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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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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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甲醇重整固体氧化物燃料电池热电联产系统热力学分析与优化设计

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中国电机工程学报 2025年第2期45卷 502-512,I0009页

作者：李青山郝勇生翁方龙韩敏芳孙立大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心(东南大学能源与环境学院) 江苏省南京市210018 中国船舰研究设计中心湖北省武汉市430064 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学能源与动力工程系) 北京市海淀区100084

甲醇燃料因其来源广泛、易于储运的特点,在固体氧化物燃料电池的船舶应用方面具有较大的潜力。该文提出面向船舶平台的甲醇燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)热电联产系统,基于甲醇重整反应动力学建立重整反应器模型... 详细信息

甲醇燃料因其来源广泛、易于储运的特点,在固体氧化物燃料电池的船舶应用方面具有较大的潜力。该文提出面向船舶平台的甲醇燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)热电联产系统,基于甲醇重整反应动力学建立重整反应器模型,通过Aspen Custom Model软件建立SOFC机理模型。针对甲醇重整过程水醇比及反应器温度、SOFC工作过程燃料利用率及工作温度双参数共同作用的影响进行详细分析。结果表明,甲醇重整过程最佳水醇比为1.3/1,最佳反应出口温度为280℃;SOFC最佳工作温度和燃料利用率分别为760℃和0.65;系统能量损失和(火用)损失随SOFC电功率增加而增加;SOFC电功率为50 kW时,SOFC电效率、系统能量效率和(火用)效率分别为59%、89%和41%。所提出的热电联产系统可实现高效热电供应,为SOFC船舶平台应用提供一定建议。

关键词：甲醇蒸汽重整固体氧化物燃料电池低温催化燃烧热力学性能

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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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ALSTOM气化炉基准问题的控制特性分析

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清华大学学报（自然科学版） 2009年第5期49卷 696-701页

作者：薛亚丽李东海王军清华大学热能工程系电力系统国家重点实验室北京100084

气化炉是洁净煤发电系统的关键设备,其控制水平直接影响到电站整体的安全和效率。针对ALSTOM能源技术中心发布的气化炉控制基准问题,从控制系统设计的角度出发,对其非线性、耦合性和抗扰性进行了定量分析。结果表明:该系统具有一定的非... 详细信息

气化炉是洁净煤发电系统的关键设备,其控制水平直接影响到电站整体的安全和效率。针对ALSTOM能源技术中心发布的气化炉控制基准问题,从控制系统设计的角度出发,对其非线性、耦合性和抗扰性进行了定量分析。结果表明:该系统具有一定的非线性,对控制器的鲁棒设计有较高的要求;系统具有强耦合;通过广义相对扰动增益分析,获得了该气化炉系统的分散和解耦控制结构。上述分析结果对进一步设计和优化控制系统提供了有价值的参考。

关键词：能源与动力工程控制特性控制结构气化炉

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球磨机制粉系统的线性自抗扰控制

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工程科学学报 2015年第4期37卷 509-516页

作者：董君伊孙立李东海清华大学热能工程系电力系统国家重点实验室北京100084

球磨机制粉系统具有大惯性、大时滞和强耦合等特点,很难建立精确的数学模型.本文分析了球磨机制粉系统的动态特性,并为其设计分散线性自抗扰控制方案.该方案综合分散控制和线性自抗扰控制器的优点,结构简单,不依赖于对象精确模型,可以... 详细信息

球磨机制粉系统具有大惯性、大时滞和强耦合等特点,很难建立精确的数学模型.本文分析了球磨机制粉系统的动态特性,并为其设计分散线性自抗扰控制方案.该方案综合分散控制和线性自抗扰控制器的优点,结构简单,不依赖于对象精确模型,可以对被控对象中存在的耦合、干扰和不确定性等进行估计并补偿.根据实际现场要求,对球磨机制粉系统进行设定值跟踪实验、输入扰动实验和性能鲁棒性实验,并比较所设计方案与PID方案的控制性能.结果表明,分散线性自抗扰控制具有更强的解耦能力和抗干扰能力,且性能鲁棒性更优.

