检索结果-内蒙古大学图书馆

清华大学学报（自然科学版） 2022年第10期62卷 1715-1720页

作者：黄伟灿蒋晓华薛芃李欣阳沈稚栋孙宇光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

超导直流能源管道将高温超导直流输电技术和长距离液化天然气管道输送技术结合为一体,管道中流动的液化天然气起到超导电缆制冷剂的作用,能够大幅提高能量的输送密度和效率。为保证大容量超导输电系统在直流能源管道这种特殊运行工况下... 详细信息

超导直流能源管道将高温超导直流输电技术和长距离液化天然气管道输送技术结合为一体,管道中流动的液化天然气起到超导电缆制冷剂的作用,能够大幅提高能量的输送密度和效率。为保证大容量超导输电系统在直流能源管道这种特殊运行工况下的安全可靠运行,有必要研究其中载流导体的设计方法。该文分析了能源管道运行温区中超导带材临界电流密度受磁场影响的衰减情况和铜支撑骨架在超导电缆短路失超中所起的作用。对±10 kV/1 kA双极同轴超导直流能源管道的载流导体进行了优化设计,得到单极电缆所需的超导带材最少数量为12根,铜支撑体最小截面积为1.48×10^(-4)m^(2)。通过有限元仿真,验证了超导能源管道中的载流导体优化方案在短路故障下的热稳定性。该载流导体设计方法对于不同电压电流等级和管道结构的超导直流能源管道设计也具有普适意义。

关键词：高温超导带材有限元仿真热稳定性超导直流能源管道

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采用Ga掺杂的具有低泄漏电流和高稳定性避雷器ZnO压敏电阻

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物理学报 2023年第6期72卷 237-245页

作者：刘冬季马圆圆何金柏王昊周远翔孙冠岳赵洪峰国网宁夏电力有限公司宁东供电公司灵武751400 山东大学电气工程学院济南250061 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 德州学院能源与机械学院德州253023 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新疆大学风光储分室乌鲁木齐830046

为了获得性能更为稳定的ZnO压敏电阻,研究了含有Ga掺杂的ZnO压敏电阻的稳定特性,对所获得的实验样品的微观结构和电气特性进行了电子显微镜扫描测试、电压-电流非线性特性测试、电容-电压特性测试、X-射线衍射谱测试、能谱扫描测试、介... 详细信息

为了获得性能更为稳定的ZnO压敏电阻,研究了含有Ga掺杂的ZnO压敏电阻的稳定特性,对所获得的实验样品的微观结构和电气特性进行了电子显微镜扫描测试、电压-电流非线性特性测试、电容-电压特性测试、X-射线衍射谱测试、能谱扫描测试、介质损耗测试及交流加速老化测试.实验结果表明,随着Ga掺杂量的进一步增加,Ga离子占据了ZnO晶格上的空位,增加了界面态密度,提高了肖特基势垒高度,一方面降低了ZnO压敏电阻的泄漏电流密度,另一方面抑制了耗尽层中自由电子的迁移,提高了ZnO压敏电阻在高荷电率环境下的稳定特性.Al离子固溶到ZnO晶格当中,产生大量的自由电子,降低了ZnO晶粒的电阻率,从而有效降低了ZnO压敏电阻在通过大电流时的残压比.当Ga的掺杂摩尔分数达到0.6%时,泄漏电流密度为0.84μA/cm^(2),残压比为1.97,非线性系数为66,其肖特基势垒高度为1.81 eV.在115℃环境下,对试验样品施加87%E1 mA,89%E1 mA和91%E1 mA的交流加速老化电压,老化时间为1000 h,老化系数分别为0.394,0.437和0.550.此研究将有助于进一步提高ZnO避雷器的保护水平,实现深度限制电网过电压,提高电力系统的安全稳定性.

关键词： ZnO压敏电阻老化稳定性电气特性荷电率

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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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新型电力系统背景下抽水蓄能和新型储能协同发展研究

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全球能源互联网 2024年第4期7卷 363-371页

作者：王雪林钟海旺清华四川能源互联网研究院四川省成都市610213 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

抽水蓄能和新型储能协同发展对实现能源结构转型有积极推动作用,但适应新型电力系统建设进程的抽水蓄能和新型储能如何协同发展尚无定论。结合新型电力系统不同时间尺度储能需求和储能发展现状分析明确抽水蓄能和新型储能功能定位和发... 详细信息

抽水蓄能和新型储能协同发展对实现能源结构转型有积极推动作用,但适应新型电力系统建设进程的抽水蓄能和新型储能如何协同发展尚无定论。结合新型电力系统不同时间尺度储能需求和储能发展现状分析明确抽水蓄能和新型储能功能定位和发展趋势,并适应新型电力系统建设需求基于规划定位—技术创新—运维管理—运营策略架构提出抽水蓄能和新型储能协同发展建议,为推动储能行业发展决策制定、促进储能行业良性发展提供战略支撑。

关键词：新型电力系统抽水蓄能新型储能协同发展发展阶段

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交直流复合电压下热老化油纸绝缘空间电荷特性

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高电压技术 2022年第12期48卷 4800-4808页

