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清华大学学报（自然科学版） 2011年第3期51卷 351-355页

作者：陆晓楠孙凯马毅为黄立培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

为了适应光伏发电系统中对于高效率逆变器的需要,提出了一种基于MOSFET和IGBT的改进型单相混合级联式逆变器,其由3个H桥逆变器输出串联组成,直流侧相互独立,电压取值满足1∶2∶4的关系。其中,高压H桥和中压H桥由IGBT构成,而低压H桥由MOS... 详细信息

为了适应光伏发电系统中对于高效率逆变器的需要,提出了一种基于MOSFET和IGBT的改进型单相混合级联式逆变器,其由3个H桥逆变器输出串联组成,直流侧相互独立,电压取值满足1∶2∶4的关系。其中,高压H桥和中压H桥由IGBT构成,而低压H桥由MOSFET构成。上述混合级联式逆变器结构可以在较低的开关频率下实现交流侧多电平输出,以提高光伏系统的效率,同时可以有效地发挥不同开关器件的优势,实现逆变器的灵活运行。该文分别采用电压阶梯调制和载波脉宽调制实现了混合级联式逆变器的可靠运行,并对二者进行了比较。通过仿真和实验方法,给出了交流侧输出电压和电流的波形,并对主回路效率进行了评估,验证了上述逆变器结构和调制策略的有效性。

关键词：混合级联式逆变器调制策略效率光伏发电

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遭受雷击时输电杆塔及其接地装置的暂态电位分布

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高电压技术 2013年第2期39卷 393-398页

作者：张波薛惠中金祖山余绍峰吴锦鹏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 北京市昌平供电公司北京102200 浙江省电力试验研究院杭州310014

为向以减少输电线路的雷击故障率为目的的接地降阻和杆塔优化设计提供参考,通过电磁场数值计算方法分析了雷击情况下输电杆塔及其接地装置各自承受的电压,以及在不同雷电参数、杆塔高度、土壤电阻率、接地装置大小等条件下,杆塔和接地... 详细信息

为向以减少输电线路的雷击故障率为目的的接地降阻和杆塔优化设计提供参考,通过电磁场数值计算方法分析了雷击情况下输电杆塔及其接地装置各自承受的电压,以及在不同雷电参数、杆塔高度、土壤电阻率、接地装置大小等条件下,杆塔和接地装置上的雷电电压变化规律。计算结果表明,雷电流波前时间越短、杆塔越高、土壤电阻率越高、接地装置规模越小,雷击时塔顶电位峰值越高。由于降低接地电阻可以明显减少塔顶电压维持在较高值的时间,因此在高土壤电阻率地区通过降低接地电阻可以有效减少直击雷的危害。

关键词：输电杆塔接地装置雷击暂态电压波过程矩量法

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双端行波故障测距装置性能测试方法

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电力自动化设备 2018年第9期38卷 114-120,128页

作者：冯腾董新洲清华大学电机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

在介绍双端行波故障测距装置工作原理的基础上,分析了影响故障测距精度的主要因素。基于此,设计了双端行波故障测距装置性能测试方案,研究了测试系统、测试内容以及所用的仿真模型,并重点分析了线路和二次回路的模型。按照设计的方案对... 详细信息

在介绍双端行波故障测距装置工作原理的基础上,分析了影响故障测距精度的主要因素。基于此,设计了双端行波故障测距装置性能测试方案,研究了测试系统、测试内容以及所用的仿真模型,并重点分析了线路和二次回路的模型。按照设计的方案对双端行波故障测距装置进行了实际测试,验证了所提方案的合理性和有效性。

关键词：行波继电保护故障测距装置性能测试暂态行波保护测试仪模型

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中性点有效接地配电网高阻接地故障特征分析及检测

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电力系统自动化 2013年第16期37卷 85-91页

作者：耿建昭王宾董新洲 Bak DOMINIK 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084 浙江清华长三角研究院浙江省嘉兴市314006

中性点经小电阻等有效接地方式能有效地克服配电系统单相接地故障暂态过电压超标及故障选线不灵敏等问题,逐渐在城市配电网、大型厂矿企业电网中得到了推广应用;但这种运行方式仍然存在弧光接地等高阻接地故障正确动作率较低的问题。针... 详细信息

