随着智能电网的发展,主要由变压器和开关构成的传统配电网结构将会改变,功率转换系统将作为更为核心的角色并实现更为系统性的功能。首先论述智能电网中功率转换技术的研究意义;在此基础上,对传统功率转换技术的局限性以及新一代高频隔离功率转换技术的概念和发展特点进行全面阐述。其次,从系统层面介绍国内外关于高频隔离功率转换技术的典型研...
模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）具有效率高、谐波小、模块化设计、易级联等优点,在高压大容量电能变换领域得到了日益广泛的应用。作为一种先进的控制策略,模型预测控制（model predictive control,MPC）通过目标函数可同时控制多个系统变量,具有建模直观、动态响应快等优点。传统MMC模型预测控制通过计算所有开关状态...
基于模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）的柔性直流输电系统（flexible high voltage DC transmission based on MMC,MMC-HVDC）,在可再生能源的远距离电力输送方面富有潜力。直流线路故障是MMC-HVDC必须解决的关键问题。提出一种具有直流故障穿越能力的MMC改进拓扑。该拓扑基于二极管嵌位式双子模块,利用子模块电容电压来...
以电弧炉负荷的综合补偿为背景,研究角接链式静止同步补偿器（static synchronous compensator,STATCOM）的环流控制方法。针对不对称电网电压下STATCOM补偿效果不理想的问题,从理论上分析电网电压负序分量与补偿偏差之间的关系。在此基础上提出一种基于网侧电流闭环的STATCOM环流控制方法,能够有效抵御不对称电网电压,消除负序电压造成的补偿偏...
可再生能源发电系统由于受环境因素的影响,其输出电压范围较宽,需要逆变器能够适应宽范围的电压输入。双Boost逆变器能够实现单级升降压逆变,具有电路结构简单、功率器件少等优点。然而传统的调制策略中所有功率开关在整个工频周期中均处于高频开关状态,同时承受较大的电压电流应力,导通损耗和开关损耗大,系统效率低。提出一种半周期调制策略,使...
提出一种副边侧LLC谐振的直流变换器拓扑。原边4个开关管采用一种桥型结构,并利用增加的一个储能电容Cc实现原边同时具有两个电流回路,达到两个变压器原边绕组并联工作而高频谐振电流均流的目的。副边采用倍压结构,利用变压器漏感、励磁电感和倍压电容构成LLC谐振来传递能量。原边开关管能实现零电压开通,且关断时的励磁电流小。副边两个二极管...
向电网传送有功电能的并网逆变器结构简单,但不能控制和改善电网中的电能质量。针对分布式发电中源/荷的不确定性问题,该文基于配电网静止同步补偿器（distribution static synchronous compensator,DSTATCOM）,采用类似于交流电机磁链观测的方法,构造出虚拟电机磁链作为逆变器的定向矢量,既能省掉交流侧电压传感器,又能滤除一部分谐波;同时,abc...
换流回路杂散电感和其中的di/dt共同作用,会使得开关器件在关断瞬态过程中,承受很高的感应电压尖峰,增大器件的电应力、增加系统开关损耗和电磁干扰,同时会使输出电压中包含大量高次谐波,影响系统性能。因此需要对包含换流回路在内的线路杂散电感进行准确计算,这其中以母排杂散电感最为关键。该文在对现有多种杂散电感提取方法进行分析比较的基...
磁动势与电磁转矩谐波特性的准确计算是对发电电动机起动运行性能进行分析的前提。在发电电动机静止变频器起动低频运行物理过程分析的基础上,建立了此运行阶段电流计算的精确模型,通过实例对电流谐波特性进行了定量计算;然后以此模型推导出了计及时间谐波影响的定子磁动势表达式,分析了不同时间谐波对定子基波磁动势的影响。最后,在计及转子凸...
针对开关磁阻起动/发电机中存在的机械磨损问题以及传统磁悬浮开关磁阻电机中存在的强耦合问题,该文研究一种新型的双定子磁悬浮开关磁阻起动/发电机。就其基本机构、起动/发电原理、电磁特性等方面,与混合定子磁悬浮开关磁阻电机进行了比较,验证了其主绕组与悬浮力绕组以及两自由度悬浮力绕组之间具有的自解耦特性,并且推导了系统的数学模型,介...
