检索结果-内蒙古大学图书馆

高电压技术 2023年第1期49卷 61-71页

作者：张家玮张琛史先强张宇黄磊蔡旭上海交通大学电子信息与电气工程学院电气工程系上海200240 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 思源电气股份有限公司上海201108

针对构建新型电力系统对新能源场站惯量和电压支撑性的迫切需求,提出了一种面向高压大容量场景,且具有自主惯量响应和主动电压支撑能力的储能型静止无功发生装置(energy-storage-typestatic-var-generator,ESVG),以提升新能源场站的友... 详细信息

针对构建新型电力系统对新能源场站惯量和电压支撑性的迫切需求,提出了一种面向高压大容量场景,且具有自主惯量响应和主动电压支撑能力的储能型静止无功发生装置(energy-storage-typestatic-var-generator,ESVG),以提升新能源场站的友好并网运行能力。通过在风电场常规高压直挂式静止无功补偿装置(staticvar generator, SVG)上集成超级电容储能元件,使SVG具备有功和无功4象限运行的能力;针对该电路拓扑,进一步提出一种基于内电势下垂+环形限流的自同步电压源控制方法,不仅实现了对电网频率和电压的自主、快速支撑,而且可以维持装备在限流控制期间的电压源特性,较全面地逼近了同步机特性。基于提出的控制方法,给出了面向电网频率和电压响应需求的控制参数整定方法。最后,在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了ESVG并网系统电磁暂态仿真模型,仿真结果表明:ESVG能够在电网频率或电压波动时主动输出有功功率/无功功率,并能减少因电网有功负荷突然增加引起的频率变化,体现出较好的自主惯量响应和电压支撑能力。

关键词：链式电路 SVG 电压源控制惯量响应电压支撑超级电容

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适用于交直流混联配电网的多端口柔性互联开关

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中国电机工程学报 2023年第13期43卷 5151-5162页

作者：孙勇张建文周剑桥施刚杨兴武蔡旭电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学电气工程系) 上海市闵行区200240 上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090

随着分布式能源的高比例渗透和电动汽车的大量接入,传统交流配电网在电能质量、潮流调控和供电可靠性等方面面临着巨大挑战。基于柔性互联开关,构建柔性互联系统,可有效缓解上述问题。现有的中压柔性互联工程普遍采用背靠背型模块化多... 详细信息

随着分布式能源的高比例渗透和电动汽车的大量接入,传统交流配电网在电能质量、潮流调控和供电可靠性等方面面临着巨大挑战。基于柔性互联开关,构建柔性互联系统,可有效缓解上述问题。现有的中压柔性互联工程普遍采用背靠背型模块化多电平换流器(back-to-back multilevel modular converter,BTB-MMC)方案,多个MMC通过直流链路相连实现所连馈线的互联互通,并由此构建中压直流配电网,形成交直流混合配电网,以更好的消纳直流负荷,但该方案成本高、占地面积大,不利于大规模推广。因此,该文结合MMC结构特点,提出一种适用于交直流混合配电网的多端口的柔性互联开关(multi-port flexible interconnection switch,MPFIS),通过小容量模块引出多个中压交流端口互联多条中压交流馈线,通过协调控制方式实现各馈线的有功无功解耦控制。其具有的中压直流端口,可连接中压直流配电网。围绕提出的MPFIS拓扑,分析其功率调节原理、能量平衡机制,并提出相应的控制策略。接着,为阐述MPFIS方案的优势,将该方案与常规BTB-MMC方案进行对比。最后,仿真与实验结果验证了所提方案及控制策略的可行性与有效性。

关键词：柔性互联开关中压交直流混合配电网多端口变换器潮流调节

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长持续时间雷电流电弧下材料损伤的电–磁–热–力耦合分析

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中国电机工程学报 2022年第22期42卷 8382-8389页

作者：肖慈恩刘亚坤电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学电气工程系) 上海市闵行区200240

材料遭受雷电直击后的损伤机理是飞机、油罐等系统雷电防护研究的基础。基于电弧的磁流体动力学及其放电时阴极–电弧–阳极的联合分析,该文建立长持续时间雷电流电弧下材料损伤的电–磁–热–力耦合模型,研究雷电流电弧的热流体动力学... 详细信息

材料遭受雷电直击后的损伤机理是飞机、油罐等系统雷电防护研究的基础。基于电弧的磁流体动力学及其放电时阴极–电弧–阳极的联合分析,该文建立长持续时间雷电流电弧下材料损伤的电–磁–热–力耦合模型,研究雷电流电弧的热流体动力学特征;计算雷电流电弧作用下材料的损伤深度,并讨论材料损伤过程中各能量的贡献以及影响因素。结果表明,以飞机常用材料铝合金3003为示例,在幅值为400A、持续时间为500ms的长持续时间雷电流分量作用下,材料的损伤深度计算值为3.52mm,相比试验结果误差为6.2%;电弧弧柱的峰值温度为29700K,流速峰值为254m/s,压力峰值为103.7kPa。此外考虑电弧与电极间的能量传递过程,认为电弧与阳极材料的电弧热传导和材料表面吸收的电子能量是造成材料损伤的主要原因。

