未来电力系统将以区域交流输、配电网络和直流网络共存的形式存在,直流配电作为直流生态系统中的中间部分,起到以直流的形式承接高压输电网并向负载馈送电力的关键作用,引起人们的广泛关注。在直流配电网发展驱动力分析的基础上,分别介绍直流配电在国内外的发展现状,提出未来交直流混联电力系统、直流配电电压等级序列、直流配电典型应用场景及...
随着新能源的推广和直流负荷的普及,直流微网作为分布式电源更有效率的接入形式,受到了越来越多的关注,而继电保护技术是直流微网发展的关键技术之一,该文旨在系统地介绍国内外直流微网保护技术的研究状况。文章介绍直流领域多种保护设备的发展现状,总结直流微网接地形式的研究成果,针对直流故障电容快速放电、电力电子器件耐故障过电流能力弱的...
三相不控电压源型整流装置（voltage source converter,VSC）在不同电路参数条件下,存在连续和断续两种运行状态。两种运行状态下的VSC谐波产生特性存在较大的差异。为了完整、准确地分析三相不控VSC的谐波产生特性,在已建立的VSC断续工作状态谐波模型的基础上,基于调制理论提出其在连续运行状态的频域谐波模型。该谐波模型具有和断续模型相似的...
用户侧光伏的快速发展给电力系统运行带来了新的挑战,而需求侧响应的参与可在节约用户成本、提高电网运行的经济可靠性等方面发挥积极作用。首先,基于我国分布式光伏相关政策,提出与系统净负荷相关联的用电成本模型,避免采用峰谷电价模型时用户趋向于在电价低谷用电而形成新的负荷高峰。其次,基于博弈论提出针对光伏用户群的需求侧响应模型,并证...
能源互联网是以电为中心,围绕更清洁更经济的发电、更安全更高效的配置、更便捷更可靠的用电,而构建的＂网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动＂的新型能源网络。以此为基础,借鉴＂软件定义＂的思想,基于信息物理融合建模理论,构建以能源交换机和能源路由器为核心的局域能源互联网体系架构,设计能源交换机和能源路由器的核心结构及主要功能,...
电流差动保护广泛用于高压线路主保护。传统线路差动保护受线路分布电容电流及负荷电流的影响较大,可能引起灵敏度降低;且外部故障并发生CT饱和时可能引起误动,而额外引入的CT饱和识别和闭锁措施通常又降低了保护的动作速度与灵敏度。该文提出了利用线路两端电流相角信息的自适应差动保护新原理,该原理同时兼具优异的灵敏性、速动性和安全性。该...
针对高可再生能源渗透率的能源局域网中可再生能源输出不确定性、负载需求波动性和实时电价随机性对能源局域网优化调度的影响,提出了基于随机模型预测控制的能源局域网优化调度方法。通过分析能源局域网系统架构及其各类设备的特性,构建了混合整数二次规划模型的能源局域网能量优化调度目标函数,并运用模型预测控制框架实现该能源局域网的在线...
轻鲁棒优化模型是改善鲁棒优化模型保守性的一种方法,但该模型还存在无法独立求解、计算量较大、不能保证保守性一定改善、约束可能过度违背、不适于对右侧不确定问题进行建模等缺点。针对上述问题,提出一种适用于右侧不确定问题的改进轻鲁棒优化（improved light robust,ILR）模型,并以命题的形式证明了其在保守性改善方面的有效性;然后基于排...
该文以负荷不确定性建模为基础,提出一种静态电压稳定性风险评估方法。负荷不确定性建模分3个阶段进行,其一采用改进模糊C均值聚类方法、Cholesky分解和多维正态分布抽样技术得到初始负荷波动模型;其二基于蒙特卡罗方法,建立可同时计及负荷增长方向及功率因数随机变化、用来模拟多节点负荷持续增长情景的概率超圆锥体模型;其三以相关系数和互信...
针对现代电网在线仿真的需求,以交互多模型（interactive multiple model,IMM）算法为基本理论工具,提出一种新的电力负荷在线建模方法。首先从IMM算法的基本原理出发,建立一种新的电力负荷在线建模框架;进一步深入分析利用在线信息对各个子模型进行输入交互、条件滤波、概率更新、融合估计等具体环节,从而实现电力负荷的在线建模。该方法通过多...