作者：黄欣周远翔张灵张云霄滕陈源薛磊新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系) 北京100084 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乌鲁木齐830047

换流变压器阀侧绝缘长期承受交直流复合电压的作用。为了研究油纸绝缘在交直流复合电压下空间电荷特性,该文开展了油纸绝缘加速热老化试验,搭建复合电压下电声脉冲法空间电荷测量系统,测量交流、直流以及交直流复合电压下油纸绝缘内部... 详细信息

换流变压器阀侧绝缘长期承受交直流复合电压的作用。为了研究油纸绝缘在交直流复合电压下空间电荷特性,该文开展了油纸绝缘加速热老化试验,搭建复合电压下电声脉冲法空间电荷测量系统,测量交流、直流以及交直流复合电压下油纸绝缘内部空间电荷积聚和消散情况,并进一步计算得到油纸绝缘陷阱深度。研究结果表明,不同老化状态的油纸绝缘在交直流复合电压下均出现铝电极附近的负极性空间电荷积聚,老化的油纸绝缘由于正负电荷不同的注入迁移特性,在交流电压下同样出现负极性空间电荷积聚;随着老化时间的增加,油纸绝缘中积聚的空间电荷先减少后增加;与直流极化相比,交直流复合电压极化后老化油纸绝缘的平均陷阱深度更大。

关键词：油纸绝缘空间电荷交直流复合电压热老化陷阱

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基于逆阻型IGCT器件的固态式直流断路器设计及研制

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高电压技术 2024年第2期50卷 551-560页

作者：严鑫余占清屈鲁甘之正任春频曾嵘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 清华四川能源互联网研究院直流研究中心成都610042 清华大学能源互联网创新研究院北京100084

直流系统是支撑高比例新能源接入与灵活高效用能的重要技术方向。固态式直流断路器(solid state DC circuit breaker,SSCB)具有开断速度极快、无电弧、寿命长等优点,在中低压直流系统的故障保护中得到广泛应用。随着电力电子器件的发展... 详细信息

直流系统是支撑高比例新能源接入与灵活高效用能的重要技术方向。固态式直流断路器(solid state DC circuit breaker,SSCB)具有开断速度极快、无电弧、寿命长等优点,在中低压直流系统的故障保护中得到广泛应用。随着电力电子器件的发展,固态式直流断路器的拓扑结构、工作性能也在不断进步。为此基于逆阻型集成门极换流晶闸管(intergated gate commutate thyristor,IGCT),提出了一种新型的固态式直流断路器结构及设计方法,通流支路采用逆阻IGCT反并联结构实现双向通流,缓冲支路采用金属氧化物避雷器(metal oxide varistor,MOV)-电容结构来抑制过电压,吸能支路采用MOV吸收系统能量。进一步地,给出了关键元器件的参数设计方法,并验证了有效性;设计了性能良好的重力热管散热器,单个模块散热功率可达700 W;提出了主被动结合的控保策略,提高断路器的保护性能。最后,研制了固态式直流断路器样机,可用于750 V以内的低压直流系统,额定通流可达2 kA,可在百微秒内开断10 kA故障电流,成本低、体积小、高可靠,具有良好的应用前景。

关键词：直流输配电固态式直流断路器逆阻型IGCT 反并联结构缓冲设计

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纳米MgO/环氧树脂复合材料的陷阱特性及对电树枝特性的影响研究

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电工技术学报 2022年第21期37卷 5562-5569页

作者：程子霞邢威威张云霄周远翔滕陈源郑州大学电气工程学院郑州450001 电力系统及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) 北京100084 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(新疆大学电气工程学院)风光储分室乌鲁木齐830047

随着电压等级的不断提升,因电树枝老化而导致的绝缘材料失效问题日益严重。为研究纳米MgO对环氧树脂电树枝老化的影响,制备了不同MgO填充量(质量分数0~1%)的纳米MgO/环氧树脂复合材料,对其电树枝的起始和生长过程进行观测。结果表明,在... 详细信息

随着电压等级的不断提升,因电树枝老化而导致的绝缘材料失效问题日益严重。为研究纳米MgO对环氧树脂电树枝老化的影响,制备了不同MgO填充量(质量分数0~1%)的纳米MgO/环氧树脂复合材料,对其电树枝的起始和生长过程进行观测。结果表明,在微量填充下,纳米MgO/环氧树脂复合材料的耐电树枝性能随填充量的增加而提高。当纳米MgO质量分数为1%时,纳米MgO/环氧树脂复合材料的起树概率降低了45%、电树枝长度降低为纯环氧树脂的1/3、交流击穿场强提高了14.1%。由介电特性和陷阱特性分析可得,随填充量的增加,复合材料的介电常数减小,陷阱能级加深。纳米MgO的加入提高了复合材料的陷阱能级,降低了载流子的迁移率和浓度,进而提高了纳米MgO/环氧树脂复合材料的耐电树枝性能。

关键词：环氧树脂纳米MgO 电树枝介电特性陷阱

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采用多元线性回归方法分析短路比对风电并网系统小干扰稳定性的影响

