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2018年 37卷 7期
刊出日期:2018-07-23

论文报告
新技术应用
目次
 
       论文报告
1 温度对油纸绝缘空间电荷消散特性的影响
周远翔, 黄欣, 黄猛, 孟德望, 刘心曲, 曾向君
换流变压器的出厂试验中,残留在电介质中的空间电荷将会影响绝缘试验。通过研究油纸绝缘中空间电荷的消散特性,可以为换流变压器出厂试验项目程序和时间间隔控制提供理论和试验依据,进而提出合理的试验方案。本文通过电声脉冲法和三电极法测量不同温度条件下的油浸纸试品,观察温度对油浸纸试品直流空间电荷消散特性的影响,并分析提取空间电荷总量、最大正向场强、油浸纸体积电导率等特征量。研究得到了油纸绝缘的活化能为0.48eV。随着温度升高,油纸绝缘不仅在去极化过程中空间电荷消散速度加快,在极化过程中其积聚总量也增加。去极化的初始阶段,最大正向场强出现的位置靠近阳极,随着去极化时间的延长,最大正向场强出现区域逐渐向阴极扩展。同样温度下,去极化过程中,电流达到稳定值的时间小于空间电荷总量消散达到稳定值的时间。在工厂试验和运行过程中,为避免空间电荷畸变电场造成对绝缘的损伤,去极化过程或极性反转时间间隔按照空间电荷总量消散达到稳定值的时间计算,不低于38min。
2018 Vol. 37 (7): 1-8 [摘要] ( 19 ) HTML (60 KB)  PDF (1005 KB)  ( 14 )
9 CuW与CuCr等触头材料在DC270V/100A下非对称配对时的电接触实验研究
廖园, 朱青成, 李震彪, 邹竟成, 杨斌, 郝长岭, 刘文轩
本文利用触头材料模拟实验装置,在直流电压电流为DC270V/100A,环境气氛为空气与氮气的情况下,开展了CuMo85、CuW70和CuCr50三种触头材料对称和非对称配对时的触头抗熔焊能力、分断燃弧时间及侵蚀量实验研究。实验表明,CuW材料具有很好的抗熔焊能力,但其燃弧时间和抗侵蚀能力不一定有优势,各种材料配对在空气中的燃弧时间、侵蚀量及抗熔焊能力大小顺序与氮气中存在较大不同。
2018 Vol. 37 (7): 9-16 [摘要] ( 13 ) HTML (63 KB)  PDF (864 KB)  ( 12 )
17 基于PWM-CSC的混合直流输电系统功率控制策略研究
夏冰, 李耀华, 李子欣, 马逊, 王平
为解决传统直流输电系统逆变侧容易出现换相失败的问题,针对目前基于模块化多电平换流器(MMC)的直流输电系统造价较高、半桥结构子模块无法穿越直流故障、损耗大等缺点,本文提出了一种整流侧采用电网换相换流器(LCC)、逆变侧采用脉宽调制型电流源换流器(PWM-CSC)的混合直流输电系统。推导了系统的数学模型并分析了PWM-CSC交流输出侧的谐波特性,提出了一种最大功率因数控制策略。在PSCAD/EMTDC中搭建的基于PWM-CSC的混合直流输电系统的仿真结果表明,本文提出的控制策略能够在正常工况下实现系统逆变侧换流器最大功率因数运行;当交、直流侧发生短路故障时,本文提出的混合型直流输电换流器能够实现平稳穿越。
2018 Vol. 37 (7): 17-24 [摘要] ( 16 ) HTML (1 KB)  PDF (1306 KB)  ( 19 )
25 面向宽速域五桥臂逆变器-双电机调速系统的无权重系数模型预测控制
梅杨, 王梁, 冯帅伟
五桥臂逆变器中有一相桥臂为两个三相逆变桥公用,两台逆变桥运行相互影响彼此限制,使得每台三相逆变桥的输出电压幅值显著降低。传统的模型预测控制中未考虑这一限制,由此会严重制约双电机的调速范围。对此,本文提出了一种改进的无权重系数模型预测控制方法,该方法不仅提高了双电机的调速范围,还将目标函数中不同单位的性能指标磁链和转矩,转化为一个与之等效的磁链矢量,省去了权重系数的设计,同时将五桥臂逆变器固有的电压限制问题转换为磁链限制,使得控制目标和约束条件统一,从而令目标函数最简化,并完全消除了权重系数及相应的设计和整定需求,显著降低了算法的复杂度,使控制器易于实现。仿真和实验结果表明,采用该方法不仅保证了两台电机可同时独立稳定运行,均具有良好的动静态性能,而且显著提高了双电机的调速范围。
