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清华大学学报（自然科学版） 2007年第4期47卷 474-477页

作者：宁圃奇柴建云蔡凭黄海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 中船重工集团公司第712所武汉430064

为了定量评估短路电流对多相永磁推进电机转子磁钢的危害,并为短路保护提供依据,建立了该类电机基于场路耦合的非线性电磁暂态数学模型。据此以一台50 kW 4极18相永磁无刷直流电机为例,计算了发生外部单相对地和2相对地突然短路故障时... 详细信息

为了定量评估短路电流对多相永磁推进电机转子磁钢的危害,并为短路保护提供依据,建立了该类电机基于场路耦合的非线性电磁暂态数学模型。据此以一台50 kW 4极18相永磁无刷直流电机为例,计算了发生外部单相对地和2相对地突然短路故障时的短路电流波形,并分析了发生短路时阻尼绕组对电磁暂态过程的影响,其仿真结果与实验结果吻合较好。研究结果表明,该方法可以有效地计算该类电机的暂态短路电流,可用于设计阻尼绕组和校核永磁磁钢的最大退磁工作点。

关键词：永磁电机场路耦合突然短路阻尼绕组

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考虑频率安全约束的电力系统临界惯量计算

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清华大学学报（自然科学版） 2022年第10期62卷 1721-1729页

作者：易佩景志滨徐飞陈磊齐军姜希伟高旭泽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 内蒙古电力(集团)有限责任公司呼和浩特010010

随着新能源大规模接入电网,电力系统惯量逐渐减小,系统频率安全受到严重威胁。该文采用“临界惯量”来量化发生临界故障后,为了维持系统稳定所需的最小惯量。首先,提出了一种解析化的频率安全计算方法,通过构造频差曲线,基于平均系统开... 详细信息

随着新能源大规模接入电网,电力系统惯量逐渐减小,系统频率安全受到严重威胁。该文采用“临界惯量”来量化发生临界故障后,为了维持系统稳定所需的最小惯量。首先,提出了一种解析化的频率安全计算方法,通过构造频差曲线,基于平均系统开环模型,给出了频率安全约束计算式。然后,基于频率安全约束、频率变化率(RoCoF)约束与机组调节功率约束,将系统临界惯量计算转化为优化问题的求解。最后,采用仿真系统验证了该临界惯量计算方法的有效性与准确性。仿真结果表明:机组可调节功率范围越大,临界惯量越小,因此通过增大机组备用容量可以减小系统临界惯量。

关键词：临界惯量构造频差曲线频率安全约束频率变化率约束调节功率约束

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附生结晶对低密度聚乙烯空间电荷注入和输运特性的影响

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高电压技术 2017年第2期43卷 405-413页

作者：程子霞滕陈源张灵周远翔尹琪张云霄郑州大学电气工程学院郑州450001 清华大学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 国网浙江省电力公司嘉兴供电公司嘉兴314000

为研究附生结晶对低密度聚乙烯(low-density polyethylene,LDPE)中空间电荷注入和输运过程的影响,选用玻璃(glass)、聚四氟乙烯(PTFE)和等规聚丙烯(i PP)这3种典型基底材料,制备了具有不同附生结晶试样,即LDPE-G、LDPE-PTFE和LDPE-i PP... 详细信息

为研究附生结晶对低密度聚乙烯(low-density polyethylene,LDPE)中空间电荷注入和输运过程的影响,选用玻璃(glass)、聚四氟乙烯(PTFE)和等规聚丙烯(i PP)这3种典型基底材料,制备了具有不同附生结晶试样,即LDPE-G、LDPE-PTFE和LDPE-i PP,开展了室温下空间电荷和直流击穿特性的研究。结果表明:在-100 MV/m电场强度下3组试样均在阳极附近产生正空间电荷包且向阴极迁移;极化30 min时间内,空间电荷引起试样内部最大畸变电场强度值达到177 MV/m;对于LDPE-G、LDPE-PTFE和LDPE-i PP中的空间电荷,由电极注入的负电荷由少到多,正电荷由多到少;3组试样Weibull击穿电场强度由高到低排列顺序依次为:LDPE-i PP、LDPE-PTFE和LDPE-G。分析认为:不同附生结晶结构通过片晶排列方式来改变LDPE表面相对介电常数,导致电荷注入势垒高度变化,3组材料不同的正空间电荷注入难易程度以及表面片晶的排列方式影响了击穿通道的产生概率。

关键词：聚乙烯附生结晶空间电荷电极注入场致发射击穿

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基于转子侧阻尼电抗器的非线性阻尼控制器抑制次同步振荡策略研究

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太阳能学报 2021年第12期42卷 230-238页

作者：郭永辉张新燕周远翔常喜强新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830047 清华大学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 新疆电力公司电力调度控制中心乌鲁木齐830002

