检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2023年第6期43卷 2392-2403页

作者：李辉余越姚然赖伟向学位李金元输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 全球能源互联网研究院有限公司北京市昌平区102209

压接型绝缘栅双极晶体管(press pack insulated gate bipolar transistor,PP-IGBT)器件具有功率密度高、短路失效等优势,已被广泛应用于柔性直流输电换流阀中。现有压接型IGBT器件短路失效研究主要基于宏观测试结果,难以揭示由微观材料... 详细信息

压接型绝缘栅双极晶体管(press pack insulated gate bipolar transistor,PP-IGBT)器件具有功率密度高、短路失效等优势,已被广泛应用于柔性直流输电换流阀中。现有压接型IGBT器件短路失效研究主要基于宏观测试结果,难以揭示由微观材料失效诱发器件短路失效的机理,该文基于圧接型IGBT器件短路测试结果,提出压接型IGBT器件短路失效机理的多层级模拟方法。首先,搭建短路冲击实验平台,基于短路实验获取失效发生条件与失效芯片;其次,建立压接型IGBT宏观器件——介观元胞模型,研究圧接型IGBT器件短路失效时器件–元胞复合应力变化规律;最后,建立微观元胞铝–硅界面分子动力学模型,分析短路失效发生条件,揭示短路失效机理,并提出芯片失效部位相对概率分布。结果表明,短路工况下芯片靠近栅极的有源区边角是最容易发生失效的薄弱区域,铝、硅材料失效是导致压接型IGBT器件短路失效的直接原因。

关键词：压接型绝缘栅双极晶体管器件短路失效多层级模拟失效机理

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±500kV直流海缆在J型管敷设环境下的稳态载流量仿真研究

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中国电机工程学报 2023年第12期43卷 4851-4860页

作者：夏源赵学童冯勇侯帅冯宾输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663

高压直流海底电缆稳态载流量的计算对海底电缆工程的设计和运行非常关键。该文利用COMSOLMultiphysics仿真软件,建立±500kV直流海底电缆在J型管敷设环境下的三维电-热-流耦合模型。针对J型管位于海面之下和海面之上2种情况,分别计... 详细信息

高压直流海底电缆稳态载流量的计算对海底电缆工程的设计和运行非常关键。该文利用COMSOLMultiphysics仿真软件,建立±500kV直流海底电缆在J型管敷设环境下的三维电-热-流耦合模型。针对J型管位于海面之下和海面之上2种情况,分别计算海缆的稳态载流量、温度分布以及电场分布。结果表明,J型管海缆运行在海面之下时载流量比运行在海面之上高约2倍。此外,发现海缆绝缘中的电场分布取决于绝缘内外层的温度差,当绝缘层内、外表面温差等于6.0℃时,整个绝缘层电场均匀分布,大小为16.7kV/mm;当绝缘层内、外表面温差大于6.0℃时,海缆绝缘电场分布沿电缆径向由内向外逐渐增大;当温差小于6.0℃,绝缘电场分布沿电缆径向由内向外逐渐增小。另外,减小J型管壁厚和增大J型管外径可以在一定程度上提升海缆的稳态载流量,对运行在海面之上的J型管内电缆施加通风冷却可将其稳态载流量提升约73%。

关键词：直流海缆稳态载流量 J型管有限元法

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基于迁移学习方法的架空配电线路无人机精准定位及拍摄技术研究

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供用电 2024年第10期41卷 68-74,83页

作者：周鼎何涛周杰黄亮杨国林国网重庆市电力公司永川供电分公司重庆402160 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

使用无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)代替传统的徒步巡检配电线路更加符合目前新型电力系统的发展需求。针对传统滤波器和梯度存在不足,以及线路环境嘈杂,因而无法精准检测配电线路的问题,提出了一种基于迁移学习方法的UAV架空配... 详细信息

使用无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)代替传统的徒步巡检配电线路更加符合目前新型电力系统的发展需求。针对传统滤波器和梯度存在不足,以及线路环境嘈杂,因而无法精准检测配电线路的问题,提出了一种基于迁移学习方法的UAV架空配电线路精准定位和拍摄技术。首先介绍了该学习方法及其过程中用图像重新训练成适用于UAV巡检的点实例网络(point instance network,PINet)车道线检测模型。然后通过多次训练PINet车道线检测模型,提出了在其前后分别添加旋转比较器模块和后处理模块的方法,得到了一种新的配电线路检测技术。最后在手持相机拍摄图像、UAV拍摄图像、山地线路数据集、城区线路数据集4个数据集中进行了训练验证,结果表明该方法均达到了合格的准确率、误报率和低漏检率,尤其在城区线路数据集上的效果超越了现有其他方法。

关键词：配电网无人机迁移学习线路检测 PINet

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雷击下输电线路上行先导稳定起始的初始流注区域空间电荷判据