双馈感应发电机（double fed induction generator,DFIG）作为当前应用最广泛的风力发电机,其特殊的结构设计使其暂态运行特性十分复杂。目前针对DFIG暂态特性的研究,只有少量文章分析了机组的谐波特性,特别是由转子励磁电源产生的机组谐波电流还鲜有文献提及。该文对电压不对称跌落下DFIG转子低频谐波电流的特性进行研究。考虑转子侧变流器的励...
为了更完善、更准确地研究系统扰动对大型发电机及电网的影响,建立了机–场–路–网耦合时步有限元仿真模型,实现了多段集中质量块弹簧机械轴系–电机二维瞬态电磁场–外电路–电网的全面耦合。模型不仅充分考虑了动态过程中不同时刻电机内电磁场畸变、饱和、涡流集肤效应及输变电系统参数等重要因素的影响,同时还进一步详细考虑了机械轴系的动...
新型混合励磁磁通切换型磁阻电机（hybrid excitation flux switching motor,HEFSM）中电枢绕组、励磁绕组、永磁体三者所产生的磁场相互耦合,建立动态数学模型比较困难。为分析该电机的动态特性,该文提出一种构造三维非线性等效电感的方法,该方法是在将永磁体与励磁绕组的作用效果等效为一个整体励磁激励的基础上,利用傅里叶级数拟合单一电感曲...
提出一款三棱柱形直线超声电机。电机定子为由二片压电陶瓷片黏接在三棱柱结构的弹性体上构成。每片压电陶瓷片产生的空间激励力都与两个工作模态的振动方向有一夹角,单片陶瓷片即能激励出两个工作振动模态,而且两者振动响应存在一个相位差。研究了电机定子驱动机制模型,推导了电机单相、两相激励时驱动质点的运动轨迹,分析了电机单相、两相驱动...
研究了一种新型风力发电机系统,包括发电机、调速电机、行星齿轮和风力机,发电机与太阳轮连接,调速电机与内齿圈连接,风力机轴与行星架连接。分析了不同工况下两台电机的工作模式与功率流的变化,针对此种结构提出一种全风况下转速转矩模式控制策略,低于额定风速时调速电机转速控制能够实现发电机恒频并网,高于额定风速时通过控制调速电机转矩限...
该文提出了一种直流–直流自耦变压器的拓扑,用于互联两个电压等级不同的高压直流系统。常规的隔离型直流–直流变换器一般需要经过直流–交流–直流两级交/直变换,两个互联的直流系统之间没有直接的电气连接,而直流自耦变压器所互联的两个直流系统之间有直接的电气连接,只有部分互联功率需要经过两级交流/直流变换。为此,直流自耦变压器所使用...
直流气体绝缘金属封闭输电线路（gas insulated transmission line,GIL）在一些特殊环境下可替代部分架空输电线路或电缆提高输电走廊选择的灵活性。影响直流GIL中绝缘子水平的关键因素有氧化铝填料比例、自由导电微粒等。该文对SF6气体中,负极性直流电压下不同氧化铝含量（250～400 phr）的环氧绝缘子在准均匀场和极不均匀场下的沿面绝缘特性和...
空气间隙的放电特性参数具有统计特性,采用数理统计和有限元数值仿真两种方法对空气间隙的放电特性开展了研究。数理统计结果显示：下棒电极高度对棒–棒长空气间隙的50%负极性操作冲击放电电压有一定的影响;20/2 500μs操作冲击电压作用下,棒–棒间隙和棒–板间隙的平均击穿时间基本出现在波尾;80/2 500s操作冲击电压作用下,棒–棒间隙和棒–板...
研究大电流真空电弧形态和等离子体参数的演变过程对于进一步理解真空电弧具有重要意义。该文采用Ansys计算分析了真空灭弧室中杯状电极和1/3匝线圈电极间的纵向磁场。分别计算了在峰值时刻,电弧初始扩散2ms内电极间的纵向磁场分布。计算结果表明,杯状电极间纵磁呈钟形分布而线圈式电极类似马鞍形分布。在电弧初始扩散阶段,电极间纵向磁场很弱,...
绝缘气隙的存在会加速换流变压器油纸绝缘的老化,不同于交流变压器,换流变压器内部绝缘长期处于交直流叠加电压的共同作用,放电现象有明显区别。该文搭建了一套交直流叠加电压作用下油纸绝缘局部放电检测试验平台,对油纸绝缘内部气隙放电过程进行长期监测,根据局部放电特征变化规律将局部放电过程归纳为3个阶段,总结了各阶段局部放电的统计特征,...