关键词：雷电电弧材料损伤能量分析磁流体

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功率半导体器件频域热流模型及特性

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中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4426-4434,I0021页

作者：徐梦琦蔡恬乐马柯周党生电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学电气工程系) 上海市闵行区200240 深圳市禾望电气股份有限公司广东省深圳市518000

功率半导体器件的热应力是导致其失效的主要原因之一,因此近年来针对器件的热建模越来越受到关注。由于工况的复杂性,功率半导体器件承受的暂态电热行为通常呈现多时间尺度特性。为了解决这一问题,学者们做出了许多努力,而频域建模相对... 详细信息

功率半导体器件的热应力是导致其失效的主要原因之一,因此近年来针对器件的热建模越来越受到关注。由于工况的复杂性,功率半导体器件承受的暂态电热行为通常呈现多时间尺度特性。为了解决这一问题,学者们做出了许多努力,而频域建模相对而言是一个较为简单且实用的方法。但是,目前大多数方法只针对器件的温度频域特性进行研究,而忽略了热流特性,导致器件热模型与外部散热条件相连时温度预测的不准确。文中从频域建模出发,分析功率半导体器件的热流在频域下呈现的低通滤波特性,并提出一种多阶三频率的低通滤波器的热流频域建模方法。该方法还原功率半导体器件全频段的热流特性,提升器件热应力描述的准确性,解决了器件模型与外部散热条件相连的难题,并通过有限元仿真和实验进行验证。

关键词：功率半导体器件频域分析有限元热模型

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固态电池硫基电解质在硅负极表面锂化衰退过程的第一性原理研究

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中国电机工程学报 2025年

作者：郝伟刘亚坤梁正贺筱雅李雨珺罗栋煌电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学电气工程系) 上海交通大学变革性分子前沿学科中心

硅负极和硫基电解质是全固态电池研究基础之一，其电化学与界面稳定问题尚不明晰。本文结合第一性原理计算和实验研究，分析硅负极在锂化-去锂化循环中的结构变化特征，建立硫代磷酸锂及硫代锗磷酸锂固态电解质耦合电池负极的能量和体... 详细信息

硅负极和硫基电解质是全固态电池研究基础之一，其电化学与界面稳定问题尚不明晰。本文结合第一性原理计算和实验研究，分析硅负极在锂化-去锂化循环中的结构变化特征，建立硫代磷酸锂及硫代锗磷酸锂固态电解质耦合电池负极的能量和体积变化预测模型，对比其与锂和硅两种负极界面锂化衰退下的能量与结构变化，研究界面空腔的产生与扩展规律。结果表明，硅晶体在循环后转化为无定形态，单位化学式下能量增长0.48 eV、体积膨胀21.9 ?3。硫代磷酸锂在硅负极锂化衰退下的能量下降和空腔体积变化为30.1 eV和-0.4 %，小于锂负极下的46.5 eV和 45.8 %。实验表征结果与计算预测一致，表明硅负极可有效抑制硫基固态电解质的自发锂化分解，阻止界面空腔产生。电解质与负极表面锂化研究可为电池内短路等安全问题提供参考。

关键词：硅负极硫基固态电解质锂化衰退界面空腔第一性原理计算

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阶梯-峰谷电价机制下户用光-储系统双层滚动优化运行策略

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电力科学与技术学报 2024年第6期39卷 22-32页

作者：刘鹏飞林顺富解大上海电力大学电气工程学院上海200090 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

分布式光伏对于实现“双碳”目标和建设以新能源为主体的新型电力系统具有重要意义。研究了当前阶梯-峰谷电价体系下户用光-储系统的优化运行问题。首先,介绍了户用光-储系统的结构和电价体系。其次,考虑阶梯-峰谷电价对用户长时间尺度... 详细信息

分布式光伏对于实现“双碳”目标和建设以新能源为主体的新型电力系统具有重要意义。研究了当前阶梯-峰谷电价体系下户用光-储系统的优化运行问题。首先,介绍了户用光-储系统的结构和电价体系。其次,考虑阶梯-峰谷电价对用户长时间尺度用能策略的影响,提出了基于模型预测控制的户用光-储系统双层滚动优化运行策略。其中,上层模型为基于阶梯电价,以年综合收益最大为目标的年滚动优化,下层模型为基于峰谷电价,以日运行成本最低为目标的日滚动优化。下层模型中光伏和储能的运行方案以上层优化结果为参照,并修正由于不确定性因素导致的系统状态偏差。此外,采用Informer模型解决了长时间尺度下系统状态的准确预测问题。最后,通过算例仿真结果表明,所提策略可以推迟高阶梯电价的使用时刻,有效提高居民用户的整体收益。

关键词：户用光-储系统阶梯-峰谷电价体系模型预测控制优化运行

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船舶中压直流综合电力系统(一):系统结构和电力电子变换器

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电工技术学报 2024年第21期39卷 6647-6665页

作者：杨亚宇邰能灵黄文焘马建军方斯顿上海海事大学物流工程学院上海201306 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 上海交通大学国家电投智慧能源创新学院上海200240 重庆大学电气工程学院重庆400044