2018 Vol. 37 (7): 25-32 [摘要] ( 14 ) HTML (1 KB)  PDF (2923 KB)  ( 10 )
33 基于能量路由器的交直流混合微网潮流计算
王聪, 徐晓贤, 沙广林, 段青, 张岚
能量路由器是一种具备能量灵活转化、变换、传递和路由功能的柔性装置,研究以能量路由器为配电枢纽的交直流混合微网潮流计算方法,对实现微网的稳定、优化运行具有重要的意义。本文通过分析建立针对各类控制策略的潮流特性,并考虑不同拓扑结构的损耗因素,建立了基于能量路由器的交直流混合微网的潮流模型;在此基础上依据交直流混合微网结构的划分,给出交流、直流网络及能量路由器的潮流方程,采用牛顿拉夫逊法进行交替迭代求解,最终通过改进的IEEE14节点算例及交直流混合微网算例对所提出的能量路由器潮流模型和算法进行了验证。测试结果表明,本文潮流模型能够合理地反映能量路由器不同控制策略下的稳态运行特性,且潮流算法适用于基于能量路由器的交直流混合微网的潮流计算分析。
2018 Vol. 37 (7): 33-40 [摘要] ( 10 ) HTML (1 KB)  PDF (1157 KB)  ( 10 )
41 含电力电子变压器的配电网潮流交替迭代算法
曹昉, 刘畅, 李欣宁
由于能源互联网中能量流执行体——电力电子变压器(PET)的电力电子特性与含PET的配电网结构特点,使得传统的潮流计算方法不再适用于含PET的配电网。本文提出一种含PET的配电网潮流交替迭代算法。首先详细分析了PET的潮流调控原理与控制方式,进一步分析了含PET的配电网潮流计算特点,依据各部分网络的辐射式结构、有/无源特性及PET的变量计算方法等特点,针对不同控制方式下的PET,分别建立了其潮流计算模型,并采用前推回代交流潮流计算中嵌套PET部分潮流计算的方式,计算配电网络潮流的整体分布。算例结果验证了所提算法的正确性与有效性,所提算法更深入地分析了含PET的配电网潮流计算特点,提出了PET在不同控制方式下的潮流计算模型,克服了当前算法无法计算PET内部潮流的缺点,更详细直观地阐述了PET的控制方式与潮流调控能力,具有较好的应用前景。
2018 Vol. 37 (7): 41-50 [摘要] ( 12 ) HTML (1 KB)  PDF (1066 KB)  ( 15 )
51 基于博弈思想的需求响应视角下的主动配电网故障恢复
杨丽君, 曹玉洁, 梁景志, 杨博, 安立明
为实现主动配电网故障后失电负荷的最大限度恢复,并考虑供电侧与用户侧利益均衡,本文基于博弈的思想,提出需求响应视角下的主动配电网故障恢复策略。在需求响应视角下,供电侧和用户侧建立非合作动态博弈模型优化故障时的峰谷分时电价,抑制高峰负荷需求,减少用电高峰时故障恢复的压力。在主动配电网故障恢复中,基于优化后的负荷曲线,供电侧和用户侧建立合作博弈模型,双方以共同的收益函数作为目标,利用馈线、电动汽车、分布式电源和可控负荷进行协同恢复。分别采用逆向回归算法和改进的蚁群算法求解以上两个博弈模型。本文以IEEE33节点模型和某实际配电网为例,分别对小面积失电和大面积失电情况进行故障恢复求解,验证了本文所提策略的有效性。
2018 Vol. 37 (7): 51-60 [摘要] ( 14 ) HTML (1 KB)  PDF (1159 KB)  ( 8 )
61 非接触供电系统负载探测技术研究
李均锋, 付进军, 王建军, 廖承林
针对当前负载探测信息少、精度低、实时性差,难以用于输出调节控制的问题,本文提出了一种基于反射阻抗角正切值的多信息负载探测技术。本文首先介绍了非接触供电系统,分析系统输出控制所需要的多个负载端信息;然后通过理论推导,建立基于反射阻抗角正切值的负载探测模型,该模型可根据发送端的电压和电流信息,实时探测受电端线圈的位置、负载电压、电流等多个负载信息;最后,基于负载探测技术构建系统输出控制策略,并在非接触供电系统实验平台上进行验证。
2018 Vol. 37 (7): 61-66 [摘要] ( 11 ) HTML (1 KB)  PDF (1308 KB)  ( 14 )
