检索结果-内蒙古大学图书馆

电力自动化设备 2022年第8期42卷 47-54页

作者：邢光正闵勇陈磊汤涌徐式蕴王金浩郑惠萍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 中国电力科学研究院有限公司北京100192 国网山西省电力公司电力科学研究院山西太原030001

目前并网电压源变换器(VSC)的大扰动稳定研究主要集中于锁相环(PLL)同步稳定问题,缺乏对大扰动失稳模式系统性的研究。基于VSC接入无穷大系统的详细模型,提出了VSC控制环节失稳的定义和判据。发现外环控制、PLL均存在大扰动稳定问题,并... 详细信息

目前并网电压源变换器(VSC)的大扰动稳定研究主要集中于锁相环(PLL)同步稳定问题,缺乏对大扰动失稳模式系统性的研究。基于VSC接入无穷大系统的详细模型,提出了VSC控制环节失稳的定义和判据。发现外环控制、PLL均存在大扰动稳定问题,并存在单调失稳、振荡失稳2种失稳形态。考虑脉宽调制(PWM)饱和后,电流环也可能发生失稳。不同失稳模式下系统稳定边界主要由不稳定极限环、不稳定平衡点的稳定流形以及代表饱和非线性的边界三部分组成。不稳定极限环主要由系统中存在的Hopf分岔产生。若系统工作点靠近Hopf分岔,则稳定边界由不稳定极限环组成,此时系统失稳表现为发散振荡。若工作点远离Hopf分岔,则稳定边界由不稳定平衡点的稳定流形组成,系统表现为单调失稳。通过MATLAB时域仿真对理论分析进行了验证。

关键词：大扰动稳定大扰动失稳模式极限环稳定边界 PWM饱和电压源变换器

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温度对交联聚乙烯电缆尖刺缺陷局部放电特性的影响

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高压电器 2021年第5期57卷 151-156页

作者：马鑫张怀垠吴继岩妥平葛贤军国网固原供电公司宁夏固原756000 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

文中采用YJV22-8.7/10^(-3)×240mm^(2)XLPE电缆,制作了尖刺缺陷局部放电模型,利用脉冲电流法研究了电缆尖刺缺陷在环境温度为50、70、90℃下的局部放电特性。结果表明,尖刺缺陷放电模型的局部放电起始电压在温度升高时呈下降趋势;... 详细信息

文中采用YJV22-8.7/10^(-3)×240mm^(2)XLPE电缆,制作了尖刺缺陷局部放电模型,利用脉冲电流法研究了电缆尖刺缺陷在环境温度为50、70、90℃下的局部放电特性。结果表明,尖刺缺陷放电模型的局部放电起始电压在温度升高时呈下降趋势;缺陷处电缆绝缘横截面切片显示针尖附近出现电树枝,温度升高导致自由基反应加剧,从而使得电树枝的引发电压降低;3种温度下尖刺缺陷PRPD图谱的形貌基本相同,放电相位分布宽泛,极性效应明显;累积放电量和放电重复率随环境温度上升而增加,高温使带电粒子热运动速度加快和初始电子增多两方面因素导致了放电强度增强。实验结果有助于运行人员根据电力系统运行负荷的变化及时调整局部放电监测系统的参数,从而减少系统误报的风险。

关键词：温度尖刺缺陷局部放电放电图谱放电重复率

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基于分布鲁棒的风-氢混合系统氢储能容量优化配置

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电力自动化设备 2021年第10期41卷 3-10页

作者：司杨陈来军陈晓弢高梦宇麻林瑞梅生伟青海大学启迪新能源学院青海省清洁能源高效利用重点实验室青海西宁810016 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

氢储能系统受地理、气候条件限制较小,在构建面向高比例新能源电力系统的风-储混合系统中极具发展潜力。然而,由于风电场的出力具有不确定性,氢储能系统需要在储能、释能、热备用等工况下频繁切换,内部热能供需平衡也呈现出不确定性,进... 详细信息

