检索结果-内蒙古大学图书馆

电力自动化设备 2025年第3期45卷 140-146页

作者：赵崇滨姜齐荣清华大学、电机工程与应用电子技术系、电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室北京100084

目前应用阻抗法分析宽频振荡时,对模块化多电平变流器(MMC)通常仅建立互联电气回路的阻抗模型。尽管相关研究计及了MMC交流共模环流动态的影响,但从传递函数对系统模式可观性的角度考虑是不充分的。为此,基于谐波线性化理论,推导了计及... 详细信息

目前应用阻抗法分析宽频振荡时,对模块化多电平变流器(MMC)通常仅建立互联电气回路的阻抗模型。尽管相关研究计及了MMC交流共模环流动态的影响,但从传递函数对系统模式可观性的角度考虑是不充分的。为此,基于谐波线性化理论,推导了计及频率耦合效应的MMC一维闭环环流回路阻抗模型,特别说明了由于环流回路无法实现可靠的源-荷划分,环流回路阻抗模型与已有阻抗模型在推导和检验方式上的区别。进一步改进对数导数判据,结合最优化方法,辨识嵌入闭环阻抗模型分子多项式的闭环系统模式。仿真验证了所提方法的有效性。

关键词：模块化多电平变流器环流回路阻抗稳定性分析零极点对消

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并网换流器控制参数安全域构建方法及控制交互作用分析

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电力系统自动化 2025年第7期49卷 80-90页

作者：王瑾媛刘崇茹苏晨博吴文传房佳姝新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 清华大学电机工程与应用电子技术系

弱电网条件下,电力电子换流器的锁相环(PLL)与直流电压控制环之间的交互作用可能引发振荡问题。为了降低并网换流器引发的振荡风险，提出了一种控制参数安全域边界选定方法，通过研究控制带宽的相对制约关系,定量分析各控制参数对并网... 详细信息

弱电网条件下,电力电子换流器的锁相环(PLL)与直流电压控制环之间的交互作用可能引发振荡问题。为了降低并网换流器引发的振荡风险，提出了一种控制参数安全域边界选定方法，通过研究控制带宽的相对制约关系,定量分析各控制参数对并网换流器主要控制环节之间及控制器与弱电网之间交互作用的影响规律。首先，从控制器带宽重叠区域的动态响应特性具有相似性的角度出发，建立了涵盖电网强度及各控制环节的直流电压外环闭环传递函数数学解析模型。然后，在该传递函数解析表达式的基础上，利用Nyqusit稳定判据和稳定裕度约束求解控制带宽比安全域边界。所得结果可用于指导弱电网条件下PLL和直流电压控制带宽的设计，并映射为各控制参数安全域。此外，控制参数安全域直观地反映了并网换流器的参数设置差异对系统稳定性的影响，由此指导控制参数的调节方向。最后，通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的有效性及准确性。

关键词：并网换流器安全域控制参数稳定性交互锁相环直流电压控制

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环氧浸渍纸热解动力学分析

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绝缘材料 2025年第4期58卷 117-125页

作者：周远翔钟波李宇航白正黄欣陈健宁姜贵敏新疆大学电气工程学院电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室风光储分室新疆乌鲁木齐830047 清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

套管作为超特高压输电工程中的关键设备之一,其爆燃事故严重威胁电力系统的安全稳定运行。胶浸纸套管作为有爆燃风险油浸纸套管的替代方案,其芯子绝缘材料环氧浸渍纸在电弧故障时的热力学特性及套管爆燃风险的相关研究较少。本文对环氧... 详细信息

套管作为超特高压输电工程中的关键设备之一,其爆燃事故严重威胁电力系统的安全稳定运行。胶浸纸套管作为有爆燃风险油浸纸套管的替代方案,其芯子绝缘材料环氧浸渍纸在电弧故障时的热力学特性及套管爆燃风险的相关研究较少。本文对环氧浸渍纸,进行不同升温速率下的热重实验和差示扫描量热分析,研究其热解过程,采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法与Coast-Redfern(CR)法,获得无氧环境下环氧浸渍纸在高温下的热解动力学模型。结果表明:胶浸纸套管芯子材料环氧浸渍纸的热解过程可分为环氧熔融、反应吸热、分解气化3个阶段,前两个阶段分别符合三维扩散模型、随机成核和随后生长模型;套管芯子内部发生电弧击穿故障后,环氧浸渍纸在高温效应下的热分解质量损失高达90%,高温与气体膨胀使得芯子内部产生高幅值内应力进而导致芯体开裂甚至爆炸。

