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电力系统摇摆方程的侵入式谐波解及分析
1
作者 李京 甘德强 +2 位作者 倪秋龙 周靖皓 曹建伟 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期2022-2030,I0061,I0063,I0064,共12页
开展了大干扰背景下电力系统摇摆方程的侵入式谐波解研究。首先,针对二次微分代数系统的初值问题,提出了系统化的二次型谐波平衡方法;其次,将电网运动方程映射至解耦空间,扩展了摇摆方程的高阶分块解耦形式,并借助二次型谐波平衡方法,... 开展了大干扰背景下电力系统摇摆方程的侵入式谐波解研究。首先,针对二次微分代数系统的初值问题,提出了系统化的二次型谐波平衡方法;其次,将电网运动方程映射至解耦空间,扩展了摇摆方程的高阶分块解耦形式,并借助二次型谐波平衡方法,给出了摇摆方程的侵入式谐波解;然后,基于该谐波解分析了电网稳定运动形态特征的数学机理,建立了电力系统暂态稳定的非线性状态-输出方程;最后,单机无穷大系统、IEEE 3机9节点系统的仿真算例进一步验证了所提方法及理论分析的有效性。 展开更多
关键词 摇摆方程 功角动态 谐波平衡法 暂态稳定
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基于传递函数矩阵频域特性的原动机侧强迫振荡源定位方法 被引量：9
2
作者 栾某德 吴晶莹 +1 位作者 李尚远 甘德强 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第17期84-91,共8页
原动机和调速系统(原动机侧)的周期性扰动是引发强迫振荡的主要原因。基于扩展的多机Phillips-Heffron模型,推导了从原动机侧扰动到发电机机械功率的传递函数矩阵,并证明该矩阵在正常参数范围内是主对角占优的。据此,对于原动机侧周期... 原动机和调速系统(原动机侧)的周期性扰动是引发强迫振荡的主要原因。基于扩展的多机Phillips-Heffron模型,推导了从原动机侧扰动到发电机机械功率的传递函数矩阵,并证明该矩阵在正常参数范围内是主对角占优的。据此,对于原动机侧周期性扰动、故障及参数异常等引发的振荡,具有最大机械功率功率谱密度的发电机原动机及调速器就是可能的扰动源;在考虑了励磁和负荷侧扰动源对机械功率的影响后,推导了从励磁和负荷侧扰动到机械功率的传递矩阵,从理论上证明了将机械功率功率谱密度最大的发电机定位为扰动源是准确合理的。10机39节点算例和华北电网算例验证了所提定位方法的有效性与可行性。 展开更多
关键词 强迫振荡 扰动源定位 传递函数矩阵 主对角占优 机械功率 低频振荡 电力系统稳定
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基于模型响应功率谱密度预测的强迫振荡扰动源设备定位法 被引量：3
3
作者 栾某德 甘德强 +2 位作者 李振垚 许昊 李尚远 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2022年第22期111-119,共9页
现代同步电网中频发的强迫振荡问题,对系统稳定运行构成了严重威胁。为消除强迫振荡,并避免直接切除扰动源发电机,精准地定位扰动源所在发电机及相应的控制设备具有重要的研究意义。文中给出了发电机的模型响应定义,并构建了其关系式;... 现代同步电网中频发的强迫振荡问题,对系统稳定运行构成了严重威胁。为消除强迫振荡,并避免直接切除扰动源发电机,精准地定位扰动源所在发电机及相应的控制设备具有重要的研究意义。文中给出了发电机的模型响应定义,并构建了其关系式;在此基础上,提出了应用发电机边界数据对模型响应的功率谱密度进行预测的原理。针对扰动源和非扰动源发电机响应的不同构成,提出了根据预测的模型响应功率谱密度和实际功率谱密度的匹配性质来实现扰动源发电机定位的方法;进一步,可根据发电机不同位置的扰动源造成不同控制响应的模型响应功率谱密度和实际功率谱密度不匹配程度的显著差异,精确地定位产生扰动源的具体控制设备。10机39节点系统和华北电网的仿真结果验证了所提定位方法的正确性和适用性。 展开更多