中性点经小电阻等有效接地方式能有效地克服配电系统单相接地故障暂态过电压超标及故障选线不灵敏等问题,逐渐在城市配电网、大型厂矿企业电网中得到了推广应用;但这种运行方式仍然存在弧光接地等高阻接地故障正确动作率较低的问题。针对该问题,文中分析了高阻接地故障的特征,给出并验证了适用于配电网高阻故障检测的故障点电弧模型。针对现有方法中主要利用频域特征来检测高阻接地故障导致成功率低的缺点,提出了一种基于零序电流波形畸变凹凸性的高阻接地故障检测方法,仿真实验与现场试验数据验证了该算法的灵敏性和可靠性。

关键词：配电系统高阻接地故障弧光接地凹凸性

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一种耦合电感双输入升降压变换器

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电工技术学报 2015年第1期30卷 143-149页

作者：张君君孙凯吴红飞曹锋邢岩南京航空航天大学自动化学院江苏省新能源发电与电能变换重点实验室南京210016 清华大学电机系电力系统国家重点实验室北京100084

针对温差发电模块输出电压宽范围变化并要求电流纹波小的特点,提出一种耦合电感双输入升降压变换器。其前端为两个Boost单元并联实现双输入,再级联Buck单元实现升降压;Boost与Buck电感反向耦合,减少了磁心数目,并且磁心直流磁通相互抵消... 详细信息

针对温差发电模块输出电压宽范围变化并要求电流纹波小的特点,提出一种耦合电感双输入升降压变换器。其前端为两个Boost单元并联实现双输入,再级联Buck单元实现升降压;Boost与Buck电感反向耦合,减少了磁心数目,并且磁心直流磁通相互抵消,减小了磁心体积和损耗,大大提高了变换效率和功率密度;提出了相应的控制和调制策略以实现分布式MPPT及宽输入电压范围各种工作模态间的平滑切换。详细分析了变换器工作原理和耦合电感特性,搭建了一台450W实验样机,验证了理论分析的正确性和可实现性。

关键词：双输入升降压变换耦合电感分布式最大功率点跟踪

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基于分合闸电气量的真空断路器灭弧能力在线检测研究

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电力系统保护与控制 2022年第2期50卷 102-109页

作者：孙华王宾山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255049 电力系统及大型发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京100084

高压真空断路器灭弧性能的退化易导致断路器触头动作过程中持续性电弧的产生,将会破坏触头表面粗糙度,导致滞后分合闸时间,严重时会引发击穿爆炸事故。因此,亟待开展高压真空断路器灭弧性能监测研究。现有对高压真空断路器灭弧性能的研... 详细信息

高压真空断路器灭弧性能的退化易导致断路器触头动作过程中持续性电弧的产生,将会破坏触头表面粗糙度,导致滞后分合闸时间,严重时会引发击穿爆炸事故。因此,亟待开展高压真空断路器灭弧性能监测研究。现有对高压真空断路器灭弧性能的研究主要采用对灭弧室真空度的测量,但是存在测量周期较长、无法保证气密性等问题。通过分析灭弧室内熄弧原理,发现根据介质恢复时电弧电阻对电弧电流衰减特性的影响可以反演灭弧室内的熄弧水平。据此提取电弧电流趋势项作为灭弧能力的表征量,提出了一种仅基于电气量的高压真空断路器灭弧能力在线检测方法。该方法具有能够快速实时监测及测量手段安全的优势,现场实测数据及数字仿真验证了其有效性。

关键词：高压真空断路器灭弧室电弧电流在线检测电气量

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基于端口能量的自律分散附加阻尼控制

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电力系统自动化 2017年第10期41卷 29-36页

作者：陈乾张雪敏魏韡梅生伟清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084

基于端口能量的附加阻尼控制策略具有控制规律简单、普适性强、物理意义清晰的优点。文中提出了基于实部端口能量的附加阻尼控制策略(R-SDC)和进一步的综合附加阻尼控制策略(CSDC)。与现有的基于虚部端口能量的附加阻尼控制策略(I-SDC)... 详细信息

基于端口能量的附加阻尼控制策略具有控制规律简单、普适性强、物理意义清晰的优点。文中提出了基于实部端口能量的附加阻尼控制策略(R-SDC)和进一步的综合附加阻尼控制策略(CSDC)。与现有的基于虚部端口能量的附加阻尼控制策略(I-SDC)相比,R-SDC更适用于电阻主导的电网,C-SDC可以综合考虑有功功率和无功功率对电压和相角的耦合控制作用,因此在电阻和电抗主导的电网中均优于I-SDC。将基于端口能量的附加阻尼控制策略应用于含光伏发电机的修订的IEEE标准系统,仿真验证了其有效性。