关键词：干式套管环氧浸渍纸热解过程热解动力学

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低频电压下XLPE绝缘材料电老化性能研究

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绝缘材料 2025年第1期58卷 1-10页

作者：周远翔黄继宇陈健宁姜贵敏黄欣新疆大学电气工程学院电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室风光储分室新疆乌鲁木齐830047 清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

随着远海风电的开发与建设,交联聚乙烯电缆被逐步应用于低频输电,然而其在低频电压下的绝缘老化特性尚不明确,因此本文对交联聚乙烯在低频老化后的绝缘特性及老化机制进行研究。首先对交联聚乙烯开展20、35、50 Hz电压频率的加速老化实... 详细信息

随着远海风电的开发与建设,交联聚乙烯电缆被逐步应用于低频输电,然而其在低频电压下的绝缘老化特性尚不明确,因此本文对交联聚乙烯在低频老化后的绝缘特性及老化机制进行研究。首先对交联聚乙烯开展20、35、50 Hz电压频率的加速老化实验,然后对老化后的试样进行理化及电气性能测试,最后探究电压频率对交联聚乙烯电老化的影响机制。结果表明:随着电压频率的降低,交联聚乙烯的结晶度下降,空间电荷积聚量和电导率上升,交流电气强度下降,即电压频率降低使老化程度显著提高。结合红外光谱和结晶度分析,电压频率降低使得电荷入陷形成热电子的概率更大,电子和空穴复合引起的电致发光效应更强,从而引起聚合物分子链断链裂解程度增加,进而降低其电气强度。

关键词：低频老化海底电缆交联聚乙烯绝缘劣化

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考虑绝缘介质非线性特性的高压阀侧套管电热耦合模型研究

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电网技术 2025年第4期49卷 1689-1697,I0076-I0078页

作者：何永胜张施令杨帆鲁宗相国网重庆市电力公司重庆市渝中区400015 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084

特高压换流变压器阀侧套管工作在电场、温度场和机械应力场多场耦合环境,电容芯子内部出现温度和电场不均匀分布,亟需将绝缘介质非线性特性引入到阀侧套管的电热耦合机理并开展优化设计。该文模拟了直流分量和多次谐波分量激励下阀侧套... 详细信息

特高压换流变压器阀侧套管工作在电场、温度场和机械应力场多场耦合环境,电容芯子内部出现温度和电场不均匀分布,亟需将绝缘介质非线性特性引入到阀侧套管的电热耦合机理并开展优化设计。该文模拟了直流分量和多次谐波分量激励下阀侧套管的复杂电场和温度分布,建立了阀侧套管电容芯子发热模型,创新提出了考虑电容芯子绝缘材料非线性特性的阀侧套管电热耦合非线性模型。研究表明:特高压阀侧套管在正常工作时承受电压和电流除50Hz工频分量外,存在复杂谐波分量和直流分量,在频率分量达到2500Hz后其波形幅值趋近于零。随温度在区间[20,110]℃升高和频率在区间[10^(-1),10^(6)]Hz降低,损耗角正切值参数显著增大且存在多处波峰和波谷区域,材料介电常数和温度、频率之间呈现出明显的非线性关系。该文提出的阀侧套管电热耦合非线性模型形成了电热耦合非线性改进等裕度设计方法,实现了套管芯子径向场强最大值为5.85kV/mm,轴向场强为0.41kV/mm,局部放电裕度值为1.29。阀侧套管芯子极板间轴向场强实现均匀分布,验证了阀侧套管电热耦合非线性模型的合理性。该文模拟数据可为特高压阀侧套管的设计制造提供理论支撑,对于保障特高压直流输电工程安全可靠运行具有一定指导价值。

