检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2022年第16期42卷 6005-6016页

作者：施博辰赵争鸣虞竹珺袁立强陈凯楠姬世奇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(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

电路仿真已经成为电力电子系统分析设计的基础性和支撑性技术之一,基于此形成的电力电子仿真软件是相关科学研究、产品开发和工程应用不可或缺的数值实验平台。然而,由于电力电子系统具有连续与离散过程相互混杂的特点,系统动力学行为跨... 详细信息

电路仿真已经成为电力电子系统分析设计的基础性和支撑性技术之一,基于此形成的电力电子仿真软件是相关科学研究、产品开发和工程应用不可或缺的数值实验平台。然而,由于电力电子系统具有连续与离散过程相互混杂的特点,系统动力学行为跨越s到ns等多个时间尺度,其仿真技术和仿真软件发展仍面临诸多挑战和瓶颈问题。近期,相关系列研究提出了离散状态事件驱动(discretestate event-driven,DSED)的建模仿真理论方法,基于此形成了通用电力电子仿真软件,为解决电力电子混杂系统多时间尺度高效仿真提供了新的技术路线和解决方案。这一方法正在动态发展之中,为了更好地总结和展望其相关研究成果,文中首先分析电力电子系统的多时间尺度混杂特性,在此基础上阐述电力电子仿真技术的发展现状及面临的瓶颈问题,然后系统性地总结针对瓶颈问题提出的离散状态事件驱动建模仿真理论方法,进一步介绍和对比分析电力电子领域常用的商业仿真软件及基于离散状态事件驱动形成的DSIM仿真软件,最后展望相关电力电子仿真技术和仿真软件的未来发展方向。

关键词：电力电子仿真技术混杂系统多时间尺度离散状态事件驱动仿真软件

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基于准串联SiC MOSFET的高增益直流电力电子变压器

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中国电机工程学报 2022年第8期42卷 2987-2996页

作者：刘基业郑泽东李驰王奎李永东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(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

直流配电技术相较于交流配电有诸多优势,其在深海设备供电应用中有广阔前景。该文提出一种基于准串联碳化硅(siliconcarbide,Si C)金属–氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)的直流电... 详细信息

直流配电技术相较于交流配电有诸多优势,其在深海设备供电应用中有广阔前景。该文提出一种基于准串联碳化硅(siliconcarbide,Si C)金属–氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)的直流电力电子变压器(power electronic transformer,PET),能够在体积受限的条件下,实现几千伏中压直流到几百伏低压直流的高增益隔离电能变换。直流PET通过多个隔离降压子模块在输入端串联–输出端并联实现高电压增益。为满足输入侧高电压的需求,同时降低直流PET体积,在输入侧采用准串联Si CMOSFET半桥结构,提高子模块输入电压等级,减少子模块数量。采用裸芯片对直流PET进行搭建,并采用绝缘冷却液浸泡的方式,实现直流PET的绝缘和散热,进一步减小绝缘、散热体积,满足深海场景体积受限的应用需求。最后,搭建1台4.5kV/680V/30kW实验样机验证所提方案的可行性。

关键词：准串联碳化硅金属–氧化物半导体场效应晶体管深海供电直流电力电子变压器

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金属板缺陷负电晕检测中Trichel脉冲特性研究

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中国电机工程学报 2023年第16期43卷 6484-6493页

作者：孙洪宇彭丽莎李世松赵伟黄松岭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(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

现有的金属板缺陷无损检测技术已趋于成熟,并且可以实现对缺陷的检出、量化甚至三维成像。但是传统无损检测方法的缺陷检测灵敏度受到诸多外在条件以及算法复杂度等的限制,难以实现对微小缺陷的检测。因此,作为负电晕放电检测方法在无... 详细信息

现有的金属板缺陷无损检测技术已趋于成熟,并且可以实现对缺陷的检出、量化甚至三维成像。但是传统无损检测方法的缺陷检测灵敏度受到诸多外在条件以及算法复杂度等的限制,难以实现对微小缺陷的检测。因此,作为负电晕放电检测方法在无损检测领域的首次尝试,该文提出一种基于负电晕放电Trichel脉冲的金属板缺陷非接触式检测技术。该方法利用空间中带电粒子行为对电极结构敏感的特性,将Trichel脉冲电流波形参数作为负电晕放电现象的外在特征,对缺陷是否存在及严重程度进行初步判断。此外,建立电晕检测几何模型与仿真模型,并搭建针–板放电实验平台对仿真结果进行验证。研究结果表明,通过分析负电晕放电所特有的Trichel脉冲波形参数,可以对待测金属板存在缺陷与否进行有效地识别,在缺陷高灵敏度检测及后续的缺陷轮廓重构中具有一定的应用潜力。

关键词：无损检测负电晕放电 Trichel脉冲金属板缺陷检测灵敏度

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基于极点配置的永磁同步电机驱动柔性负载PI调节器参数确定方法