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电力建设 2023年第4期44卷 113-118页

作者：汪林光谢小荣贺静波刘威电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市100084 国家电网有限公司国家电力调度控制中心北京市100031

短路比对风电并网系统的小干扰稳定性有重要影响,常规机理性或仿真分析仅关注特定场景下参数的影响,而缺乏全工况下的宏观把握,文章提出多元线性回归方法来解决这一问题。首先介绍风电并网系统中重点关注的两类小干扰稳定性(包括同步稳... 详细信息

短路比对风电并网系统的小干扰稳定性有重要影响,常规机理性或仿真分析仅关注特定场景下参数的影响,而缺乏全工况下的宏观把握,文章提出多元线性回归方法来解决这一问题。首先介绍风电并网系统中重点关注的两类小干扰稳定性(包括同步稳定性和次/超同步振荡稳定性)的机理与分析方法;其次回顾新能源场景下单机系统短路比定义;然后构建基于多元线性回归的统计性分析方法,通过对大量判稳算例进行回归分析来总体评估小干扰稳定性的影响因素;最后将所述方法分别应用于直驱和双馈风电机组并网系统,分析了短路比对同步稳定性和次/超同步振荡稳定性影响的量化特征。研究结果可用于指导短路比指标在风电系统小干扰稳定性评估中的应用。

关键词：短路比小干扰稳定风电系统多元线性回归

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Y_(2)O_(3)掺杂对钛酸锶钡陶瓷材料介电-温度及电阻率-温度特性的影响

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高电压技术 2023年第11期49卷 4686-4694页

作者：周远翔杨达姜贵敏滕陈源张云霄姚彤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 浙江工业大学信息工程学院杭州310023 福州大学电气工程与自动化学院福州350108

钛酸钡基电介质陶瓷因具有良好的介电和正温度系数特性已被广泛应用于科技、工业以及日常生活中,在新兴领域的需求下,开发具有低居里温度和高常温电阻率特性的电介质陶瓷材料具有重要意义。因此,采用固相法制备了不同掺杂浓度氧化钇(Y_(... 详细信息

钛酸钡基电介质陶瓷因具有良好的介电和正温度系数特性已被广泛应用于科技、工业以及日常生活中,在新兴领域的需求下,开发具有低居里温度和高常温电阻率特性的电介质陶瓷材料具有重要意义。因此,采用固相法制备了不同掺杂浓度氧化钇(Y_(2)O_(3))的钛酸锶钡(Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_(3),BST),正温度系数(positive temperature coefficient,PTC)陶瓷材料,通过X射线衍射和扫描电镜测试了试样的理化特性,利用宽频介电谱仪和电阻率–温度测量系统分别获得了试样的介电–温度特性和电阻率–温度特性,并构建了四象限模型分析钇(Y)对材料介电–温度特性和电阻率–温度特性的影响机理。研究表明:随Y_(2)O_(3)含量的增大,介电常数和居里温度均呈先增大后减小的趋势,而常温电阻率呈现相反的变化趋势。0.0008 mol的Y_(2)O_(3)掺杂可大幅提高BST材料相对介电常数(>105)且具有较低的居里温度(34.1℃)和较大的常温电阻率(5.6×106Ω·cm)。实现了低居里温度和高电阻率特性的协同调控,拓宽了PTC材料的应用范围。

关键词：钛酸锶钡居里温度常温电阻率介电–温度特性电阻率–温度特性

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计及电量交易信息的用电碳计量方法

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中国电机工程学报 2024年第2期44卷 439-450,I0001页

作者：李姚旺刘昱良杨晓斌何伟方宇娟杜尔顺张宁李佳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 清华四川能源互联网研究院四川省成都市610213 国网江西省电力有限公司江西省南昌市330096

充分挖掘电碳耦合价值,构建电碳协同市场是实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手。电碳信息的耦合依赖一套合理、有效的用电碳计量体系,但我国现行用电碳计量体系中尚未考虑电量交易信息的影响,不能完全厘清每个电量交易行为背后蕴含的碳... 详细信息

充分挖掘电碳耦合价值,构建电碳协同市场是实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手。电碳信息的耦合依赖一套合理、有效的用电碳计量体系,但我国现行用电碳计量体系中尚未考虑电量交易信息的影响,不能完全厘清每个电量交易行为背后蕴含的碳排放责任。针对此问题,该文从碳排放流理论出发,提出一套计及电量交易行为的用电碳计量新方法。首先,根据碳排放流理论的计算特性,针对有损网络建立其无损等效网络模型;之后,将交易电量和非交易流电量拆解开来,并分别根据其电量来源独立核算其产生的对应碳排放责任。该文方法严格遵守直接和间接碳排放的总量守恒原则,能够厘清电量交易行为背后蕴含的碳排放责任转移,且能够兼顾碳排放因子的时空差异性量化需求,进而具备引导用户开展低碳需求响应的能力。基于PJM-5节点系统和我国某地市实际数据开展仿真分析,仿真结果验证该文方法的有效性。

关键词：新型电力系统碳计量电力市场碳市场碳排放流理论

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