关键词：阀侧套管电热耦合模型电容芯子绝缘材料非线性

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冷热循环对环氧树脂电气性能的影响

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绝缘材料 2025年第2期58卷 92-101页

作者：周远翔徐景凡朱小倩刘轩昊卢毅高岩峰新疆大学电气工程学院电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室风光储分室新疆乌鲁木齐830047 清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084 国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京100045

本文采用线性升降温的方式,探究冷热循环次数和变温速率对环氧树脂电气性能的影响机制。结果表明:随着循环次数的增加,环氧树脂的直流电气强度和体积电阻率均呈先上升后下降的趋势,且这种趋势随着变温速率的增大在循环前期上升幅度较小... 详细信息

本文采用线性升降温的方式,探究冷热循环次数和变温速率对环氧树脂电气性能的影响机制。结果表明:随着循环次数的增加,环氧树脂的直流电气强度和体积电阻率均呈先上升后下降的趋势,且这种趋势随着变温速率的增大在循环前期上升幅度较小,而在循环后期下降幅度较为显著。分析认为,冷热交替环境会促进环氧树脂内部链段动态调整,使其结构更致密规整。尽管在循环前期,热胀冷缩作用会使环氧树脂表面出现少量微裂纹,但链段动态调整占主导作用,此时环氧树脂电气性能得到提升,而随着循环次数增加,长期热胀冷缩作用加剧了分子链段的断裂,微裂纹扩展,使环氧树脂电气性能逐渐下降。随着变温速率的增大,环氧树脂内部链段无法充分调整,且所受温度应力冲击增大,环氧树脂更容易发生劣化。

关键词：冷热循环环氧树脂线性升降温变温速率电气性能

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用于任意工况变流器阻抗模型黑箱辨识的神经网络设计

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电力工程技术 2025年第1期44卷 2-8页

作者：陈兵赵崇滨姜齐荣王旭王方明国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103 江苏省电力试验研究院有限公司江苏南京211103 新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机工程与应用电子技术系) 北京100084 国家电网有限公司华北分部北京100053

阻抗分析法因能够在设备控制结构或参数未知的条件下分析系统稳定性而受到工程的青睐。以电力电子变流器为代表的交流并网设备阻抗特性易受交流稳态工作点的影响,因此基于黑箱辨识快速导出变流器任意工况的阻抗模型可以极大地提升稳定... 详细信息

阻抗分析法因能够在设备控制结构或参数未知的条件下分析系统稳定性而受到工程的青睐。以电力电子变流器为代表的交流并网设备阻抗特性易受交流稳态工作点的影响,因此基于黑箱辨识快速导出变流器任意工况的阻抗模型可以极大地提升稳定性分析效率。基于神经网络的辨识方法可以弥补基于最小二乘法的辨识方法的局限性,文中进一步改进神经网络的设计以显著提升其可解释性。在数据收集阶段,使用扫频方法获取闭环阻抗模型在足够多工况下的频率响应。在模型训练阶段,计及变流器阻抗模型的隐藏特征,设计与扰动频率数量相同的神经网络,并采用集成贝叶斯正则化的Levenberg-Marquardt算法提升由小型数据集得到的训练网络的泛化能力。在模型验证阶段,将设定工况输入网络,实现稳定工况极高精度辨识和不稳定工况离线预测。文中方法为新型电力系统稳定性分析的工程应用提供了实用选择。

关键词：电力电子变流器阻抗模型黑箱辨识神经网络稳定性分析电能质量

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基于改进滑模的高压直挂式构网型储能控制策略

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电力电容器与无功补偿 2025年第2期46卷 53-61页

作者：徐志洋陈来军苏小玲赵正奎杨军许德操青海大学新能源电力系统智慧运行教育部重点实验室西宁810016 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 国网青海省电力公司电力科学研究院西宁810001 国家能源集团青海电力有限公司西宁810002

高压直挂式构网型储能是解决新能源电力系统电压频率问题的关键设备。大扰动工况下电网电压频率快速变化,要求快速支撑和抗扰动能力。本文首先基于高压直挂式储能拓扑建立了大扰动工况下的数学模型。在此基础上,提出了基于滑模控制的高... 详细信息