光电集成电场传感器在电场测量领域发挥着日益重要的作用,研究其介入对待测电场的影响对提高测量结果的准确度具有重要意义。搭建了研究光电集成电场传感器介入测量的实验系统,利用该系统对高压领域的4种典型电极（板–板电极,球–板电极,线–板电极和棒–板电极）进行了实验研究,并建立模型、进行仿真计算。实验仿真结果均表明：当传感器中心与...
为了阐明液体电介质在冲击电压作用下空间电荷的动态过程及其对电介质击穿性能的影响,采用基于克尔电光效应的方法,测量了在操作冲击电压作用下碳酸丙烯酯液体电介质中空间电荷的注入与输运过程。实验结果显示了碳酸丙烯酯在电场作用下强烈的空间电荷效应,双极同极性电荷注入加强了对极板的屏蔽作用,降低了电极附近的电场,从而提高了平板电极间...
聚酰亚胺薄膜因其优良的电气、机械及热性能已在各种绝缘线缆中得到广泛应用。然而,环境应力可能会造成聚酰亚胺降解,从而降低其绝缘性能。以聚酰亚胺普通薄膜和聚酰亚胺纳米薄膜为测试对象,研究了单层膜、双层膜及三层膜在不同温度下的击穿特性,分析了水分对聚酰亚胺薄膜击穿场强的影响机制。结果表明：普通膜和纳米膜的击穿强度均随试验温度的...
与传统的滤油机热油循环方法相比,短路法具有热量从绝缘内部产生、加热效率高、干燥处理效果理想等优势,适用于特高压换流变等大型变压器的现场加热。但工频电流短路加热装置工作电压高、组成设备多、体积重量大,运输、安装、布置复杂,在变电站现场使用极不方便。为充分发挥短路法加热变压器高效、快速的优势,研制了基于超低频正弦波脉宽调制技...
为揭示覆冰分裂导线舞动响应随双参数同时变化的规律,建立了覆冰分裂导线面内、面外和扭转耦合的非线性运动模型,并利用Galerkin积分、Routh-Hurwitz判据准则分析了覆冰导线在参数空间中的稳定域和非稳定域。以风速和风攻角为分岔参数,应用中心流形降维方法获得了原系统在平衡点附近的约化系统。采用将分岔参数视为系统状态变量的方式,把含参数...
超、特高压线路雷电屏蔽性能的科学评估方法是电力系统防雷研究的前沿课题之一。现有输电线路雷电先导发展模型中上行先导起始未考虑流注空间电荷影响、假设发展速度为恒值,且未考虑杆塔、线路实际三维结构对雷电屏蔽性能的影响。针对上述不足,该文研究建立了考虑流注空间电荷屏蔽作用的输电线路上行先导起始和发展全过程的动态仿真模型,开展了3...
中国时有输电线路的风灾破坏事故发生。作为一种典型的风振敏感结构,作用于杆塔结构上的输电线风荷载往往是线路设计中的控制荷载。从结构风工程原理出发,对中英美三国典型线路风荷载规范的理论基础、计算方法及取值原则做深入解析和比较,全面考察基本风速、风剖面、紊流度、空间相关性、随机脉动效应、档距及高度等因素对输电线风荷载计算的影...
能源互联网是能源技术与互联网信息技术相结合的产物，涉及众多行业和技术的变革，是跨越多学科领域的综合系统工程。作为其核心的学科领域，能源互联网对电工学科的发展带来巨大的机遇和挑战，是电工学科未来发展的一个新方向。能源互联网将推动分布式发电、可再生能源、储能、新型电力电子器件、直流输电、电工新材料、电动汽车等关键技术领域...
2014年即将过去，在此，《中国电机工程学报》编辑部全体同仁向支持本刊工作的广大作者致以最衷心的感谢和最诚挚的问候12014年《中国电机工程学报》共收到来稿3800余篇，刊登来自117个单位的共781篇论文，其中多数论文具有较高的学术水平，为本刊打造国际知名、国内一流的高水平学术科技期刊发挥了重要作用。现将2014年我刊第一作者单位的统计...
2014年即将过去，2015年的钟声即将敲响，值此新年之际，《中国电机工程学报》编辑部全体同仁向为本刊付出辛勤汗水与智慧的审稿专家致以最崇高的敬意和衷心的感谢12014年，在所有动力与电力工程类期刊中，《中国电机工程学报》连续多年学科总被引频次、学科影响指标、综合评价总分排名第一，有3篇论文入选“中国百篇最具影响国内学术论文”；连...
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