检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2022年第8期42卷 3055-3064页

作者：梁家杰王少杰罗臻何金良李琦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

聚合物纳米复合电介质具有优异的电学、热学以及力学性能,在电力和能源等领域被广泛应用。研究者们将聚合物纳米复合电介质的特殊性能归因于基体与纳米颗粒之间形成的界面。但是传统的研究手段不能给出界面作用机理的直接证据,因此近年... 详细信息

聚合物纳米复合电介质具有优异的电学、热学以及力学性能,在电力和能源等领域被广泛应用。研究者们将聚合物纳米复合电介质的特殊性能归因于基体与纳米颗粒之间形成的界面。但是传统的研究手段不能给出界面作用机理的直接证据,因此近年来以原子力显微镜为基础的界面微区原位测试成为重要的研究方法。该文首先对原子力显微镜的基本原理做简要介绍,然后对基于原子力显微镜的微区测试进行综述,包括线性电介质复合材料介电特性、铁电聚合物复合材料极化特性、电荷分布与输运、微区红外光谱等方面,最后对目前聚合物纳米复合电介质材料界面微区原位测试中存在的问题进行讨论,并展望界面微区研究未来的发展方向。

关键词：聚合物纳米复合材料界面原位测试原子力显微镜

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基于准串联SiC MOSFET的高增益直流电力电子变压器

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中国电机工程学报 2022年第8期42卷 2987-2996页

作者：刘基业郑泽东李驰王奎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(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

直流配电技术相较于交流配电有诸多优势,其在深海设备供电应用中有广阔前景。该文提出一种基于准串联碳化硅(siliconcarbide,Si C)金属–氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)的直流电... 详细信息

直流配电技术相较于交流配电有诸多优势,其在深海设备供电应用中有广阔前景。该文提出一种基于准串联碳化硅(siliconcarbide,Si C)金属–氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)的直流电力电子变压器(power electronic transformer,PET),能够在体积受限的条件下,实现几千伏中压直流到几百伏低压直流的高增益隔离电能变换。直流PET通过多个隔离降压子模块在输入端串联–输出端并联实现高电压增益。为满足输入侧高电压的需求,同时降低直流PET体积,在输入侧采用准串联Si CMOSFET半桥结构,提高子模块输入电压等级,减少子模块数量。采用裸芯片对直流PET进行搭建,并采用绝缘冷却液浸泡的方式,实现直流PET的绝缘和散热,进一步减小绝缘、散热体积,满足深海场景体积受限的应用需求。最后,搭建1台4.5kV/680V/30kW实验样机验证所提方案的可行性。

关键词：准串联碳化硅金属–氧化物半导体场效应晶体管深海供电直流电力电子变压器

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基于离散状态事件驱动的电力电子仿真技术和仿真软件发展现状与展望

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中国电机工程学报 2022年第16期42卷 6005-6016页

作者：施博辰赵争鸣虞竹珺袁立强陈凯楠姬世奇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

电路仿真已经成为电力电子系统分析设计的基础性和支撑性技术之一,基于此形成的电力电子仿真软件是相关科学研究、产品开发和工程应用不可或缺的数值实验平台。然而,由于电力电子系统具有连续与离散过程相互混杂的特点,系统动力学行为跨... 详细信息

电路仿真已经成为电力电子系统分析设计的基础性和支撑性技术之一,基于此形成的电力电子仿真软件是相关科学研究、产品开发和工程应用不可或缺的数值实验平台。然而,由于电力电子系统具有连续与离散过程相互混杂的特点,系统动力学行为跨越s到ns等多个时间尺度,其仿真技术和仿真软件发展仍面临诸多挑战和瓶颈问题。近期,相关系列研究提出了离散状态事件驱动(discretestate event-driven,DSED)的建模仿真理论方法,基于此形成了通用电力电子仿真软件,为解决电力电子混杂系统多时间尺度高效仿真提供了新的技术路线和解决方案。这一方法正在动态发展之中,为了更好地总结和展望其相关研究成果,文中首先分析电力电子系统的多时间尺度混杂特性,在此基础上阐述电力电子仿真技术的发展现状及面临的瓶颈问题,然后系统性地总结针对瓶颈问题提出的离散状态事件驱动建模仿真理论方法,进一步介绍和对比分析电力电子领域常用的商业仿真软件及基于离散状态事件驱动形成的DSIM仿真软件,最后展望相关电力电子仿真技术和仿真软件的未来发展方向。