氢储能系统受地理、气候条件限制较小,在构建面向高比例新能源电力系统的风-储混合系统中极具发展潜力。然而,由于风电场的出力具有不确定性,氢储能系统需要在储能、释能、热备用等工况下频繁切换,内部热能供需平衡也呈现出不确定性,进而影响其响应速度甚至实际可用容量。为此,设计了考虑热平衡的风-氢混合系统,构建了考虑电解槽、燃料电池间歇工作模式热平衡的氢储能系统模型;在此基础上,综合考虑风电场功率的不确定性和氢储能系统的投资成本,提出了考虑热平衡不确定性的风-氢混合系统氢储能容量优化配置方法。采用分布鲁棒方法对风电场功率的不确定性进行建模,并将其转化为一组线性风险机会约束进行求解。基于实际风电场数据构建算例,对所提模型和方法进行验证和分析。结果表明,氢储能系统中电解槽和燃料电池的散热系数对系统实际可用容量具有重要的影响,在风-氢混合系统的氢储能容量配置中考虑热平衡约束可以有效提升氢储能系统的实际可用容量和混合系统的经济性。

关键词：氢储能风-氢混合系统容量配置分布鲁棒热平衡

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高压直流与含串补交流系统次/超同步铁磁谐振机理与解决措施

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电力自动化设备 2021年第7期41卷 160-166页

作者：赵晓斌谢小荣李岩邹常跃辛清明南方电网科学研究院有限责任公司直流输电技术国家重点实验室广东广州510663 清华大学电机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

结合2017年5月29日富宁站换相失败恢复过程中发生的次/超同步铁磁谐振现象,通过理论分析和仿真验证明确了高压直流与含串补交流系统发生次/超同步铁磁谐振的原因。含串补交流系统在次同步谐波下阻抗幅值大幅增加,次同步频率谐波与其互... 详细信息

结合2017年5月29日富宁站换相失败恢复过程中发生的次/超同步铁磁谐振现象,通过理论分析和仿真验证明确了高压直流与含串补交流系统发生次/超同步铁磁谐振的原因。含串补交流系统在次同步谐波下阻抗幅值大幅增加,次同步频率谐波与其互补频率谐波之间的耦合作用增强;利用奈奎斯特稳定判据对交直流系统的阻抗进行分析,考虑串补后交直流系统的稳定性下降但仍然是稳定的。次同步频率谐波的存在易使变压器铁芯饱和,使系统稳定性进一步下降。理论分析和仿真结果表明,发生大扰动后,在换流器调制和变压器铁芯饱和2种非线性因素的作用下,交直流系统出现次/超同步的铁磁谐振现象,串补和交流滤波器相配合可以有效抑制这一类型的谐振。

关键词：高压直流输电串补次/超同步频率谐波铁磁谐振变压器饱和

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直流气体绝缘输电线路关键问题及装备研发现状综述

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高压电器 2023年第9期59卷 1-11页

作者：梁芳蔚张长虹吕金壮梁作栋庄伟建陈庚范贤浩李传扬何金良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 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心广州510663 华北电力大学高电压和电磁兼容北京市重点实验室北京102206

直流气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)可解决特殊地理环境下输电走廊空间限制问题,为构建“双碳”目标下中国未来能源结构提供装备基础。文中回顾了中国在直流GIL方面的研究进展,包括表面电荷及金属微粒动力学与抑制理论、导体表面形貌诱... 详细信息

直流气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)可解决特殊地理环境下输电走廊空间限制问题,为构建“双碳”目标下中国未来能源结构提供装备基础。文中回顾了中国在直流GIL方面的研究进展,包括表面电荷及金属微粒动力学与抑制理论、导体表面形貌诱发的微电离理论等关键科学问题,以及绝缘件设计、微粒捕捉器设计等技术创新。此外,简要介绍了近年来中国在直流GIL的装备研发及设备评价标方面的进展。文中内容为未来直流GIL的研发及应用提供了参考。

