随着智能电网、能源互联网等未来电网技术的快速发展,能实现变压、电气隔离、功率调节与控制、可再生能源接入等多种功能的电力电子变压器（也称为固态变压器、智能变压器等）,相关理论和技术的研究得到了越来越广泛的关注。但是,从总体而言,PET的大规模推广应用还有诸多问题需要解决。该文在分析PET发展历史的基础上,对PET涉及的关键技术,尤其...
电力电子变压器（power electronic transformer,PET）广泛采用级联H桥（cascaded H-bridge,CHB）整流器与隔离双向DC/DC变换器（isolated bidirectional DC/DC converter,IBDC）两级级联结构。直流链电容作为能量缓冲环节,当两侧变换器动态响应差异较大时,易使直流链电容功率不平衡,导致直流链电压动态波动增大和系统稳定性的降低。对此,该文提...
作为能源互联网中的重要设备,电力电子变压器的故障特性分析对系统的稳定运行与保护配合具有重要意义。该文基于电力电子变压器的结构,分析了直流端口出现极间短路情况下的故障特性。根据极间短路的故障特征,将极间短路的发展过程划分为两个阶段,即RLC谐振阶段和电感续流阶段,并通过推导得到了各阶段的端口电压及短路电流的表达式。给出了极间短...
该文针对应用于高压直流互联系统的高频链模块多电平直流变压器（high-frequency-link modular multilevel DC/DC transformer,H-M2DCT）移相控制策略进行研究。首先,提出移相控制在该结构直流变压器中的应用原则,并对该方法下的H-M2DCT运行特性进行详细分析,同时提出其适用于不同调制方法的通用数学模型;在此基础上提出H-M2DCT基于移相控制原理...
直流电网是解决新能源接入,实现远距离大容量功率传输的有效技术手段。直流变压技术是实现直流电网不同电压等级变换的核心。该文提出一种新型模块化多电平DC/DC变压器拓扑,借助一二次侧直流系统共享电容及模块化动态投切原理实现直流电压等级变换。同时针对不同应用场景,对变压器拓扑结构以及控制方式进行适应性调整。较之隔离型模块化多电平直...
以电力电子变压器为应用背景,对其中的独立输入并联输出全桥隔离DC-DC变换器展开研究。在电力电子变压器中,当各个输出并联全桥隔离DC-DC变换器电路模块的参数不匹配或各模块输入电压幅值不相等时,会造成各全桥隔离DC-DC变换器模块间传输功率不平衡现象,导致器件过流,严重时损坏开关管等器件。为实现各DC-DC模块功率平衡传输,基于直接功率控制思...
高频变压器是制造磁隔离电力电子变压器的关键装备。在寄生参数效应与负载效应的作用下,高频变压器的电压、电流传输比将不再等于绕组匝比,而是随频率发生变化。基于高频变压器的传输函数,研究了空载、短路与负载条件下高频变压器电压、电流传输特性的变化规律,揭示了寄生参数、负载与传输特性谐振频率间的关联关系,并通过一台20k Hz高频变压器...
随着大功率高频变压器容量的增加和工作频率的提高,变压器设计需要综合考虑变压器效率、寄生参数、绝缘和散热等问题。讨论了高频变压器损耗和寄生参数的相关计算,基于有约束的多目标遗传优化算法,提出一种在高频变压器设计中兼顾变压器绝缘、损耗和漏感大小等约束条件和优化目标的绕组结构优化设计方法,通过非支配排序遗传算法Ⅱ（non-dominate...
针对固态变压器用电感集成式大容量高频变压器进行优化设计,分析了高频变压器漏电感参数、磁芯高频损耗、绕组高频损耗以及温升的计算方法。在此基础上,利用自由参数扫描法建立了大容量高频变压器优化设计流程。按照最优设计方案制作了一台5kHz/10kW纳米晶磁芯高频变压器模型,并对其参数进行实验测试。将解析设计与有限元仿真和实验测量结果进行...
磁元件中磁芯损耗和绕组损耗作为一个元器件中的两部分损耗两者本身难以分离开,目前还没有一种有效的既能测量给定励磁工况下磁元件绕组损耗,又能直接测量功率变换器中磁元件绕组损耗的测量评估方法。提出了一种可直接测量磁元件绕组损耗的方法,在磁元件中引入一个辅助绕组,通过分析被测绕组端口和辅助绕组端口之间电参数的关系,得到只体现被测...