关键词 强迫振荡 扰动源定位 模型响应 功率谱密度预测 电力系统
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基于观测器信号灵敏度差异化设计的强迫振荡扰动源定位 被引量：3
4
作者 栾某德 甘德强 李尚远 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2021年第22期95-104,共10页
强迫振荡主要由发电机侧的扰动源引起,解决强迫振荡的根本途径为定位扰动源发电机并切除。文中提出基于观测器信号的灵敏度差异化设计法进行扰动源定位,利用广义KYP引理并根据传递函数矩阵的H_(-)/H_(∞)范数特性,给出观测器残差信号对... 强迫振荡主要由发电机侧的扰动源引起,解决强迫振荡的根本途径为定位扰动源发电机并切除。文中提出基于观测器信号的灵敏度差异化设计法进行扰动源定位,利用广义KYP引理并根据传递函数矩阵的H_(-)/H_(∞)范数特性,给出观测器残差信号对发电机内、外扰动源满足不同灵敏度分配的不等式约束。通过线性矩阵不等式合理优化和搜寻观测器的反馈矩阵,使得观测器残差信号对发电机内部扰动源在有较高灵敏度的同时,对发电机外部的来自电网的强迫振荡不灵敏(解耦),从而根据不同发电机的观测器残差的频谱定位扰动源发电机。10机39节点系统算例和华北电网算例验证了定位方法的有效性、直观性和鲁棒性。 展开更多
关键词 强迫振荡 观测器 灵敏度 线性矩阵不等式
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电力系统低频减载的单调控制特性 被引量：2
5
作者 刘印 陈民权 +2 位作者 李京 张谦 甘德强 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期182-189,共8页
新能源占比的不断提高使得频率稳定问题日渐突出,因此迫切需要研究系统的频率稳定量化评估分析方法,也需对频率安全控制的最后一道防线低频减载进行更深入的分析。将单调控制系统理论运用到低频减载分析过程中,根据单调控制系统的输入-... 新能源占比的不断提高使得频率稳定问题日渐突出,因此迫切需要研究系统的频率稳定量化评估分析方法,也需对频率安全控制的最后一道防线低频减载进行更深入的分析。将单调控制系统理论运用到低频减载分析过程中,根据单调控制系统的输入-输出判定条件,推导单机和多机系统低频减载时频率分别需要满足的保序特性量化关系。此外,分析时采用全状态模型,在保证电网规律性和解析性的同时获得更高的可扩展性,综合频率与功角、电压以及相关参数间的耦合关系。并结合灵敏度分析了电网内部变量之间的相关关系,以指导电网故障时的参数设置。最后,分析目前光伏参与调频的3种常见情况,分别说明单调控制理论的适用性,并通过算例进行验证。 展开更多
关键词 电力系统 低频减载 单调控制 保序 全状态模型 灵敏度
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基于全特征值轨迹多项式逼近的双馈风机并网宽频振荡分析 被引量：1
6
作者 申丹枫 王冠中 +1 位作者 吴浩 甘德强 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期39-49,共11页
高比例新能源接入下的电力系统振荡呈现宽频特性,其阻尼和振荡频率受系统参数影响显著。为避免运行参数变化和控制器参数设置不当造成系统失稳,亟须量化系统振荡模态与参数之间的关系并分析其背后隐藏的机理。文中提出了基于多项式逼近... 高比例新能源接入下的电力系统振荡呈现宽频特性,其阻尼和振荡频率受系统参数影响显著。为避免运行参数变化和控制器参数设置不当造成系统失稳,亟须量化系统振荡模态与参数之间的关系并分析其背后隐藏的机理。文中提出了基于多项式逼近的全特征值轨迹计算方法,通过一系列多项式基函数的线性组合来准确描述系统所有特征值与多个参数之间复杂的隐式函数关系,得到特征值变化轨迹的显式表达式。针对双馈风机并网系统进行了详细电磁暂态建模,以单机无穷大系统和风火打捆外送系统为例,验证了所提方法的准确性,并利用特征值轨迹显式表达式分析了线路串补度、转子侧控制器比例和积分系数等重要参数对双馈风机并网系统次同步振荡、低频振荡等关键模态的影响。 展开更多