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中国电机工程学报 2017年第4期37卷 1225-1238页

作者：丁有爽肖曦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(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

柔性负载广泛存在于电气传动系统中。根据柔性的成因,伺服系统中柔性负载主要分为柔性关节、柔性连杆两类系统。针对这两类典型的柔性负载系统,首先引用已有的研究成果对其建立了一致动力学模型。将PI调节器应用于系统控制中,分析了PI... 详细信息

柔性负载广泛存在于电气传动系统中。根据柔性的成因,伺服系统中柔性负载主要分为柔性关节、柔性连杆两类系统。针对这两类典型的柔性负载系统,首先引用已有的研究成果对其建立了一致动力学模型。将PI调节器应用于系统控制中,分析了PI调节器参数与系统零极点的关系。针对PI调节器参数确定方法,提出了3种基于极点配置的参数确定方法。分析了这3种极点配置策略的应用范围、系统性能与参数关系、优势和劣势等。通过仿真和实验,验证了所提方法的有效性。

关键词：永磁同步电机伺服系统柔性负载 PI调节器极点配置

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半透明钙钛矿太阳能电池关键技术及其应用

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中国电机工程学报 2023年第5期43卷 1739-1753页

作者：蒋超凡易陈谊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(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

光伏发电技术的发展对于我国实现“双碳”目标和构建以新能源为主体的新型电力系统起到重要作用。虽然目前市场主流的晶硅光伏器件规模大、技术成熟,但是它也存在制备工艺复杂、成本高、应用场景有限等问题。半透明钙钛矿太阳能电池技... 详细信息

光伏发电技术的发展对于我国实现“双碳”目标和构建以新能源为主体的新型电力系统起到重要作用。虽然目前市场主流的晶硅光伏器件规模大、技术成熟,但是它也存在制备工艺复杂、成本高、应用场景有限等问题。半透明钙钛矿太阳能电池技术的开发与应用可以大幅度拓宽光伏发电的应用场景、提高光电转换效率,是新一代太阳能光伏发电技术的典型代表。该文首先阐述钙钛矿材料和半透明钙钛矿太阳能电池的基本特点;接着,从钙钛矿薄膜制备和透明电极开发的维度,总结半透明钙钛矿太阳能电池的关键技术;之后,对半透明钙钛矿太阳能电池在叠层光伏器件和温室农业光伏中的应用展开分析与讨论,并对其在新型电力系统中的作用进行展望。

关键词：半透明太阳能电池钙钛矿太阳能电池透明电极叠层电池温室农业

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盆式绝缘子表面电荷反演算法综述及展望

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中国电机工程学报 2016年第24期36卷 6654-6663页

作者：林川杰李传扬张贵新胡军何金良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(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

直流气体绝缘输电线路(gas insulated line,GIL)可以替代直流架空输电线路及电缆,提高输电走廊灵活性,其需求日益迫切。然而直流GIL中绝缘子表面严重的电荷积聚现象制约了其实际应用,因此需要针对该问题开展研究。直流场中绝缘子表面电... 详细信息

直流气体绝缘输电线路(gas insulated line,GIL)可以替代直流架空输电线路及电缆,提高输电走廊灵活性,其需求日益迫切。然而直流GIL中绝缘子表面严重的电荷积聚现象制约了其实际应用,因此需要针对该问题开展研究。直流场中绝缘子表面电荷分布的相关研究需要建立在绝缘子表面电势准确测量的基础上,并借助电荷反演计算来获得表面电荷分布特征。国内外学者对表面电势测量及表面电荷反演算法进行了大量科学研究。然而,目前尚未有研究者对近几十年来的表面电荷反演算法做出客观的总结。该文从静电探头诞生出发,总结比较了现有几种较为成熟的电荷反演算法,并结合实例对各类算法进行对比分析。最后,对今后反演算法发展方向做出了展望。

关键词：表面电荷电荷反演计算表面电势静电探头测量方法

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VSC系统换流变压器共模模型及主绝缘在线监测方法

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中国电机工程学报 2021年第11期41卷 3885-3895页

作者：陆格野张品佳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(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

绝缘老化是威胁换流变压器安全运行的重要隐患,传统的绝缘监测方法难以实现可靠的换流变预防性保护。电压源型换流器(voltage sourced converter,VSC)输出电压特征谐波分量,可用于在线监测连接换流变的主绝缘健康状况。首先,探究VSC系... 详细信息