关键词：阻尼控制能量函数端口能量光伏发电

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计及风电不确定性的含暂态稳定约束的经济调度

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中国电机工程学报 2020年第22期40卷 7270-7281页

作者：于珍沈沉刘锋汤蕾电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

随着大规模风电接入电力系统,风电自身的动态特性以及风电出力的不确定性对电力系统暂态稳定性产生的影响难以忽略。该文在已提出的判断风电接入对系统暂态稳定性影响的解析式判据基础上,提出保障风机接入对系统暂态稳定性产生正面影响... 详细信息

随着大规模风电接入电力系统,风电自身的动态特性以及风电出力的不确定性对电力系统暂态稳定性产生的影响难以忽略。该文在已提出的判断风电接入对系统暂态稳定性影响的解析式判据基础上,提出保障风机接入对系统暂态稳定性产生正面影响的约束;并进一步考虑风电的不确定性,建立计及风电不确定性的含系统暂态稳定约束的经济调度模型及其求解算法;最后通过仿真验证上述模型和算法的有效性。

关键词：暂态稳定约束风电不确定性经济调度

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基于复杂网络理论的切机控制策略

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电网技术 2010年第9期34卷 35-41页

作者：倪向萍张雪敏梅生伟国家电网公司交流建设分公司北京市宣武区100052 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

基于复杂网络的同步化控制理论,提出了一种用于暂态功角稳定的切机控制策略计算方法。首先将电力系统状态矩阵的对角元定义为相应发电机的同步能力系数,以反映发电机与网络之间的耦合强度;其次分析了短路故障和切机控制措施对各发电机... 详细信息

基于复杂网络的同步化控制理论,提出了一种用于暂态功角稳定的切机控制策略计算方法。首先将电力系统状态矩阵的对角元定义为相应发电机的同步能力系数,以反映发电机与网络之间的耦合强度;其次分析了短路故障和切机控制措施对各发电机同步能力系数的影响,并提出了切机地点有效性指标。基于此指标,提出了一种切机控制策略的计算方法,即利用电力系统的线性化模型,确定最佳切机地点和切机量,再利用电力系统的非线性模型进行切机控制策略的可行性校核,从而实现电力系统的暂态功角稳定控制。IEEE-9节点和IEEE-39节点系统的仿真分析证明了算法的有效性。

关键词：复杂网络暂态功角稳定切机地点有效性指标切机控制策略非线性校核

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十二相整流同步发电机定子匝间短路故障计算

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电工技术学报 2014年第3期29卷 57-64页

作者：孙宇光黄子果陈丽王祥珩清华大学电机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

十二相整流同步发电机能提供大功率、高品质的直流电源,已广泛应用于舰船、飞机等移动平台中。鉴于对平台安全运行的高可靠性要求,本文对其中十二相电机可能发生的定子绕组匝间短路故障进行了理论和实验研究。建立了十二相整流发电机定... 详细信息

十二相整流同步发电机能提供大功率、高品质的直流电源,已广泛应用于舰船、飞机等移动平台中。鉴于对平台安全运行的高可靠性要求,本文对其中十二相电机可能发生的定子绕组匝间短路故障进行了理论和实验研究。建立了十二相整流发电机定子匝间短路的多回路数学模型,既可全面计及短路故障点位置和气隙磁场空间谐波,又能考虑正常及定子匝间故障情况下整流管不同通断状态引起的回路拓扑结构变化。用变步长的数值积分法求解了由时变系数微分方程组构成的数学模型,实现了系统正常及定子匝间短路故障时对发电机定、转子绕组及直流侧负载电压、电流等电气量的数字仿真。在一台特制的4kW十二相样机上进行了负载工况下定子匝间短路实验,实验结果与仿真结果吻合,验证了数学模型的正确性,并据此分析了十二相整流发电机定子匝间短路故障的电气特点。计算结果为十二相电机定子匝间短路故障的检测或保护研究提供了重要依据。

关键词：十二相同步发电机整流负载定子匝间短路多回路数学模型

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