关键词 双馈风机 并网 特征值轨迹 宽频振荡 多项式逼近 小扰动稳定性
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基于单调系统理论的光伏并网系统暂态电压稳定性分析 被引量：2
7
作者 王波 朱晓杰 +3 位作者 李振垚 甘德强 廖圣文 贺旭 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期19-29,共11页
随着新能源机组大量并网,现代电力系统电压稳定问题日益突出,亟需有效的电压稳定分析方法。基于单调系统理论,对光伏并网的电力系统电压稳定性进行了分析。通过模块化求导方法,证明了电力系统暂态电势子系统的雅可比矩阵符号特性满足互... 随着新能源机组大量并网,现代电力系统电压稳定问题日益突出,亟需有效的电压稳定分析方法。基于单调系统理论,对光伏并网的电力系统电压稳定性进行了分析。通过模块化求导方法,证明了电力系统暂态电势子系统的雅可比矩阵符号特性满足互联单调系统条件,进而基于互联单调系统小增益定理对电力系统暂态电势子系统进行稳定性分析,并采用增益函数雅可比矩阵谱半径作为系统平衡点渐近稳定性的判据。借助特殊矩阵论,量化分析了部分电网参数对增益函数雅可比矩阵谱半径的影响,以此作为变流器控制参数设置的理论依据。在10机39节点系统中对上述结论进行了验证。仿真算例结果表明运行在单位功率因数下的跟网型变流器会增加谱半径对同步发电机参数的灵敏度,并导致系统鲁棒性变差;构网型变流器的无功功率-电压下垂系数的增加和出口电抗的减小能够增强系统的电压稳定性。 展开更多
关键词 光伏发电 电压稳定 单调系统 小增益定理
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基于最小特征轨迹的电力系统稳定器参数整定方法 被引量：1
8
作者 许昊 甘德强 +2 位作者 黄润 张杰 黄伟 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期134-143,共10页
电力系统中低频、超低频等振荡的发生会威胁电网的安全稳定运行。电力系统控制器的参数设置直接影响系统低频和超低频振荡等小干扰问题的稳定性。为分析控制器参数对于稳定性的影响,从频域角度提出了一种基于最小特征轨迹的小干扰稳定... 电力系统中低频、超低频等振荡的发生会威胁电网的安全稳定运行。电力系统控制器的参数设置直接影响系统低频和超低频振荡等小干扰问题的稳定性。为分析控制器参数对于稳定性的影响,从频域角度提出了一种基于最小特征轨迹的小干扰稳定分析方法。首先,建立转子回路的紧凑形式Heffron-Phillips模型,并根据特征轨迹得到频域稳定裕度表达式;然后,对该稳定裕度进行灵敏度分析,实现了参数对稳定性影响的量化分析。此外,基于该方法对励磁模式进行了分析,并从理论层面解释了电力系统稳定器增益存在上界的原因,同时,给出了励磁模式频率及电力系统稳定器临界增益求解方程。最后,提出了一种控制器参数整定方法,并通过算例验证了所提方法的有效性与实用性。 展开更多
关键词 电力系统稳定器 参数整定 最小特征轨迹 灵敏度 频域稳定裕度 励磁模式
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含光伏电网的电压–无功雅可比矩阵结构特征及电压稳定性分析 被引量：1
9
作者 郝文清 黄志光 +5 位作者 陆建宇 周毅 廖圣文 王雪一 陈民权 甘德强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1719-1729,共11页
该文推导出含光伏电网的电压-无功雅可比矩阵,发现存在特定结构特征,进一步结合特殊矩阵理论,分析光伏机组接入后的电网电压稳定特性。相关解析结果表明,单节点的电压-无功灵敏度与广义短路容量的倒数相一致,而多节点的电压-无功雅可比... 该文推导出含光伏电网的电压-无功雅可比矩阵,发现存在特定结构特征,进一步结合特殊矩阵理论,分析光伏机组接入后的电网电压稳定特性。相关解析结果表明,单节点的电压-无功灵敏度与广义短路容量的倒数相一致,而多节点的电压-无功雅可比矩阵则与节点阻抗矩阵的虚部具有一致性。同时,借助矩阵论以及代数图论,明确电压-无功雅可比矩阵符号全正与分块对角占优,解释了现有工程认识:增加光伏机组无功出力,所有节点电压均会抬升,且对近区电压幅值的影响要远远大于远区。通过论证电压-无功雅可比矩阵元素值与电气距离之间的衰减关系,指出随着节点之间电气距离的增加,电压-无功的相互影响程度减弱。最后,结合实际电网算例结果验证该文理论分析的有效性。 展开更多