针对双馈风力机(DFIGs)串补外送系统中的次同步振荡抑制问题,通过模式分析表明系统中占主导地位的次同步振荡模式与定转子电流强相关,考虑到转子侧存在可灵活控制的变换器,提出为转子侧增设阻尼电抗器,并采用部分反馈线性化方法针对同... 详细信息

针对双馈风力机(DFIGs)串补外送系统中的次同步振荡抑制问题,通过模式分析表明系统中占主导地位的次同步振荡模式与定转子电流强相关,考虑到转子侧存在可灵活控制的变换器,提出为转子侧增设阻尼电抗器,并采用部分反馈线性化方法针对同步dq轴下的阻尼电抗器模型,设计用于抑制转子电流次同步频率扰动的非线性阻尼控制器,以实现对系统次同步振荡抑制。给出非线性阻尼控制器集成到转子侧控制器(RSC)的实现框图及其参数配置原则。通过小扰动分析法(频率扫描、电阻尼和模式分析法)分析上述非线性阻尼控制器在抑制次同步振荡方面的性能,并对系统次同步振荡不稳定与低阻尼情况时进行时域仿真验证。

关键词：双馈风力机次同步振荡反馈线性化非线性阻尼控制器阻尼电抗器

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气泡及气隙裂纹缺陷对硅橡胶电树枝起始特性的影响

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高电压技术 2009年第10期35卷 2416-2420页

作者：陈铮铮程子霞周远翔聂琼陈海航郭绍伟刘睿郑州大学电气工程学院郑州450001 国网电力科学研究院武汉430074 清华大学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

超高压电缆附件用硅橡胶的电树枝化严重制约了电力电缆的长期安全稳定运行。为此,采用针板电极结构,在硅橡胶试品的针尖处模拟了气泡和气隙裂纹两种缺陷,在工频电压下测量其电树枝起始电压,并通过数字显微观测系统记录电树枝形态,研究... 详细信息

超高压电缆附件用硅橡胶的电树枝化严重制约了电力电缆的长期安全稳定运行。为此,采用针板电极结构,在硅橡胶试品的针尖处模拟了气泡和气隙裂纹两种缺陷,在工频电压下测量其电树枝起始电压,并通过数字显微观测系统记录电树枝形态,研究缺陷对硅橡胶电树枝起始特性的影响。结果表明,试品存在气泡缺陷时,电树枝起始电压比无缺陷时有小幅下降,起始阶段松枝状电树枝与树枝状电树枝出现的比例分别为65%和35%,与无缺陷产品相比不同电树枝形态出现的比率变化不大;而存在气隙裂纹缺陷的试品,电树枝起始电压则大幅下降,电树枝形态仅为树枝状。分析表明,硅橡胶具有优异的抗氧化性能使得缺陷中的氧对其电树枝起始特性影响较小;气隙裂纹导致的机械损伤和应力集中,是引起电树枝起始电压大幅下降的根本原因。

关键词：缺陷硅橡胶电树枝起始特性氧化应力集中

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采用电力电子变压器的多端口能源路由器

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电气传动 2016年第4期46卷 80-83页

作者：刘显茁郑泽东李永东清华大学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

基于能源互联网背景,结合多绕组高频变压器,设计了一种新型的家庭用多端口能源路由器。这种能源路由器的优势在于具有相对较高的能量密度和转换效率,同时更易于实现多电压等级接入,交直流混合,因此更适合于分布式电源及可再生能源的接... 详细信息

基于能源互联网背景,结合多绕组高频变压器,设计了一种新型的家庭用多端口能源路由器。这种能源路由器的优势在于具有相对较高的能量密度和转换效率,同时更易于实现多电压等级接入,交直流混合,因此更适合于分布式电源及可再生能源的接入。给出了多绕组高频变压器的简化数学模型以及基于此的控制方法,同时在最后给出了用于验证系统正确可行性的仿真及实验结果。

关键词：能源路由器多绕组变压器分布式发电

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MMC的电容电压纹波效应及其对换流器优化设计的影响分析

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电网技术 2021年第11期45卷 4478-4489页

作者：宋强孟经伟周月宾许树楷杨柳王凯伦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 直流输电技术国家重点实验室(南方电网科学研究院) 广东省广州市510663

模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)子模块上存在电容电压波动,是影响MMC分析和设计的重要因素。现有研究通常只关注电容电压纹波给器件电压应力和桥臂内部环流带来的影响,很少关注其对MMC交、直流端口输出特性的影响... 详细信息