关键词：电力电子仿真技术混杂系统多时间尺度离散状态事件驱动仿真软件

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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MMC拓扑的电力电子变压器研究综述

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中国电机工程学报 2022年第15期42卷 5630-5648页

作者：郑通王奎郑泽东逄巨鹏李永东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) 北京市海淀区100084

模块化多电平电力电子变压器将模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)与电力电子变压器(power electronic transformer,PET)相结合,在中高压大功率电能变换领域展现出广阔的应用前景。文中重点聚焦基于MMC拓扑的PET,首... 详细信息

模块化多电平电力电子变压器将模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)与电力电子变压器(power electronic transformer,PET)相结合,在中高压大功率电能变换领域展现出广阔的应用前景。文中重点聚焦基于MMC拓扑的PET,首先回顾PET的发展历程,然后分别从系统级拓扑和MMC子模块拓扑两个方面对国内外最近研究进展进行归纳整理和分析对比。在此基础上,总结模块化多电平PET的控制架构、控制方法和故障隔离与容错策略。最后,探讨模块化多电平PET存在的关键问题和拓展研究方向。

关键词：电力电子变压器模块化多电平换流器拓扑控制故障隔离容错

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基于模型预测控制的家庭能量管理优化调度方法研究

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电测与仪表 2024年第10期61卷 26-32页

作者：刘旭菲彭丽莎黄松岭清华大学电机系电力系统国家重点实验室北京100084

在分布式可再生能源大规模接入和分时电价实施的背景下,为降低电费成本、提高用户舒适度并提高可再生能源消纳率,提出了一种基于模型预测控制的家庭能量管理策略。建立由分布式光伏和各类用电负载等组成的家庭能量系统,分析各类设备的... 详细信息

在分布式可再生能源大规模接入和分时电价实施的背景下,为降低电费成本、提高用户舒适度并提高可再生能源消纳率,提出了一种基于模型预测控制的家庭能量管理策略。建立由分布式光伏和各类用电负载等组成的家庭能量系统,分析各类设备的工作特性,提出相应的舒适度评价指标,特别针对空调这一典型功率可变负荷,结合建筑的热动态特性,建立室内温度预测模型。在建立家庭能量系统的基础上,使用遗传算法进行优化管理,并在模型预测控制框架下不断执行和更新。最后,实验对比结果表明,文中提出的基于模型预测控制的家庭能量管理策略可以有效实现能量的优化调度,并在预测不确定场景下具有较强鲁棒性。

关键词：家庭能量管理系统模型预测控制遗传算法预测不确定性舒适度

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面向电力系统的多能源云储能模式:基本概念与研究展望

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中国电机工程学报 2023年第6期43卷 2179-2189页

作者：李姚旺张宁张世旭刘昱良杜尔顺王鹏肖伟慈松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) 北京市海淀区100084

储能是系统中重要的灵活性资源提供者,是未来新型电力系统中不可或缺的组成部分。为了推动储能的规模化应用进程,降低储能使用成本,云储能模式近年来已受到了学术界和工业界的广泛关注。但是,传统云储能模式主要关注对电力储能资源的整... 详细信息

储能是系统中重要的灵活性资源提供者,是未来新型电力系统中不可或缺的组成部分。为了推动储能的规模化应用进程,降低储能使用成本,云储能模式近年来已受到了学术界和工业界的广泛关注。但是,传统云储能模式主要关注对电力储能资源的整合与复用,由于当前电力储能的价格依旧相对高昂,电力储能资源复用所释放出的红利依然难以满足电力用户对“储能平价使用”的全部期待。为此,提出一种传统云储能模式的裂变形式——面向电力系统的多能源云储能模式,其将热力、燃气系统作为广义储能资源加入到云储能系统中去,既让云储能模式能够成为连接跨能源系统的桥梁,又进一步降低电力储能用户的储能使用成本,实现多方互利共赢。介绍了多能源云储能系统的基本运营模式、实现形式和核心优势,阐述了面向多能源云储能系统的研究框架,并对多能源云储能发展过程中需要重点关注的核心问题与技术进行了展望。

关键词：能源互联网云储能广义储能多能源系统商业模式

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电力信息物理系统需求操控攻击策略及防护分析

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电力系统自动化 2025年第8期49卷 178-188页

作者：严康陆艺丹白晓清李滨清华大学电机工程与应用电子技术系湖南大学电气与信息学院广西电网有限责任公司电力科学研究院广西电力系统最优化与节能技术重点实验室(广西大学)