关键词：球磨机制粉干扰抑制线性控制系统解耦鲁棒性

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基于火检与火焰图像信息的旋流燃烧器状态监测

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清华大学学报（自然科学版） 2010年第7期50卷 1053-1057页

作者：张雪郑康捷丁艳军吴占松清华大学热能工程系电力系统国家重点实验室北京100084

电站锅炉运行中,由于煤质和负荷变化,经常导致燃烧工况恶化,但是运行人员因为缺乏评判燃烧状态的可靠依据,无法及时做出优化调整。该文研究了利用火焰检测器获得的火焰辐射能信号以及工业CCD获得的火焰图像信息,实时监测单个旋流燃烧器... 详细信息

电站锅炉运行中,由于煤质和负荷变化,经常导致燃烧工况恶化,但是运行人员因为缺乏评判燃烧状态的可靠依据,无法及时做出优化调整。该文研究了利用火焰检测器获得的火焰辐射能信号以及工业CCD获得的火焰图像信息,实时监测单个旋流燃烧器燃烧稳定性的方法。在单因素实验中,实验数据分析得出的燃烧器状态与理论分析的结果一致;在多因素实验中,实验数据充分反映出煤质、燃烧器负荷、配风方式变化对燃烧器状态造成的影响。研究表明:该方法能够有效表征燃烧器燃烧的稳定性,为进一步实现燃烧器状态的优化控制提供了依据。

关键词：电站锅炉旋流燃烧器燃烧稳定性实时监测火焰图像火焰检测器

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燃气轮机机理建模与性能监测

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工程热物理学报 2020年第3期41卷 548-553页

作者：张元哲刘培李政清华大学能源与动力工程系电力系统国家重点实验室北京100084

燃气轮机电厂是电网调峰和分布式能源系统中的重要组成部分,其安全稳定运行和快速响应对燃气轮机性能要求较高,因此对燃气轮机进行性能监测有着重要意义。本文采用了模块化机理建模的方法,基于MATLAB平台,建立了简单循环单轴燃气轮机数... 详细信息

燃气轮机电厂是电网调峰和分布式能源系统中的重要组成部分,其安全稳定运行和快速响应对燃气轮机性能要求较高,因此对燃气轮机进行性能监测有着重要意义。本文采用了模块化机理建模的方法,基于MATLAB平台,建立了简单循环单轴燃气轮机数学模型,并以某典型9E燃气轮机的实际运行数据进行了模型验证,结果表明本文所建模型可以较准确地反映燃气轮机性能。此外,本文所建数学模型具有一定的普适性,通过输入不同的设计参数,可以用于不同等级、不同型号燃气轮机的性能研究。

关键词：燃气轮机机理建模变工况 MATLAB

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主导因素法在燃气轮机建模中的应用

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工程热物理学报 2021年第4期42卷 847-853页

作者：张元哲刘培李政清华大学能源与动力工程系电力系统国家重点实验室北京100084

燃气轮机具有效率高、排放低、启停迅速、能量密度高等优势,在我国能源结构改善中起重要作用,天然气的大规模利用也为我国燃机技术的应用提供了机遇。而燃气轮机集成度高,高温部件工作环境恶劣,使得电站燃气轮机测点少,可获取现场运行... 详细信息

燃气轮机具有效率高、排放低、启停迅速、能量密度高等优势,在我国能源结构改善中起重要作用,天然气的大规模利用也为我国燃机技术的应用提供了机遇。而燃气轮机集成度高,高温部件工作环境恶劣,使得电站燃气轮机测点少,可获取现场运行数据有限。本文采用了主导因素法,基于MATLAB平台,建立了简单循环单轴燃气轮机数学模型,并以某典型M701F燃气轮机的现场运行数据进行了模型验证,结果表明本文所建模型可以较准确地反映燃气轮机性能。

关键词：燃气轮机建模主导因素法 MATLAB

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配电线路电流保护的跌落保护性能评估

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电力系统自动化 2006年第6期30卷 25-29+41页

作者：王宾潘贞存徐文远董新洲清华大学电机系电力系统国家重点实验室山东大学电气工程学院

系统中大部分电压跌落由故障引起,快速可靠地判断并切除故障是继电保护的主要职责。然而,目前的电压跌落治理方案均缺乏对继电保护技术的评价和应用。文中将三段式电流保护动作特性引入CBEMA(Computer Business Equipreent Manufacturin... 详细信息

系统中大部分电压跌落由故障引起,快速可靠地判断并切除故障是继电保护的主要职责。然而,目前的电压跌落治理方案均缺乏对继电保护技术的评价和应用。文中将三段式电流保护动作特性引入CBEMA(Computer Business Equipreent Manufacturing Association)敏感特性曲线中,提出了电流保护的电压跌落安全域评估模型及保护性能评估模型,有效地衡量了线路电流保护可以提供给敏感设备安全运行的有效区域以及最大电压跌落保护能力。相关理论与算例分析表明,继电保护技术可以提供一定的电压跌落治理能力;改善电流保护的电压跌落保护性能,只能从增大无时限电流速断(I段)保护的保护范围入手。

关键词：配电系统电压跌落电流保护跌落治理

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