随着智能配电网信息化、自动化、互动化水平的提高以及与物联网的相互渗透与融合,电力企业积累大量数据,伴随而来的数据异常、冗余与遗漏等质量问题也日益突出,作为提高数据质量的基础和前提,智能配电网数据质量评价变得越来越重要。在此背景下,该文构建智能配电网数据质量评价体系,提出一种智能配电网多维数据质量评价方法,通过准确度、完整度...
考虑配电网运行的时序特性,以多时段功率损耗最小、电压偏离最小和电压无功优化中需求响应利用率最大化为多目标函数,建立分布式新能源配电网电压无功协同控制的多时段多目标动态优化模型。在对配电网无功补偿装置无功功率进行优化配置并充分利用实时的需求响应基础上,提出分布式电源（distributed generation,DG）环境下配电网电压无功多目标协...
随着大量可再生能源的接入,主动配电网在如何应对分布式电源出力不确定性以及负荷波动方面面临极大挑战,同时也对运行过程的经济性和安全性提出了更高要求。为解决上述问题,提出基于模型预测控制的主动配电网多时间尺度有功无功协调调度方法。基于模型预测控制实现主动配电网日前调度,日内滚动调度以及实时反馈校正,减少可再生能源间歇性以及负...
随着直流微电网容量的扩大,多电源之间的协调控制逐渐成为研究的热点。目前多源协调控制策略主要分为集中通信控制和自律分散控制。集中通信控制对中心控制单元有绝对依赖性,可靠性较低。该文基于虚拟电压和自律分散控制的思想,设计直流微电网分布式分层控制结构,并在每层设置相应的控制策略,实现多源协调控制。首先详细分析线路电阻对均流控制...
随着分布式风电、光伏间歇性电源在中低压配电网中渗透率的提高,多个微电网可能共存于一个区域配电网,因此包含多个微网间能量互济与协调控制的微网群技术开始引起广泛的关注。该文根据微网群的典型特征及控制结构,着重对离网运行下微网群的混合协调控制和功率管理策略进行了研究。在微网群孤岛协调控制中,采用主从与对等相结合的混合控制策略,...
风电的反调峰特性导致在调度过程中机组压力大、存在严重的弃风现象,建设大型可转移新能源消纳设备是一个可能的解决思路。该文提出了将大型新能源消纳设备的负荷特性纳入考量的煤风氢能源网综合调度优化策略。首先建立了典型新能源消纳设备——电解水制氢设备的产出模型,研究其在不同运行功率下的效率–功率特性关系。在此基础上,以产出电力与...
在四线圈的磁耦合谐振式无线电能传输（wireless power transfer,WPT）系统中,其效率随着传输距离及负载的不同而剧烈变化。由于传统WPT系统的线圈耦合参数难以根据工况进行动态调整,造成整体的传输功率及效率相对较低。为此,该文提出了一种新的四线圈WPT系统耦合调整方法。在详细分析并推导系统传输模型的基础上,提出在耦合线圈间设置辅助线圈...
作为电力消耗大户,数据中心能够通过数据网络实现多个节点的电能转移,具备极大的需求响应潜力。针对当前数据中心能耗模型不完整及数据网络并未被纳入电力系统统一调度的问题,该文首次提出数据网络与电力网络混合运行模型,建立以数据负荷为识别参数的数据中心能耗模型以及数据网络电力调节潜力分析模型。系统调控中心对数据网络下达电力、电量调...
设备是构成系统的重要要素,在系统（如电力系统）运行过程中,设备的性能变化是随机的,当其变化过程与预期不相符时,既定的检修计划往往无法发挥其有效的作用。对此,该文建立一种考虑既定检修计划随设备性能意外变化而调整的检修决策模式,并在在线监测背景下可以使预定检修计划实时关联设备的全部性能状态。在此基础上,建立关联设备时变性能的状...
为了保证覆冰电网的安全经济运行,该文提出融冰计划与机组组合的协同优化模型与求解方法。首先,建立线路覆冰厚度变化与融冰计划特性约束,保证线路的覆冰厚度不会超过其设计值。在此基础上,将其与机组组合模型结合实现协同优化。由于所提模型为大规模的非线性、非凸优化问题,引入辅助变量将原模型转换为混合整数线性优化模型;采用拉格朗日松弛,...
