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期刊信息/Journal information
华北电力大学学报(自然科学版)
华北电力大学学报(自然科学版)

阎维平

双月刊

1007-2691

journal@ncepu.edu.cn

0312-7522435

071003

北京市德胜门外朱辛庄北农路2号

华北电力大学学报(自然科学版)/Journal Journal of North China Electric Power University北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由华北电力大学主办的自然科学学术性期刊，国内外公开发行，季初月出版。本刊以马列主义、毛泽东思想和邓小平理论为指导，以促进科学技术发展、培育科技人才和为社会主义现代化建设服务为宗旨，主要报道有关火力发电、供电及管理方面的最新研究成果，介绍国内外电力科技发展动态，内容包括：发电厂设备的运行与控制、电力系统自动化、继电保护、节能技术等。本刊立足本学校，面向全社会，作者和读者群体由与上述专业有关的教学、科研、生产等领域的从业人员组成。对国家、省（部）级自然科学基金资助项目、重点攻关项目的论文优先刊登。
正式出版
收录年代

    计及机组碳排放特性的抽蓄辅助燃煤机组深度调峰的低碳经济调度

    林俐周龙文郑馨姚
    1-10页
    查看更多>>摘要：在含高比例风电的电力系统中,由于灵活性电源占比小,燃煤机组需要频繁地深度调峰,将会导致系统低碳经济运行水平降低.据此,分析不同负荷率下锅炉、汽轮机等辅机系统以及脱硫脱硝工艺对燃煤机组碳排放的影响,研究其各调峰阶段的碳排放特性,以此建立考虑深度调峰的燃煤机组全过程碳排放强度计算模型;针对抽蓄机组利用率低的现状,提出一种基于低碳调用系数的抽蓄辅助燃煤机组深度调峰的低碳经济调度策略;进而建立以系统总运行成本最小为目标的低碳经济调度模型.最后,基于改进的IEEE 39节点算例进行仿真分析,验证了所提模型的可行性,且结果表明所提策略能有效提高抽蓄的利用率、降低燃煤机组的深度调峰能耗与碳排放,实现系统的低碳经济运行.

    燃煤机组碳排放特性深度调峰抽水蓄能低碳经济调度低碳调用系数

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    考虑冬季供暖的风电—CSP电站联合参与现货市场运行策略

    李志伟丛志涵胡文昊赵书强...
    11-20,73页
    查看更多>>摘要：随着"双碳"目标的提出,以风电为代表的可再生能源参与电力现货市场已是大势所趋.但由于具有不确定性和波动性,风电在市场中常处于不利地位.风电与具有灵活调节能力的光热电站(Concentrated So-lar Power,CSP)联合能够减少实时出力偏差,进而降低不平衡成本.基于此,本文针对风电—CSP电站联合参与现货市场的运行策略开展研究.首先,对风电—CSP电站联合参与现货市场的机理进行分析,在此基础上,以经济性最优为目标,综合考虑供电收益、冬季供暖收益和不平衡惩罚等因素,提出了考虑冬季供暖的风电—CSP电站联合参与电力现货市场运行策略,并基于Shapley值法对联盟收益进行分配,最后分析了储热容量对联盟收益的影响.算例表明所提联合运行策略能够充分利用CSP电站灵活性,显著提高双方收益,减少弃风损失.

    竞标策略CSP电站风电消纳冬季供暖

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    10 kV配网耐张型复合绝缘横担研究综述

    刘云鹏李浩义周松松唐力...
    21-34页
    查看更多>>摘要：复合绝缘横担具有轻质高强、绝缘可靠性高且防雷效果优异等特点,正逐步在10 kV配电线路中得到推广应用.围绕配网耐张型复合绝缘横担结构设计、耐久性研究及性能测试三个问题,首先综述10 kV配网耐张型复合绝缘横担的发展现状,指出研究必要性,进而针对其设计依据、现有设计型式、以疲劳振动老化为代表的耐久性研究进展及关键性能测试与评估展开论述,同时分析目前存在的问题及有待解决的困难,最后结合应用情况进行总结与展望,以期为配网耐张型复合绝缘横担的结构优化、性能提升以及后续大规模应用提供参考.