关键词 光伏发电 电压–无功雅可比矩阵 电压稳定 分块对角占优 电气距离
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基于全状态模型的自同步电压源并网系统频率稳定分析 被引量：1
10
作者 李振垚 甘德强 +1 位作者 栾某德 何国庆 《中国电力》 CSCD 北大核心 2023年第5期182-192,共11页
使用自同步电压源控制方式的新能源是提升高比例新能源电力系统频率稳定的重要措施。针对自同步电压源并网系统,基于近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解得到系统频率相关特征量与系统参数的量化关系。首先,将频率稳定问题转... 使用自同步电压源控制方式的新能源是提升高比例新能源电力系统频率稳定的重要措施。针对自同步电压源并网系统,基于近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解得到系统频率相关特征量与系统参数的量化关系。首先,将频率稳定问题转化为二次特征值问题,证明了系统惯量减小会降低系统频率惯量响应阶段的抗扰动性。其次,将自同步电压源模型与同步机模型参数进行对应,证明了调速器的作用相当于增加系统阻尼,能够减小受扰动后系统频率的稳态频率误差。然后,提出了一种满足预设频率动态安全要求的自同步电压源新能源虚拟惯量和下垂系数估计方法。最后,在10机39节点算例中验证了所提方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 频率稳定 全状态模型 二次特征值问题 新能源发电 自同步电压源
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计及光伏并网的电力系统频率特性和网络方程电压可解性分析
11
作者 王雪一 郝文清 +3 位作者 李振垚 甘德强 毛荀 倪静怡 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期167-175,共9页
随着新能源大容量并网,电力系统面临转动惯量不足、电压支撑能力弱等问题,电力系统频率和电压稳定问题突出。考虑光伏并网情况,提出了量化电力系统频率特性和网络方程可解性的分析方法。一方面,基于电力系统近似全状态模型,通过状态变... 随着新能源大容量并网,电力系统面临转动惯量不足、电压支撑能力弱等问题,电力系统频率和电压稳定问题突出。考虑光伏并网情况,提出了量化电力系统频率特性和网络方程可解性的分析方法。一方面,基于电力系统近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解,分析了系统参数对频率特征量的影响,证明了在全状态模型下光伏附加频率控制不改变系统惯量但能够增加系统阻尼。进一步,指出系统频率响应主要由主导模式决定,给出了主导特征值的解析计算式。另一方面,聚焦网络方程,分析雅可比矩阵奇异性等值条件,基于实对称矩阵的最小特征值提出一种量化电压可解性的负定性指标。并应用该负定性指标,借助图论分析方法论证了随着电网中光伏渗透率增加,电压可解性下降,电压稳定性恶化。最后,在4机11节点经典算例和实际电网中验证了上述分析方法的有效性。 展开更多
关键词 紧急功率控制 光伏发电 频率特性 网络方程 电压可解性
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2003年国际若干停电事故思考 被引量：253
12
作者 甘德强 胡江溢 韩祯祥 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期1-4,9,共5页