关键词：直流GIL 表面电荷沿面闪络金属颗粒导体粗糙度

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多相整流永磁同步发电机绕组内部相间短路的故障分析

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电工技术学报 2020年第6期35卷 1262-1271页

作者：田代宗孙宇光王善铭杜威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) 北京100084

该文将多回路法与有限元法相结合,建立了多相整流永磁同步发电机系统绕组内部相间短路的通用数学模型,可计算永磁电机正常及绕组内部故障工况的电气量分布,不仅适用于每相单分支的多相电机,还适用于每相多分支的情况。在一台特制的六相... 详细信息

该文将多回路法与有限元法相结合,建立了多相整流永磁同步发电机系统绕组内部相间短路的通用数学模型,可计算永磁电机正常及绕组内部故障工况的电气量分布,不仅适用于每相单分支的多相电机,还适用于每相多分支的情况。在一台特制的六相双分支永磁同步发电机样机上进行了故障实验,实验结果和仿真结果相吻合,验证了数学模型的正确性。在准确计算绕组电流的基础上,进一步计算了故障前后样机内部的温度场分布,结果表明故障导致样机内部温度不再均匀分布。根据仿真和实验结果,分析了该样机相间短路的故障特点,并说明了短路点附近明显升温对永磁电机的严重影响以及不同组三相绕组间相间短路引起整流桥中某些二极管过电流的潜在危害。该文研究为多相永磁同步发电机内部相间短路故障检测提供了依据。

关键词：多相永磁同步发电机多分支整流系统相间短路多回路-有限元数学模型

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多电平变换器PWM控制技术研究现状综述及最新进展

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电源学报 2021年第4期19卷 45-54页

作者：朱宏李永东王奎 QAMAR Muhammad Attique 徐晓娜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

近年来,多电平变换器成为高压、大功率电力电子系统应用领域的一个研究热点,而多电平脉宽调制PWM(pulse width modulation)控制方法是多电平变换器研究领域的核心问题之一。首先,阐述了3种载波PWM控制方法,并根据不同的控制指标介绍了... 详细信息

近年来,多电平变换器成为高压、大功率电力电子系统应用领域的一个研究热点,而多电平脉宽调制PWM(pulse width modulation)控制方法是多电平变换器研究领域的核心问题之一。首先,阐述了3种载波PWM控制方法,并根据不同的控制指标介绍了各类优化载波PWM控制方法;其次,介绍了传统空间矢量脉宽调制SVPWM(space vector pulse width modulation)算法,并根据算法优化及控制指标详细介绍了不同坐标变换下的SVPWM,着重阐述了虚拟SVPWM及在其基础上衍生的各类优化虚拟空间矢量PWM在中点电压平衡控制中的应用;最后,介绍了n电平任意段多电平SVPWM与SPWM之间的本质联系,以及根据其统一性提出的优化PWM算法。

关键词：多电平PWM控制技术载波PWM 空间矢量脉宽调制(SVPWM) 中点电压平衡虚拟空间矢量

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不同含水量油纸绝缘的交直流空间电荷特性研究

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绝缘材料 2022年第2期55卷 57-66页

作者：周远翔薛磊黄欣张云霄滕陈源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

换流变压器在正常运行过程中,水分会导致油纸绝缘电气性能下降并加速其老化,导致寿命下降和绝缘击穿。为研究水分对油纸绝缘交直流复合电压下空间电荷特性与击穿特性的影响,制备不同含水量的油纸绝缘试样,利用交直流复合电压下空间电荷... 详细信息