    复合绝缘横担耐张结构10kV配网疲劳振动老化结构设计性能测试

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    极不均匀电场中叠层间位芳纶纸和纤维素纸的局部放电特性对比分析

    律方成杨瑞宋景萱吴雨舟...
    35-44页
    查看更多>>摘要：间位芳纶纸具有优异的绝缘强度和耐热性,是纤维素纸的理想替代品.为研究干式工况下间位芳纶纸对纤维素纸的可替代性,对比了叠层间位芳纶纸和纤维素纸在极不均匀电场中的击穿强度,并对叠层间位芳纶纸与纤维素纸开展了阶梯升压和恒定电压下的局部放电测试.结果表明,极不均匀电场中间位芳纶纸的干式击穿电压约为纤维素纸的2倍,且随着叠层数的增长,二者的击穿强度差异性变小;升压局放中,在电场强度低于两种绝缘纸各自击穿强度的50％时,两种绝缘纸的放电特征相近,进一步提高电场强度后,间位芳纶纸出现了更剧烈的沿面放电,放电量约纤维素纸的6倍;恒压局放中,间位芳纶纸在放电起始阶段放电更为剧烈,最大放电量在6 500～43 000 pC之间变化,而后在6 500 pC上下小幅度波动,临近击穿时最大放电量剧增到49 966.9 pC.局放使间位芳纶纸呈现更加严重的纸张缺陷,这源于击穿对短切纤维与浆粕界面的破坏导致浆粕脱落及损伤.

    间位芳纶纸纤维素纸击穿局部放电

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    无功优先控制对风电场集电线保护影响分析及改进措施研究

    姜君王增平王彤吴英姿...
    45-55页
    查看更多>>摘要：电网电压跌落时能够向系统提供无功支撑是对并网风电机组的基本要求.风电机组无功支撑对故障电流有着直接影响,可能使集电线电流速断保护灵敏度下降,同时可能使保护失去选择性.文章首先根据双馈异步电机(double feed induction generator,DFIG)数学模型及无功电流支撑原理,分析了浅、深度故障运行下DFIG分别通过转子侧变流器(rotor-side converter,RSC)与网侧变流器(grid-side converter,GSC)调节输出无功对故障电流的影响.针对DFIG无功优先控制可能造成集电线电流速断保护灵敏度降低以及其与箱变熔断器失去配合的问题,提出了在DFIG无功优先控制计算整定初值基础上根据集电线电压跌落程度附加自适性补偿量的定值调整方法.通过仿真验证,表明整定值改进后能够在保证全线速动的前提下大幅提升保护的选择能力.

    继电保护无功优先双馈异步电机电网故障变流器集电线箱变熔断器

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    混合式潮流控制器关键参数设计与控制策略研究

    杨鹏梁纪峰董靓媛刘欣...
    56-65页
    查看更多>>摘要：随着分布式光伏等新能源接入电网的规模快速增长,给新能源电力汇聚、疏散、消纳和电网潮流优化控制带来严峻挑战.基于电力电子技术的柔性交流输电系统装置可有效提升输电网络的传输容量,由大容量Sen 变压器(sen transformer,ST)和小容量统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)组成的混合式潮流控制器(hybrid unified power flow controller,HPFC)在实现潮流连续调节的基础上,能够有效提升装置的经济性,具有很好的应用前景.为了确保HPFC调节潮流的准确性和可靠性,给出了 HPFC容量分配的一般性方法及其主电路参数确定方法;为解决ST机械有载分接开关和UPFC电力电子开关二者响应速度的协调问题,提出了一种基于预测电流控制的潮流控制策略,并在Simulink中搭建220 kV双回线路及三机九节点系统进行仿真.仿真结果验证了 HPFC容量分配方法正确有效,且预测电流控制策略能够合理计算抽头位置,减缓过渡电流对HPFC控制系统的冲击,使系统功率快速调节至目标值.

