; 监护制度管理和应急准备评分值最低， 说明该高压实验室高压试验安 全体系中监管体制不够严格，同时安全风险的应急准备不充分; 高压试验安全等级综合评价最终的综合评价值为 0.7181，表明该高压试验室安全风险管控处于安全的状态．该评价方法可为电力行业高压实验室高压试验安全管理 提供参考．     

采用可逆质子交换膜燃料电池/膨胀机的综合能源系统性能研究

为提高可再生能源在冷热电联供系统中的利用率,提出一种以可逆质子交换膜燃料电池(RPEMFC)和膨胀机为主要部件的新型冷热电联供综合能源系统,通过引射器和膨胀机回收电解池氧气侧的压力能,以RPEMFC电堆的冷却回路和膨胀机出口冷气分别对外供热和制冷。为获得系统中主要设备运行参数对系统性能的影响,建立了系统的热力学模型,进而揭示了系统效率、效率、压缩机耗功、膨胀机回收功、系统制热制冷量等参数的变化规律。研究结果表明:当RPEMFC电堆以50kW的发电功率运行时,系统发电效率为56.2%,热效率为35.2%,总效率为91.4%,效率为54%,且在15～85kW的发电功率变化范围内系统能效均超过89%;系统能量效率及效率对引射器流量比及引射器工作流压力的变化较为敏感,并以影响系统发电效率为主;压缩机出口压力变化对系统能效影响不大,但压缩机出口压力增大有利于系统增加产冷量。     

220 kV变电站的智能汇控小室优化安装方案

针对新疆地区智能汇控小室损坏率高,使用寿命短和存在拒动、误动的问题,提出220 kV汇控小室优化研究方案.利用建模软件构建了新疆某地区220 kV变电站的三维模型,基于有限元方法进行变电站稳态电磁场分布研究,仿真数据与现场试验数据比较结果验证了该电学模型的准确性,对该模型采用空间寻优法获得智能汇控小室的最优安装位置方案.228个测点的工频电磁场仿真、试验对比数据平均误差为5.3％,满足变电站电压允许波动7％的要求;在平行进出线(X)、垂直母线(Y)以及安装高度(Z)方向上工频电磁场衰减速度的正交试验表明,Y方向衰减速度最为显著,220/110 kV侧分别在(2,10,2)m和(1.5,6,2)m处获得最佳安装位置方案.研究结果为进一步研究工频电磁场的变化特性和变电站二次设备安装路径优化提供一定的理论参考.     

沙漠区域输电线路绝缘子风偏运动分析

为研究沙漠区域输电线路绝缘子风偏的灾害机理,采用视频图像分析和光纤光栅位移传感器获得绝缘子风偏振动运动过程.研究结果表明:绝缘子风偏整个运动过程包含无规律的风偏运动和抖振运动,风偏幅度与风速值之间强相联,风偏值为1～3 m/s,抖动值为-400～400 mm;风的垂直分量引起绝缘子风偏向上运动,风的水平分量导致导线水平运动,运动过程直接加剧连接金具的磨损.研究结果为沙漠区域绝缘子风偏的灾害防治提供参考.     

基于虚拟同步补偿器的常规风电场“场站级”电压源型协同控制策略

为解决“双高”系统电压源缺失性及惯性和阻尼不够带来的电压稳定性问题，研究人员以构网变流器控制加储能技术为切入点，提出了风电场交流侧配备虚拟同步补偿器的解决方案。在直流侧配备储能，需要对整个风电场换代升级，经济性较差；在交流侧配备虚拟同步补偿器，虽升级简单，但采用独立控制策略，未从根本上解决新能源场站整体表现为电压源特性的问题。因此，文中提出了一个基于超级电容储能的虚拟同步补偿器协同控制方案，并充分考虑了超级电容储能容量的限制作用，该方案的有效性和可行性在MATLAB/Simulink仿真平台中进行了验证。结果表明：通过协同控制风电场与虚拟同步补偿超级电容的出力，能够在保证设备安全运行的前提下，整个风电场站表现出电压源特性，同时可为对风电场提供阻尼支撑作用。可见，超级电容额定功率为15%的风机额定功率时，其协同控制效果即可实现最佳风电波动性抑制和阻尼性能。