换流变压器在正常运行过程中,水分会导致油纸绝缘电气性能下降并加速其老化,导致寿命下降和绝缘击穿。为研究水分对油纸绝缘交直流复合电压下空间电荷特性与击穿特性的影响,制备不同含水量的油纸绝缘试样,利用交直流复合电压下空间电荷测量系统,得到了交流、直流及交直流复合电压形式下水分含量对油纸绝缘空间电荷特性的影响规律,同时研究了不同水分含量试样在不同电压类型下的击穿特性。结果表明:交直流复合电压下油纸绝缘中的电场畸变率大于直流和交流电压下的电场畸变率;随着直流分量的增加,较高含水量试样的电气强度增加幅度明显低于较低含水量试样,低含水量试样的电气强度受直流电压分量影响而高于高含水量试样。

关键词：含水量交直流复合油纸绝缘空间电荷

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基于新型探测线圈的永磁电机转子失磁故障在线监测方法

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电力自动化设备 2020年第6期40卷 218-224页

作者：杜威孙宇光田代宗桂林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

在永磁同步电机(PMSM)靠近定子侧的气隙中布置特殊节距及联接方式的新型探测线圈,转子局部失磁故障会在其端口引起特定频率的交流电压,理论上可作为转子失磁故障的判据。由于电机实际运行中转速的波动和采样频率的限制,采用传统信号处... 详细信息

在永磁同步电机(PMSM)靠近定子侧的气隙中布置特殊节距及联接方式的新型探测线圈,转子局部失磁故障会在其端口引起特定频率的交流电压,理论上可作为转子失磁故障的判据。由于电机实际运行中转速的波动和采样频率的限制,采用传统信号处理方法难以准确提取探测线圈电压采样信号中的故障特征频率,可能会将转子失磁故障误判为定子内部短路故障。因此提出借助现代功率谱估计算法中的最小二乘旋转参数不变估计结合模拟退火算法,即使在转速扰动造成非整周期同步采样的情况下,也能够准确计算出探测线圈电压监测信号中各种分量的实际频率和有效值等,在此基础上提出了一种PMSM转子局部失磁故障的在线监测方案。通过样机实验,验证了这种在线监测方案的可靠性和灵敏性,为PMSM的安全运行提供了更完善的保障。

关键词：新型探测线圈永磁同步电机转子失磁故障现代功率谱估计故障在线监测

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电能路由器公共高频母线超瞬态过程机理及抑制措施

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中国电机工程学报 2021年第15期41卷 5283-5293页

作者：文武松赵争鸣袁立强魏树生姬世奇康长路冯高辉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) 北京市海淀区100084 山东泰开高压开关有限公司山东省泰安市271000

作为一种新型拓扑,基于模块化多有源桥的共高频母线结构正被应用于多端口电能路由器领域。由于H桥桥臂输出电压突变,会造成高频变压器内部集成的移相电感和分布电容产生自由振荡,从而引起高频母线电压出现数MHz的超瞬态过渡过程,极易造... 详细信息

作为一种新型拓扑,基于模块化多有源桥的共高频母线结构正被应用于多端口电能路由器领域。由于H桥桥臂输出电压突变,会造成高频变压器内部集成的移相电感和分布电容产生自由振荡,从而引起高频母线电压出现数MHz的超瞬态过渡过程,极易造成电磁干扰、触发驱动板故障,对模块规模化的高压大容量电能路由器的可靠性产生严重负面影响。该文首先对振荡支路的分布参数网络进行简化等效,并建立超瞬态过程的时域模型,对其产生机理进行了深入研究;其次,基于时域模型,分析这类超瞬态行为的主要影响因素,并通过时间尺度的转换,提出一种在高频母线上并联"不控整流(10)阻尼电阻"的抑制措施,介绍了阻尼电阻的设计方法;同时,给出关键分布参数和瞬态行为的关系,有助于实现高频变压器参数的提取和科学设计;最后,通过模块级、装置级实验分别对两端口和多端口拓扑结构进行验证,证明理论分析的准确性和抑制措施的有效性、实用性。

关键词：高频母线电能路由器超瞬态行为衰减对策

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