随着大规模配电网用户侧电力异构物联设备（简称配电网用户侧物联设备）接入电力系统，互联网中用户负荷控制业务的主导地位愈加明显。由此，电力系统存在一条跨越信息物理空间的攻击路径——需求操控攻击，致使电力系统面临一种新型的... 详细信息

随着大规模配电网用户侧电力异构物联设备（简称配电网用户侧物联设备）接入电力系统，互联网中用户负荷控制业务的主导地位愈加明显。由此，电力系统存在一条跨越信息物理空间的攻击路径——需求操控攻击，致使电力系统面临一种新型的网络安全威胁。在此背景下，研究需求操控攻击策略对于电力系统抵御该类网络攻击具有重要的指导意义。首先，文中阐述了黑客如何利用配电网用户侧物联设备实施需求操控攻击以及其特点，并基于负荷特征和电力设备运行特征制定电力系统中异常负荷规模约束。然后，以低攻击代价诱导传输线路故障为目的探讨需求操控攻击策略，分析了在该类需求操控攻击情景下传输线路的脆弱性。最后，通过多场景下的多个IEEE标准系统仿真验证了需求操控攻击可以低代价地影响电力系统运行安全。

关键词：配电网信息物理系统网络攻击需求操控攻击异构设备可控负荷物联网

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基于图像融合与迁移学习的永磁同步电机驱动器强泛化性故障诊断研究

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中国电机工程学报 2024年第12期44卷 4933-4944,I0028页

作者：李政汪凤翔张品佳电机驱动与功率电子国家地方联合工程研究中心(中国科学院海西研究院) 福建省泉州市362200 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

参数失配、死区效应、采样偏差、传感器故障、编码器故障等会导致永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)三相电流包含高次谐波,进而产生转矩脉动与振动噪声。针对这一问题,该文提出一种基于图像融合和深度学习的数据... 详细信息

参数失配、死区效应、采样偏差、传感器故障、编码器故障等会导致永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)三相电流包含高次谐波,进而产生转矩脉动与振动噪声。针对这一问题,该文提出一种基于图像融合和深度学习的数据驱动方法诊断电驱系统故障。首先,以永磁同步电机驱动器三相电流信号作为原始数据源,结合仿真和实验建立多源故障数据库。其次,对三相电流信号进行短时傅里叶变换,得到时频域彩色图像,各相提取一种颜色形成灰度图表示单相特征。采用图像融合方法将3张灰度图融合为一张彩色频谱特征图。最后,应用SqueezeNet迁移学习对样本进行训练。实验结果表明,该方法综合故障诊断准确率达到98.63%,说明所提方法能实现系统级的多源故障诊断,并且具有较高的实用性与泛化性,可以有效提高故障诊断的准确率。

关键词：永磁同步电机故障诊断图像融合深度学习

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基于全阶模型的直驱风电机组多时间尺度等效惯量机理建模

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电力系统自动化 2024年第8期48卷 79-90页

作者：姜继恒鲁宗相乔颖李佳明程艳关逸飞汪挺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) 北京市100084 国网山东省电力公司电力科学研究院山东省济南市250003 国网山东省电力公司山东省济南市250000

构建风电机组的等效惯量模型是开展风电场暂态支撑定量分析与优化控制工作的关键基础,在转动惯量降低、频率特性劣化的高比例可再生能源电网场景下尤其关键。然而,现有模型研究往往结合分析目标侧重若干环节而未能建立全环节的完整模型... 详细信息

构建风电机组的等效惯量模型是开展风电场暂态支撑定量分析与优化控制工作的关键基础,在转动惯量降低、频率特性劣化的高比例可再生能源电网场景下尤其关键。然而,现有模型研究往往结合分析目标侧重若干环节而未能建立全环节的完整模型,也未能揭示不同时间尺度降阶模型与计算精度的关系。首先,以直驱风电机组为对象,在对比风电等效惯量与同步机惯量在机理和实现方式等方面差异的基础上,分析了机械、控制、电气等环节对风电等效惯量的动态影响,建立了风电机组的频率响应全阶模型。然后,基于奇异摄动理论推导了考虑不同时间尺度动态的等效惯量降阶模型,应用瓦西里耶娃理论推导了误差与模型时间尺度之间的关系。最后,采用电磁暂态仿真算例验证了全阶机理模型的有效性及不同降阶模型的精度水平。

关键词：风电机组等效惯量多时间尺度奇异摄动降阶模型瓦西里耶娃理论

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