模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)子模块上存在电容电压波动,是影响MMC分析和设计的重要因素。现有研究通常只关注电容电压纹波给器件电压应力和桥臂内部环流带来的影响,很少关注其对MMC交、直流端口输出特性的影响。揭示了电容电压纹波对交流输出电压和电容电压直流分量的影响机理,提出了基于标幺值的纹波效应偏差解析计算模型,可以根据运行工况准确求解出交流参考电压和子模块电容电压直流分量。在交流输出侧,计及纹波效应偏差影响可以扩大MMC线性调制区,提高MMC交流侧额定电压,降低桥臂额定电流。对于子模块电容电压,纹波效应给电容电压直流分量带来的偏差起到了降低电容电压峰值的作用,可以降低所需电容值。计及纹波效应偏差影响的参数优化可以使MMC的成本、体积和损耗都得到相应的下降,尤其是可以使电容用量得到大幅下降,使MMC的体积和成本得到显著优化。数字仿真结果验证了所提出的纹波效应理论及优化设计方法。

关键词：模块化多电平换流器电容电压波动纹波效应

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面向工程化的高压直流GIL绝缘子表面电荷主动消散与检测方法探讨

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高压电器 2023年第9期59卷 67-75页

作者：吴厚杰汪沨陈赦钟理鹏梁芳蔚湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 清华大学电力系统及大型发电设备安全控制与仿真国家重点实验室北京100084

绝缘子表面电荷积聚是高压直流GIS/GIL需要重点关注的绝缘问题,近年来关于绝缘子表面电荷积聚机理、消散、检测等方面的研究工作取得了很大进步。论文对面向工程化的直流GIL绝缘子表面电荷主动消散和检测方法进行探讨;提出表面电荷本征... 详细信息

绝缘子表面电荷积聚是高压直流GIS/GIL需要重点关注的绝缘问题,近年来关于绝缘子表面电荷积聚机理、消散、检测等方面的研究工作取得了很大进步。论文对面向工程化的直流GIL绝缘子表面电荷主动消散和检测方法进行探讨;提出表面电荷本征积聚和外诱积聚的概念,为直流GIL在设计、运行、维护阶段减少电荷积累铺平了道路;对基于X射线辐照的绝缘子表面电荷GIS/GIL罐体外的主动消散方法进行讨论,提出基于嵌入式静电传感器的绝缘子表面电荷积聚严重程度的评估方法,为直流GIL工程化提供理论和技术支撑。

关键词：表面电荷本征积聚外诱积聚主动消散电荷检测

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三相并网逆变器比例谐振控制及其网压前馈问题分析

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电工技术学报 2012年第8期27卷 56-63页

作者：马琳金新民唐芬 Pedro Rodriguez 孙凯北京交通大学电气工程学院北京100044 西班牙加泰罗尼亚理工大学巴塞罗那08222 清华大学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

静止坐标系下的比例谐振控制因其具有对特定频率响应速度快、不存在耦合项并易实现谐波补偿这三个显著特点得到了广泛的关注,并被应用于多种分布式发电系统当中。本文对静止坐标系下的比例谐振控制进行了说明与分析,同时针对比例谐振控... 详细信息

静止坐标系下的比例谐振控制因其具有对特定频率响应速度快、不存在耦合项并易实现谐波补偿这三个显著特点得到了广泛的关注,并被应用于多种分布式发电系统当中。本文对静止坐标系下的比例谐振控制进行了说明与分析,同时针对比例谐振控制的特点,提出了一种带有比例系数的正序网压前馈控制方法。该方法通过引入正序网压前馈环节,相比传统的比例谐振控制方法进一步提高了系统的动态响应能力,在逆变器公用接入点(PCC)电压畸变的情况下,正序网压前馈环节降低了网压畸变对并网电流造成的负面影响,并得到了实验的验证。

关键词：并网逆变网压前馈比例谐振控制器静止坐标系控制

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面向电力电子变压器应用的大容量高频变压器技术综述

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中国电机工程学报 2021年第24期41卷 8531-8545页

作者：孙凯卢世蕾易哲嫄曹国恩王一波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) 北京市海淀区100084 中国科学院电工研究所北京市海淀区100190

作为电力电子变压器和隔离型DC-DC变换器的核心部件,大容量高频变压器关键技术直接影响整个电力电子装备的性能。文中首先梳理和归纳大容量高频变压器的应用场景、应用实例、基本要求和发展目标。进而从磁芯材料、结构设计、散热设计和... 详细信息

作为电力电子变压器和隔离型DC-DC变换器的核心部件,大容量高频变压器关键技术直接影响整个电力电子装备的性能。文中首先梳理和归纳大容量高频变压器的应用场景、应用实例、基本要求和发展目标。进而从磁芯材料、结构设计、散热设计和绝缘设计等4方面调研并分析了相关的国内外研究情况,并从中归纳总结大容量高频变压器设计亟待解决的关键问题。最后,对大容量高频变压器技术的发展现状和未来趋势进行阐述。

关键词：大容量高频变压器电力电子变压器磁芯散热绝缘

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