针对小水电大规模接入条件下与大中型水电的协调调度问题,在小水电负荷率与大中型水电区间流量相关分析基础上,以可消纳电量最大为优化目标,考虑输电能力限制条件,建立小水电与大中型水电分区输电限制优化调度模型,并提出基于优化模型的可识别输电瓶颈的水电消纳量随输电能力提高增长率的指标分析方法。云南德宏地区的实例研究表明,所提方法能充...
微电网保护装置的动作概率受潮流影响,存在不确定性。针对这一特点,首先分析接线方式对微电网保护装置动作不确定性的影响,明确接线方式对可靠性的影响程度。在此基础上,建立保护装置动作概率模型,构建改进的分布式电源、储能、线路等元件的故障率函数,并基于枚举法与最短路法,提出一种计及场景变动的微电网可靠性计算方法。最后,以广西某实际低...
由于在建设新的直流输电系统时缺乏足够的输电走廊,越来越多的高压直流线路架设在已有的交流线路输电走廊上。这种做法会使得临近的交流线路在直流线路中感应出基波电压并由此产生环流。电网换相换流器–模块化多电平型电压源换流器（line-commutated converter-modular multilevel converter,LCC-MMC）混合直流输电非常适用于远距离大容量的电...
为提高模块化多电平高压直流输电系统在电网电压不平衡时的运行能力,提出一种新型不平衡控制策略。该策略在正向同步旋转坐标系下电流比例积分（proportional integral,PI）闭环控制的基础上引入以抑制负序电流、抑制有功波动或抑制无功波动为控制目标的辅助控制器,避免了电压、电流正负序分解和繁琐的指令电流计算。为实现上述3种控制目标,对二...
为缓解数字仿真效率与精度的突出矛盾,提出一种频率响应降序自适应分段匹配方法,以实现对高压直流线路短路故障的快速计算。考虑直流系统的实际拓扑和相关元件的频变特性,首先建立用于直流故障分析的相频域分析模型,并由此提取相关阻抗/导纳的离散频率响应;提出对阻抗离频率响应按照降序的原则分段进行等值的方法,降低匹配过程产生的累积误差;为...
电力生产、传输和消费方式的变革对大容量电力电子装备的可靠性提出了更高的要求。温度诱发的器件失效是电力电子系统失效的主要原因。因此,对器件结温的精确提取是大功率电力变换装备的寿命预测、健康管理和可靠性评估的基础。该文概述大容量电力电子器件结温提取原理和相关技术的最新进展,梳理现有器件结温检测技术的分类方法和主要特点,特别...
提出一种由2个移相全桥（phase-shifting full-bridge,PSFB）变换器模块和2个辅助LC网络组成的输入串联输出并联的DC-DC变换器。每一个LC网络连接在一个模块超前桥臂的中点和另一个模块滞后桥臂的中点之间。利用辅助LC网络,滞后桥臂开关管可以实现轻载下的零电压开通（zero voltage switching,ZVS）,辅助LC网络的电流幅值可以自适应负载变化,即...
针对二极管中点钳位型单相级联变换器直流侧电压不平衡问题,提出一种新型空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation,SVPWM）策略。其核心为在冗余矢量选择时引入过渡开关状态,使当前矢量逐渐切换到均压能力最强的矢量,避免开关动作时模块端口电压发生越级跳变所带来的危害,降低了变换器的开关频率。文章分析了该调制策略的计算方...
在单相电力变换系统中,大容量电解电容常用于消除交流侧与直流侧瞬时功率不平衡所产生的直流侧二次纹波电流以及交流侧低次谐波引起的直流侧谐波电流。然而电解电容的使用会直接降低系统工作效率,缩短使用寿命,给单相电力变换系统带来不良影响。针对该问题,文中首先将直流侧谐波（由交流侧基波和谐波引起的直流侧谐波成分）抑制的本质归纳为脉动...
采用多路输出直流变换器的服务器电源架构具有较好的效率优势。提出一种应用于该电源架构中的输入串联输出准并联的多路输出变换器。该多路输出变换器由一个DCX和一个辅助变换器组成,其中DCX处理大部分输出功率,辅助变换器仅处理小部分功率,并用来稳定DCX的其中一路输出电压。给出DCX和辅助变换器的电路拓扑选取依据,并提出变换器的软启动控制策...