船舶中压直流综合电力系统具有高功率密度、高运行灵活性等优势,是我国实施海洋强国战略的重要基础。该论文的第一部分首先分析了船舶电力系统的发展趋势,从拓扑结构、电压等级、接线形式、接地方式等角度梳理了船舶中压直流综合电力系... 详细信息

船舶中压直流综合电力系统具有高功率密度、高运行灵活性等优势,是我国实施海洋强国战略的重要基础。该论文的第一部分首先分析了船舶电力系统的发展趋势,从拓扑结构、电压等级、接线形式、接地方式等角度梳理了船舶中压直流综合电力系统的特殊系统结构;然后,根据现有文献详细阐述了发电侧整流器、推进变流器、DC-DC变换器等船舶中压直流综合电力系统关键电力电子变换器的研究现状,并进行了详细对比;最后,总结了船舶中压直流综合电力系统与陆上直流微电网的典型差异,并梳理了国内外相关技术标准。

关键词：中压直流船舶综合电力系统系统结构电力电子变换器

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不同温度下XLPE-SIR异质绝缘的交/直流电树枝及局部放电特性

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中国电机工程学报 2023年第18期43卷 7334-7344页

作者：王雅妮张帅任品顺王亚林杨兴武上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240

交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆本体与附件构成的异质绝缘的电树枝化严重威胁电缆及附件的安全运行。为探明不同温度下XLPE-硅橡胶(silicone rubber,SIR)异质绝缘的交/直流电树枝及局部放电特性,分别在30、50和70℃下,... 详细信息

交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆本体与附件构成的异质绝缘的电树枝化严重威胁电缆及附件的安全运行。为探明不同温度下XLPE-硅橡胶(silicone rubber,SIR)异质绝缘的交/直流电树枝及局部放电特性,分别在30、50和70℃下,对XLPE-SIR进行交/直流下的电树枝实验及局部放电检测。结果表明,局部放电特征量与电树枝发展阶段密切相关,其中放电量变化率相关性最强;异质绝缘界面对电树枝发展起阻碍作用;交/直流下试样击穿路径不同,推测这与实际界面的非理想接触状态及交/直流下界面附近电荷分布与局部放电差异有关;此外,温度升高不仅促进电树枝的引发与生长,同时对交流电树枝形态有显著影响。结果可为高压交/直流XLPE电缆附件处的绝缘老化状态监测与评估提供一定理论依据。

关键词：电缆附件异质绝缘电树枝局部放电界面温度

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计及废物处理和甲醇合成的工业园区综合能源低碳经济运行策略

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电网技术 2023年第10期47卷 4201-4209页

作者：杨欢红周泽黄文焘周思怡焦伟柴磊上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240

为实现工业园区降低源头污染物排放与优化能源结构,提出了一种考虑废物能源化和甲醇合成的工业园区综合能源低碳经济运行策略,充分挖掘氢能在化工行业的潜力。从废弃物的能源特性出发,分析不同的处理方式的影响,建立废物能源化单元模型... 详细信息

为实现工业园区降低源头污染物排放与优化能源结构,提出了一种考虑废物能源化和甲醇合成的工业园区综合能源低碳经济运行策略,充分挖掘氢能在化工行业的潜力。从废弃物的能源特性出发,分析不同的处理方式的影响,建立废物能源化单元模型。考虑到氢能的储运成本及甲醇在化工行业应用广泛,结合氢转甲醇技术,建立甲醇合成系统模型。在奖惩阶梯碳交易机制下,以系统运行成本最低为目标,并运用商业求解器CPLEX进行求解。通过不同场景的对比分析,仿真结果表明所提策略在充分考虑系统经济性的基础上,能有效促进工业源头污染物减量,降低系统运行成本和碳排放量。

关键词：废物能源化甲醇合成碳交易机制工业园区综合能源系统

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区域低碳综合能源系统规划关键技术与挑战

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电网技术 2022年第9期46卷 3290-3303页

作者：杨龙张沈习程浩忠吕佳炜上海交通大学电气工程系上海市闵行区200240 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240

区域低碳综合能源系统在“双碳”目标的实现路径中将扮演重要角色,其规划研究领域仍有许多关键技术有待突破。首先,提炼区域低碳综合能源系统的定义和特点;其次,分别从源侧、网侧、荷侧和储侧出发,分析区域低碳综合能源系统的形态特征... 详细信息

区域低碳综合能源系统在“双碳”目标的实现路径中将扮演重要角色,其规划研究领域仍有许多关键技术有待突破。首先,提炼区域低碳综合能源系统的定义和特点;其次,分别从源侧、网侧、荷侧和储侧出发,分析区域低碳综合能源系统的形态特征及减碳潜力;然后,系统性梳理区域低碳综合能源系统规划的多能耦合建模、多能流分析方法、碳排放分析方法及不确定性分析方法;在此基础上,归纳总结区域低碳综合能源系统的规划模型及其求解算法,并做出评述;最后,对区域低碳综合能源系统规划未来面临的挑战进行展望。

关键词：区域低碳综合能源系统减排潜力多能耦合低碳要素规划

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