2003年夏秋,国际范围内连续发生了若干大停电事故,引起了国际社会的广泛关注。最近, 各国有关方面已公布了最新的事故调查和分析报告。文中主要介绍意大利大停电、瑞典-丹麦大 停电以及美加大停电事故的分析调查结论,并探讨应对措施。
关键词 停电事故 2003年 电力系统 安全稳定 潮流越限 连锁故障
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暂态稳定预防控制和优化新进展 被引量：29
13
作者 甘德强 辛焕海 +2 位作者 王建全 杜正春 李颖晖 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期1-7,共7页
暂态稳定预防控制和优化近年来吸引了越来越多的研究兴趣,取得了一定进展。文中建立了暂态稳定预防控制和优化问题的数学优化模型,考查了问题的可行域性质,并由此探讨了解的存在性。最后简要综述了现有的计算方法,特别是近年来发展的方法。
关键词 电力系统 暂态稳定 非线性系统 优化 逼近
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联营电力市场的博弈分析:单时段情形 被引量：41
14
作者 甘德强 王建全 胡朝阳 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期71-76,86,共7页
该文介绍一种用于分析联营电力市场(Pool-based electricity market)中竞标行为的博弈模型。此文考虑单时段情形因而所建立的模型适合于实时市场,研究的对象是在纯策略意义下的Nash均衡点。首先,运用多值函数的不动点定理建立了一个均... 该文介绍一种用于分析联营电力市场(Pool-based electricity market)中竞标行为的博弈模型。此文考虑单时段情形因而所建立的模型适合于实时市场,研究的对象是在纯策略意义下的Nash均衡点。首先,运用多值函数的不动点定理建立了一个均衡点的存在性引理。随后刻划了在发电容量相对紧张情况下的均衡点。然后,给出了在某种市场条件下博弈均衡点不存在的例子。为了提高博弈模型的预测能力,文中定义了一种较弱形式的均衡点概念即准均衡点。该文刻划了在发电容量相对充裕情况下的均衡点。文中所建立的模型可以用来进一步说明作者以前提出的一种市场力指标。 展开更多
关键词 电力系统 博弈分析 联营电力市场 单时段情形 电力供应商 电力行业
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广义相位补偿法在接入双馈风机电力系统的稳定器设计中的应用 被引量：9
15
作者 甘德强 刘佳宇 +3 位作者 徐开 孙黎滢 洪敏 辛焕海 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期709-715,共7页
为提高接入双馈风机的电力系统小干扰稳定性,对采用广义相位补偿法的电力系统稳定器(PSS)设计问题进行了拓展研究。基于同步系统中的广义相位补偿法,将广义相位补偿法推广到双馈风机并网系统中。采用广义相位补偿法能较容易地确定PSS的... 为提高接入双馈风机的电力系统小干扰稳定性,对采用广义相位补偿法的电力系统稳定器(PSS)设计问题进行了拓展研究。基于同步系统中的广义相位补偿法,将广义相位补偿法推广到双馈风机并网系统中。采用广义相位补偿法能较容易地确定PSS的安装地点,并且能够分别计算每台同步机的补偿角度。此外,广义相位补偿法还将PSS的增益计算转化为简单的多项式优化问题。研究结果表明:当不稳定系统配置了由广义相位补偿法整定的PSS后,不稳定模态都移动到了左半平面的指定位置,系统小干扰稳定性得到显著改善。因此,应用广义相位补偿法在接入双馈风机的电力系统中进行PSS设计,对提高系统小干扰稳定性是可行、有效的。 展开更多
关键词 双馈异步发电机(DFIG) 风电场 低频振荡 小干扰稳定 相位补偿法 电力系统稳定器(PSS)
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美国新英格兰备用电力市场设计和优化新模型 被引量：17
16