67 多初级绕组串联的动态无线电能传输系统设计与特性分析
赵靖英, 赵纪新, 邢英翔, 崔玉龙
无线电能传输技术是一种安全、便利和自主的充电方式,动态无线电能传输是解决电动汽车续航里程短、车载电池成本高的关键技术。本文设计了一种新颖的能量分布式动态供电系统,高频逆变器连接多组开关控制的LC串联补偿可根据汽车位置自动分配能量。根据系统设计,推导了单线圈和双线圈系统效率和功率表达式,搭建了仿真电路和实验平台,分析了传输距离、移动距离、耦合角度及负载大小对系统传输性能的影响。实验样机的输出功率为3.3kW,工作频率为120kHz,效率可超过90%,可为电动汽车提供连续供电。
2018 Vol. 37 (7): 67-74 [摘要] ( 12 ) HTML (1 KB)  PDF (2101 KB)  ( 10 )
       新技术应用
75 一种小型海流能独立发电系统的自供电直流变换器
杨林, 王海峰, 赵威
本文针对小功率海流能独立发电系统所处海域及其供电负载的特殊性,同时考虑发电系统自启动、低流速运行、间歇性发电和发电机输出电压低等问题,提出一种基于传统Boost电路和Buck-Boost电路复合结构的自供电直流变换器,并进行了能量收集电路系统设计。在对自供电直流变换器和发电系统进行分析的基础上,系统采用一种变步长爬山搜索的最大功率点跟踪控制方法;为延长电池的使用寿命,系统的总体控制策略根据电池荷电状态来调用相应的控制方法。最后搭建了一台额定输出功率为60W 的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性,以及本文所提出的自供电直流变换器的可行性和有效性。
2018 Vol. 37 (7): 75-83 [摘要] ( 11 ) HTML (1 KB)  PDF (1253 KB)  ( 5 )
84 基于最大相关最小冗余准则的变压器故障诊断特征选择
辜超, 杨祎, 张晓星, 金淼, 周思远
电力变压器油中溶解气体分析(DGA)技术广泛应用于变压器内典型故障诊断,其中基于DGA数据的人工智能诊断方法在变压器故障诊断领域具有较高的识别率,但该类方法在选择故障特征量时尚无统一的标准。鉴于此,本文尝试引入最大相关最小冗余算法(mRMR),以互信息理论为基础挖掘变压器故障特征量之间以及特征量与故障类型之间的关联关系,通过分析大量的DGA在线监测数据挖掘出最优的变压器故障特征量集,并采用支持向量机(SVM)分类器对比优选特征量集和传统的特征量集合在变压器故障诊断的效率。最后,通过与SVM智能分类、IEC推荐的三比值分类方法的对比测试表明该方案的故障诊断准确率优于传统的故障诊断方案,故障识别效率高于新型的人工智能诊断方案,更适合于现场的工程应用及推广。
2018 Vol. 37 (7): 84-89 [摘要] ( 10 ) HTML (1 KB)  PDF (818 KB)  ( 7 )
90 基于频域分析法的变压器非铁磁构件谐波杂散损耗研究
赵志刚, 尹赛宁, 郭莹, 刘佳, 杨凯
为了研究高压直流输电系统中谐波磁场作用下变压器非铁磁构件杂散损耗的分布,本文基于Problem 21 基准族中的P21a-0模型进行了详细实验研究和仿真分析。基于时域和频域测量,通过模型实验考察了在非正弦电流作用下非铁磁构件的损耗分布,并对这两种测量结果进行了对比分析,进而提出采用频域分析法仿真计算变压器非铁磁构件谐波损耗的实用措施,并进行了相关验证,结果表明,频域分析法的计算精度满足设计需要,且计算时间更短。在不同谐波电流激励条件下,模型损耗的计算结果和测量结果具有较好的一致性,所得结果和结论可为产品电磁设计提供参考。
2018 Vol. 37 (7): 90-96 [摘要] ( 11 ) HTML (1 KB)  PDF (1374 KB)  ( 12 )
       目次
97 中英文目录(2018年 第7期)
2018 Vol. 37 (7): 97-97 [摘要] ( 6 ) HTML (1 KB)  PDF (498 KB)  ( 6 )
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