单端行波保护和故障定位方法不需要通信通道和信号同步,降低了投资成本。基于单端检测故障行波波形时–频域唯一性理论,该文从时间–频率–幅值–极性等时–频多尺度观测宽频带行波信号的故障特性;从故障信号传播和折、反射过程的角度,既定性又定量分析了线路内部故障和相邻线路故障时,行波波形特征的时–频相关性与差异性;基于故障行波时–频三...
利用双回线路正序网络提出一种基于正序电流差的同塔双回T型输电线路故障测距新算法。算法根据测距函数在各支路首末两端的相位差大小判断故障分支,进而利用双回线路正序测距方程推算得到的故障距离表达式在故障支路上进行精确测距。该算法无需判断故障类型,在T节点附近发生高阻抗短路时故障支路判别无死区,测距过程无需迭代搜索和伪根识别,计算...
换流站动态无功平衡需要频繁动作断路器投切滤波支路电容器组,投切容性负荷易诱发暂态过电压,近年来已发生多起断路器击穿爆炸恶性事故。现有模型无法准确模拟断路器投切容性负荷导致的击穿燃弧过程,针对该问题,分析现场实录故障数据,发现动态燃弧电阻是准确模拟的关键因素;针对传统时变电阻模型和Mayr电弧模型以工频熄弧原理为基础的局限性,将...
以700℃先进超超临界（A-USC）锅炉关键部件候选的4种镍基合金Inconel 740H、Nimonic 263、Alloy 617B、Haynes282为研究对象,在模拟燃用国产高硫煤的750℃烟气/煤灰腐蚀环境中,对4种合金进行了2 000h高温烟气腐蚀试验。结果表明：4种合金耐蚀性由高到低依次为Inconel 740H、Nimonic 263、Alloy 617B、Haynes 282。较高Cr、Al、Ti含量使得Incone...
阻力是评价除尘器性能的重要指标之一。基于kozeny-carman方程,建立了关于粉尘性质、过滤风速等参数的数学模型,对电袋复合除尘器的阻力进行描述。在电袋复合除尘器中试实验平台上进行了空载、负载条件下的相关实验,研究了过滤风速、粉尘浓度对电袋复合除尘器阻力的影响,并通过获得的实验数据验证数学模型的正确性。结果表明：基于kozeny-carman...
与传统湿冷系统相比,直接空冷系统更易受到多种边界条件变化的影响。针对理论公式与实际应用的差异以及属性重要度差异,基于运行数据建立了考虑属性重要度的背压特性模型。根据机组连续1个月的实际运行数据结合模糊粗糙集理论对影响空冷运行的各条件属性进行客观加权,并通过加权支持向量回归方法,建立了直接空冷系统的背压模型。结果表明：选取...
针对轴向磁通永磁电机有限元仿真较为耗时的问题,建立了轴向磁通永磁电机空载气隙磁场解析模型。提出通过建立虚拟等效直线电机模型用以计算气隙磁场端部效应修正函数,使得空载气隙磁场模型得以整体解析化。给出了气隙磁导函数相应的替代函数,并对此替代函数进行了傅里叶级数转换,使空载气隙磁场函数具有形式上统一的解析表达式,便于计算机编程...
永磁同步电机在零速或低速下的无位置传感器控制技术主要是基于电机的凸极特性,而表贴式永磁同步电机（surface mounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM）磁路结构对称,凸极特性不明显。传统高频信号注入法利用电感饱和效应构造的＂饱和凸极＂估计SPMSM转子位置,且在电流环反馈和位置观测环节使用滤波器,造成电流环响应和位置估计延...
多相感应电机因其优越的容错性能,非常适用于可靠性要求极高的大功率场合。针对舰船十五相新型感应推进电机缺相故障,应用合成电流法,列写了矩阵形式的绕组回路电压方程,求解电机一相或多相缺相运行时的稳态运行性能。方程形式统一,可尽量少地改动方程参数。通过对十五相感应电机不同缺相故障进行试验,实测基波及3次谐波不对称电流与计算值吻合...
导体微缺陷的存在会导致局部电场畸变,产生的微放电严重影响输电设备的绝缘安全。探索了一种使用等离子体表面改性技术,通过在导体表面沉积薄膜来抑制局部微放电的方法。利用高频高压电源激励的大气压低温等离子体射流对金属Cu表面进行改性,使用四氯化钛作为钛源在Cu表面进行化学气相沉积TiO_2薄膜。探讨了改性过程中空气的加入和基板温度对放电...
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