    潮流调节混合式潮流控制器Sen变压器主电路参数预测电流控制

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    基于Kmeans聚类的配网变压器绕组材质辨识算法

    尹忠东陈俊晔沈子伦付瑜...
    66-73页
    查看更多>>摘要：近年来由于日益白热化的配电变压器市场竞争,不少中小型企业"以铝代铜"生产变压器,对电力系统的稳定性留下隐患.当前变压器材质无损辨识方法和技术欠缺,而谐波电阻法所需设备简便、成本低,有很高的工程实用价值,但缺乏科学严谨的算法支撑.为了准确高效地对变压器绕组材质进行辨识,在已有研究的基础上提出了一种基于Kmeans聚类的辨识算法,并对算法进行了优化.该方法对统计得到的变压器绕组谐波电阻进行聚类分析,再通过方差选择法、主成分分析(PCA)降维对算法进行优化,验证了优化算法的可行性,并利用优化算法展开现场应用.分析结果表明该算法能准确地鉴别变压器绕组材质,有广阔的工程应用前景.

    谐波电阻变压器绕组方差选择法Kmeans聚类PCA降维

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    气隙偏心对同步发电机定子绕组温升特性的影响

    何玉灵张文浩孙凯杨培杰...
    74-84页
    查看更多>>摘要：为了分析同步发电机气隙偏心对定子绕组的铜耗及温升的影响规律.首先理论推导了正常情况和偏心下的磁通密度及相应的铜耗,分析了绕组的温升特性;然后建立了 CS-5型故障模拟发电机的三维有限元模型,计算得到了发电机在不同负载和不同故障程度下定子绕组的铜耗和温度变化规律;最后在CS-5型故障模拟发电机上对定子绕组温度进行了实测,所得实验结果和仿真数据与理论分析结论基本一致.研究发现:定子绕组直线段温度高于端部温度;定子绕组的铜耗和温度在气隙偏心工况下均高于正常情况,且随着偏心量和负载的增加呈现升高趋势;在静偏心下靠近小气隙一侧的绕组温度高于其他部位.

    同步发电机气隙偏心气隙磁密损耗定子绕组温度

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    轴向磁场永磁同步电机耦合故障特征分析

    兰晓阳邓明星许小伟王亚玮...
    85-92页
    查看更多>>摘要：轴向磁场永磁同步电机在潮湿、高温和振动的环境长时间运转,容易出现匝间短路和永磁体退磁耦合故障.为了实现对耦合故障产生的信号进行特征分析.首先从电机工作原理入手,建立了电机三维有限元模型,并通过对比实验数据和仿真结果,确定了所建电机模型和实际电机相符合.然后结合simplorer实现了有限元模型对匝间短路故障、永磁体退磁故障和耦合故障的模拟.最后,对比了不同故障状态下电机模型的电磁转矩、感应电势和故障相电流等特征量,并分析了特征量各阶次谐波含量的变化.研究结果确定了有效区分单一匝间短路故障、单一永磁体退磁故障和耦合故障的特征量分别为感应电势分数次谐波含量和故障相电流出现的周期为极对数的电流脉动,为该类电机故障特征分析提供一定的参考依据.

    轴向磁场永磁同步电机特征分析匝间短路故障永磁体退磁故障耦合故障

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    异步风电机组轴系模型稳定性及参数稳定域分析

    刘昊天卢占会
    93-99页
    查看更多>>摘要：风力发电是近年来我国电力系统发展的热门领域,风电系统的稳定性的研究成为重要的课题.异步风电机组轴系模型由风力机、轴系、异步发电机等部件组成,准确分析和研究模型运行的稳定性显得尤为重要.在已有的异步风电机组五质量块轴系模型的基础上,将模型进行约化,并考虑到模型中某些运行参数在实际系统中可能是在一定范围内变化的不确定值,利用动力系统稳定性的相关理论,借助Gersgorin圆盘定理等工具,讨论当模型处于稳态时,找出不改变模型稳定性的参数稳定域的一种方法,该方法为研究含异步风电机组的电力系统的失稳问题提供了参考.最后通过算例验证了结论的有效性.

    异步风电机组稳定性五质量块模型Gersgorin圆盘定理参数稳定域

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