针对多台分布式逆变器系统进入孤岛运行状态时,逆变器难以完成孤岛检测的问题,首先研究了孤岛检测的三类现有方法的应用特性,分别指出三类现有方法在分布式逆变器群进入孤岛情况下应用的局限性;然后提出更适合分布式逆变器群应用的新型混合孤岛检测方法,综合了主动法和远程法的优点,减小了检测盲区,缩短了检测时间,降低了对电能质量的影响;最后...
有源中点钳位型拓扑通过选择冗余开关状态和不同的电流通路能够有效控制器件的损耗平衡。论文对三电平有源中点钳位型逆变器中点电压平衡和开关损耗减少的控制策略进行研究,提出一种中点电压平衡和减小损耗的三电平空间矢量调制方法。将虚拟中矢量重新定义,新的虚拟中矢量由原中矢量和邻近的两对小矢量合成,因此参考矢量在空间矢量图的任何区域...
电气化铁路向高速、大功率发展的同时,给牵引电网带来不容忽视的电能质量问题。为实现牵引电力系统三相电流的平衡,研究一种高压大容量的双星型多电平铁路功率调节器。该调节器采用模块化高压级联结构,由4个H桥链节及输出滤波电感组成,可直接挂接于27.5 kV电压等级,能用于多种类型牵引供电系统的功率调节,尤其适用于斯科特（Scott）同相供电牵引...
对电网电压基波幅值、频率以及谐波信息的准确估计是保证分布式电源并网变流器控制性能的重要条件。因而该文首先从便于数字实现的角度出发,提出了一种新颖的离散谐振器（discrete resonator,DR）,并在数字频域下分析了该谐振器对单相和三相系统中正弦信号的积分作用,特别是三相系统下的频率极性选择特性;接着,针对电网中存在多次谐波的情况,提...
Crowbar保护是目前大多数双馈风力发电机（doubly fed induction generator,DFIG）的主要保护装置。Crowbar电阻的存在对双馈风力发电机的整个暂态过程产生重要影响。故双馈风力发电机三相短路电流的计算应该纳入Crowbar电阻元件。该文针对含Crowbar电阻的双馈风力发电系统新建其暂态等值电路,分析定子侧等效阻抗对暂态过程的影响,推导定子侧暂...
磁致伸缩是引起非晶合金永磁电机振动的主要原因之一。基于压磁方程建立了磁致伸缩引起的非晶合金定子铁心振动解析模型。解析模型求解区域分为定子铁心轭部和齿部子域。以振动位移为求解变量,在轭部和齿部分别建立振动微分方程,采用分离变量法求解偏微分方程,并利用边界条件得到待定系数。在解析模型的基础上,推导出电机振动特性解析计算公式。...
短时工作制高功率密度永磁电机具有工作电密高、电枢绕组发热大、温升高的特点。对电机的三维温度场计算尤其是绕组端部温升的准确计算成为高功率密度电机设计的重要部分。该文对高功率密度电机的损耗进行了准确计算,着重分析端部绕组的电阻和铜损耗。在电机的三维温度场计算模型中对端部绕组进行了分层等效,计算和实验结果表明分层等效模型能够...
偏心谐波磁力齿轮相比传统磁力齿轮具有高传动比下输出转矩密度大的特点,准确获得其气隙磁场分布是偏心谐波磁力齿轮设计及优化的关键。该文将分式线性变换与比磁导函数相结合,获得偏心谐波磁力齿轮气隙磁场的解析解。为克服切向磁导隐没的缺点,将极坐标系下的径向和切向比磁导计算转化为直角坐标系下的x、y方向的比磁导计算,由此修正未偏心的x...
基于电磁场两极间同性相斥、异性相吸的原理以及半硬磁合金材料的剩磁原理,提出了一种具有电磁可控反力的剩磁吸持的双线圈结构的新型智能交流接触器的设计思路与方案。并应用基于单目视觉技术对双线圈智能交流接触器的三维动态特性进行了测试与分析。通过分析测试结果,得出具有电磁可控反力的智能交流接触器可以更加快速的选相合闸、具备剩磁无...
提出一种带分断保护装置的新型永磁交流接触器,接触器分为机构部分与控制电路部分。当永磁接触器控制回路失电或者退磁线圈出现故障、接触器无法正常分断时,保护装置此时会被触发,迫使接触器铁心克服永磁体吸力进行强制分断。设计了一种控制电路与接触器进行配合工作,电路分正常工作电路和保护电路两部分。正常工作电路负责控制接触器进行正常的...
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