作者 甘德强 胡朝阳 沈沉 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期19-23,共5页
首先介绍了美国新英格兰电力市场备用市场的设计 ,然后提出一种在联营型电力市场中能量和备用调度的联合优化新模型。该模型是一个不可微优化模型 ,能够模拟备用机组的机会成本 ,因此比文献中报道的模型更加全面、完整。文中将联合优化... 首先介绍了美国新英格兰电力市场备用市场的设计 ,然后提出一种在联营型电力市场中能量和备用调度的联合优化新模型。该模型是一个不可微优化模型 ,能够模拟备用机组的机会成本 ,因此比文献中报道的模型更加全面、完整。文中将联合优化模型转化为等价的混合整数优化模型 ,并建议运用分支定界法求解。针对不同的市场设计方案推导了相应的能量和备用的边际成本。讨论了联合优化问题的解的求解方法和最优解的多值性。此外 ,文中还讨论了一种常见的联合优化计算方法 ,并指出其启发性质。研究表明一个包含机会费用的市场设计从结构上讲非常复杂 ,从计算上讲也非常有挑战性。 展开更多
关键词 美国 新英格兰 电力市场 设计 优化 电价 电力工业
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暂态稳定性分析的自动事故选择方法 被引量：14
17
作者 甘德强 王锡凡 +1 位作者 杜正春 王小璐 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 1994年第1期25-30,共6页
提出一种暂态稳定性分析的自动事故选择方法。定义了六种反映事故严重程度的性能指标并给出了相应的算法。各性能指标的计算简单快速，可以作为事故选择的依据。文中还推荐采用事故的最大摇摆角排序表进行事故选择的方法。算例表明，两... 提出一种暂态稳定性分析的自动事故选择方法。定义了六种反映事故严重程度的性能指标并给出了相应的算法。各性能指标的计算简单快速，可以作为事故选择的依据。文中还推荐采用事故的最大摇摆角排序表进行事故选择的方法。算例表明，两种方法分别适用于离线与在线计算的场合。 展开更多
关键词 电力系统 安全性分析 暂态稳定
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电力系统概率暂态稳定性的分析 被引量：12
18
作者 甘德强 王锡凡 王小璐 《中国电力》 CSCD 1994年第4期32-35,共4页
提出一种适用于大型实际电力系统概率暂态稳定性分析的模型和算法。文中对连续变量离散化，并应用条件概率原理计算系统期望失稳频率，采用仿真法计算暂态稳定过程最大摇摆角，并据此判断系统的稳定性。开发了求解线路中点故障网络方程... 提出一种适用于大型实际电力系统概率暂态稳定性分析的模型和算法。文中对连续变量离散化，并应用条件概率原理计算系统期望失稳频率，采用仿真法计算暂态稳定过程最大摇摆角，并据此判断系统的稳定性。开发了求解线路中点故障网络方程的补偿法模型和自动控制进程的大步长快速仿真程序。给出了概率暂态稳定性分析的主要计算步骤。方法准确可靠、计算速度快，能够对以往方法无法处理的大型实际电力系统进行分析计算。 展开更多
关键词 电力系统 概率暂态稳定 稳定性
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统一市场,“一网两制”浅析 被引量：1
19
作者 甘德强 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第9期7-8,共2页
言茂松教授最近提出建设“一网两制”过渡区域电力市场的构想。这似乎是现阶段一个比较现实和必要的选择。这里汇报笔者对“一网两制”的粗浅想法，并介绍一个“一网两制”的实际案例，供大家讨论。
关键词 电力市场 电力生产 国民经济 电价 电力工业 言茂松
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电力工程研究生的数理基础教育
20
作者 甘德强 《现代电力》 2008年第3期I0001-I0001,共1页
关键词 电力工程 基础教育 研究生 电力系统计算 计算技术 学者
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