绝缘老化是威胁换流变压器安全运行的重要隐患,传统的绝缘监测方法难以实现可靠的换流变预防性保护。电压源型换流器(voltage sourced converter,VSC)输出电压特征谐波分量,可用于在线监测连接换流变的主绝缘健康状况。首先,探究VSC系统共模特征谐波用于换流变绝缘监测的可行性与优势。其次,构建YN/yn绕组接线的换流变共模电路模型,给出表征共模电压分布和绝缘电参数关系的数学模型。然后,定义压比频率响应和阻抗频率响应,对比电路模型和数学模型,说明两者的等效性。在线实验结果验证基于VSC系统共模特征谐波监测换流变主绝缘老化的有效性。该所述方法具有如下优势:1)不改变系统原有拓扑结构,无需安装额外的测试设备;2)对监测状态量的分析方法简单直观;3)监测结果不受系统工况波动和高频干扰的影响。

关键词：电压源型换流器变压器模型绝缘在线监测共模谐波

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热-力联合老化对硅橡胶交联网络及力学和耐电特性的影响

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电工技术学报 2022年第17期37卷 4474-4486页

作者：周远翔张征辉张云霄朱小倩黄猛新疆大学电气工程学院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风光储分室乌鲁木齐830047 清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

为了探究热-机械应力共同作用对电缆附件硅橡胶绝缘性能的影响,该文设计并开展了硅橡胶的热-力联合老化试验,对比分析了老化前后硅橡胶的力学性能、电气性能和微观结构。结果表明:随着老化程度的加剧,试样拉伸强度和断裂伸长率下降,硬... 详细信息

为了探究热-机械应力共同作用对电缆附件硅橡胶绝缘性能的影响,该文设计并开展了硅橡胶的热-力联合老化试验,对比分析了老化前后硅橡胶的力学性能、电气性能和微观结构。结果表明:随着老化程度的加剧,试样拉伸强度和断裂伸长率下降,硬度增加;老化后试样的击穿强度整体上呈现先增加后降低的趋势,在老化时间一定的情况下,击穿强度随着拉伸应力的增大而减小,相对介电常数逐渐增加。结合交联密度和红外光谱测试结果分析认为,在老化前期,硅橡胶主链间发生氧化交联反应,自由体积和载流子迁移率减小,击穿强度增加;老化后期,交联体系结构和分子链被破坏,自由体积和载流子迁移率增大,击穿强度下降。在机械应力耦合作用下,卷曲的分子链沿着机械应力方向被拉伸,且处于拉伸状态的分子链在高温作用下更容易发生断裂,造成材料绝缘性能的进一步劣化,为电缆附件硅橡胶老化状态评估提供了一定的理论依据。

关键词：硅橡胶热-力联合老化力学性能击穿特性介电性能

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采样延迟和误差对三电平PWM整流直接功率控制性能的影响及其抑制方法

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电工技术学报 2010年第3期25卷 66-72页

作者：鲁挺赵争鸣张颖超袁立强清华大学电机系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084 重庆通信学院电力工程系重庆400035

在电力电子变换装置应用场合,采样延迟和误差有时会成为限制控制性能的主要因素。为了研究和解决这一问题,基于采用直接功率控制(DPC)的三电平脉宽调制(PWM)整流器,详细分析了采样延迟和误差对DPC控制性能的影响及其原因,根据采样环节... 详细信息

在电力电子变换装置应用场合,采样延迟和误差有时会成为限制控制性能的主要因素。为了研究和解决这一问题,基于采用直接功率控制(DPC)的三电平脉宽调制(PWM)整流器,详细分析了采样延迟和误差对DPC控制性能的影响及其原因,根据采样环节不同物理量性质及其载体特点,从硬件和软件角度提出了减小采样延迟、抑制采样误差、提高直接功率控制性能的方法。实验结果表明,改进后系统的稳态性能大幅度提高,验证了方法的正确性和可行性。

关键词：脉宽调制整流器直接功率控制采样延迟采样误差稳态性能

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逆变器驱动电机的共模电压和轴电压的抑制

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清华大学学报（自然科学版） 2009年第1期49卷 25-28页

作者：钟玉林赵争鸣袁立强清华大学电机工程系电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

为了抑制逆变器驱动电机的共模电压和轴电压,改进了特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方式。利用共模谐波性能因子,求出SHEPWM的开关角度。在40～45Hz采用消除三次谐波的改进SHEPWM方式,消除低次谐波分量;在45～50Hz采用不消除三次谐波的常... 详细信息

为了抑制逆变器驱动电机的共模电压和轴电压,改进了特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方式。利用共模谐波性能因子,求出SHEPWM的开关角度。在40～45Hz采用消除三次谐波的改进SHEPWM方式,消除低次谐波分量;在45～50Hz采用不消除三次谐波的常规SHEPWM方式。这两种方式在45Hz处实现了平滑切换。该SHEPWM方法结合无源共模滤波器方案,在一个三电平中点箝位式逆变器上得到实现,在电机端获得较低的共模电压和轴电压。

关键词：逆变器共模电压轴电压共模滤波器脉宽调制(PWM) 特定谐波消除脉宽调制

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