高压直挂式构网型储能是解决新能源电力系统电压频率问题的关键设备。大扰动工况下电网电压频率快速变化,要求快速支撑和抗扰动能力。本文首先基于高压直挂式储能拓扑建立了大扰动工况下的数学模型。在此基础上,提出了基于滑模控制的高压直挂式构网型储能控制策略,通过改进滑模面及趋近律函数解决抖振问题。并提出了基于幂次函数的滑模控制律。最后,建立李雅普洛夫函数证明改进滑模构网控制策略满足稳定条件。仿真结果表明,与采用比例积分控制器的构网型控制系统相比,模块化级联高压直挂式构网型储能系统采用基于改进滑模控制具备更强的抗干扰能力和电压支撑效果。

关键词：构网型储能高压直挂式储能李雅普洛夫函数滑模控制高抗扰电压支撑

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交替寻优生成元素幅值结合混沌随机相位构造循环测量矩阵

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物理学报 2015年第13期64卷 55-66页

作者：郭静波汪韧清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统国家重点实验室北京100084

循环矩阵由于其对应离散卷积且具有快速算法被广泛应用于压缩测量矩阵.本文从循环测量矩阵生成元素的幅值和相位两个方面探索循环测量矩阵的优化构造,提出交替寻优生成元素的幅值并结合混沌随机相位实现循环测量矩阵的最优构造.由一维... 详细信息

循环矩阵由于其对应离散卷积且具有快速算法被广泛应用于压缩测量矩阵.本文从循环测量矩阵生成元素的幅值和相位两个方面探索循环测量矩阵的优化构造,提出交替寻优生成元素的幅值并结合混沌随机相位实现循环测量矩阵的最优构造.由一维和二维信号循环测量矩阵的不同表示形式出发,将等价字典列向量之间互相干系数的Welch界作为逼近目标,推导出了一维和二维信号循环测量矩阵生成元素幅值优化的统一数学模型,提出采用交替寻优方法求解生成元素幅值的最优解.利用混沌序列构造循环测量矩阵生成元素的随机相位.与已有的典型循环测量矩阵相比,本文优化构造的循环测量矩阵所对应的等价字典列向量之间具有更低的互相干性,这正是所构造的循环测量矩阵优越性的本质所在.

关键词：压缩感知循环矩阵交替寻优混沌序列

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二进制信号的混沌压缩测量与重构

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物理学报 2015年第19期64卷 357-364页

作者：郭静波李佳文清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统国家重点实验室北京100084

二进制信号的压缩感知问题对应超奈奎斯特信号系统中未编码的二进制符号的检测问题,具有重要的研究意义.已有的二进制信号压缩测量采用高斯随机矩阵,信号重构采用经典的l1最小化方法.本文利用混沌映射构造基于Cat序列的循环测量矩阵,并... 详细信息

二进制信号的压缩感知问题对应超奈奎斯特信号系统中未编码的二进制符号的检测问题,具有重要的研究意义.已有的二进制信号压缩测量采用高斯随机矩阵,信号重构采用经典的l1最小化方法.本文利用混沌映射构造基于Cat序列的循环测量矩阵,并提出一种针对二进制信号的全新的重构算法——平滑函数逼近法.文章构造的混沌循环测量矩阵兼具确定性和随机性的优点,能够抵御低信令效率和低信噪比的影响,取得更好的压缩测量效果.文章提出的平滑函数逼近法利用非凸函数代替原问题不连续的目标函数,将组合优化问题转化为具有等式约束的优化问题进行求解.利用稀疏贝叶斯学习算法进一步修正误差,得到更准确的重构信号.在信道含有加性高斯白噪声的条件下对二进制信号进行了压缩测量与重构的数值仿真,仿真结果表明:基于Cat序列的循环测量矩阵的压缩测量效果明显优于传统的高斯随机矩阵;平滑函数逼近法对二进制信号的重构性能明显优于经典的l1最小化方法.

关键词：压缩感知混沌循环矩阵平滑函数逼近法二进制信号

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