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中国电机工程学报 2023年第14期43卷 5663-5673页

作者：袁涛王肖田司马文霞杨鸣孙魄韬周仿荣输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南省昆明市650217

雷电作用下准确判断线路上行先导的稳定起始时刻显著影响线路雷电屏蔽性能分析的准确性,而如何确定合理的判据是研究重点。该文依据导线正极性上行先导发展数值模型,通过计算不同条件下的导线上行先导发展过程,提出正极性上行先导的初... 详细信息

雷电作用下准确判断线路上行先导的稳定起始时刻显著影响线路雷电屏蔽性能分析的准确性,而如何确定合理的判据是研究重点。该文依据导线正极性上行先导发展数值模型,通过计算不同条件下的导线上行先导发展过程,提出正极性上行先导的初始流注区域临界空间电荷判据。研究表明,导线出现稳定的上行先导时,初始流注区域的空间电荷量存在一临界值,该临界值仅受导线半径的影响,与导线高度、运行电压及雷电参数无关。与已有的上行先导起始判据相比,以此临界值作为稳定起始时刻判据可以更好地解释空间电荷对上行先导的屏蔽作用随导线半径增大而减弱的现象,并进一步探讨该判据与海拔高度的关系,可为输电线路雷电屏蔽性能的分析提供参考。

关键词：上行先导起始空间电荷雷电屏蔽输电线路初始流注

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考虑风电随机性的交直流系统协调二级电压控制方法

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重庆大学学报 2023年第9期46卷 41-51页

作者：崔惟曹逸凡李程昊张紫薇刘明洋张皓颜伟国网河南省电力公司电力科学研究院郑州450052 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

为了应对风电随机波动导致的送端电网潮流大规模变化、换流母线电压扰动,进一步导致换流站离散设备额外动作,提出考虑风电随机性的交直流系统协调二级电压控制方法:首先通过定义功率相对偏差来描述风电波动程度,筛选出二级电压控制中不... 详细信息

为了应对风电随机波动导致的送端电网潮流大规模变化、换流母线电压扰动,进一步导致换流站离散设备额外动作,提出考虑风电随机性的交直流系统协调二级电压控制方法:首先通过定义功率相对偏差来描述风电波动程度,筛选出二级电压控制中不能忽略风电功率波动的特征时段;然后采用k-means聚类方法得到特征时段风电出力的典型场景;最后利用概率场景法来表示风电的随机性,借助机会约束法解决不确定性优化问题。基于修改的IEEE39节点算例系统进行仿真并验证所提方法的有效性。

关键词：电力系统协调二级电压控制风电接入交直流系统不确定性优化

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基于分布式电源主动控制的配电网合环电压波动抑制方法

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 49-56页

作者：欧阳金鑫陈纪宇袁毅峰许守东重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞523009 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明650217

配电网合环操作可能导致节点电压波动甚至越限,不仅影响负荷的正常运行,还威胁分布式电源(DG)的安全。为此,提出了一种通过DG主动控制,以抑制配电网合环电压波动的新思想。通过分析合环过程中电压波动的产生机理和影响因素,量化了抑制... 详细信息

配电网合环操作可能导致节点电压波动甚至越限,不仅影响负荷的正常运行,还威胁分布式电源(DG)的安全。为此,提出了一种通过DG主动控制,以抑制配电网合环电压波动的新思想。通过分析合环过程中电压波动的产生机理和影响因素,量化了抑制合环过程电压波动的控制需求,进而构建了抑制合环电压波动的DG可行功率集;通过刻画DG的功率可控范围,提出了基于可行功率集与功率可控范围交集判别的DG最优控制点计算方法,并提出了基于DG主动控制的配电网合环电压波动抑制方法。算例表明,该方法能够最大限度上抑制配电网故障恢复过程的合环电压波动,有效提升故障恢复过程的安全性和可靠性。

关键词：主动配电网分布式电源故障恢复电压波动功率控制

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双面散热功率模块的低电感多端集成电容

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电工技术学报 2023年第8期38卷 2100-2115页

作者：余跃邹铭锐曾正孙鹏姜克输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044 国网安徽省电力公司经济技术研究院合肥230022 安世半导体科技(上海)有限公司上海200023

双面散热功率模块能有效提升逆变器的功率密度,成为车用电机控制器的发展趋势。为了匹配双面散热功率模块的超低寄生电感,急需高性能的低电感集成电容。然而,现有集成电容存在构-效机理不明、基础模型缺失和设计方法匮乏等问题,成为限... 详细信息

双面散热功率模块能有效提升逆变器的功率密度,成为车用电机控制器的发展趋势。为了匹配双面散热功率模块的超低寄生电感,急需高性能的低电感集成电容。然而,现有集成电容存在构-效机理不明、基础模型缺失和设计方法匮乏等问题,成为限制双面散热功率模块性能的关键技术瓶颈。该文结合功率器件的开关工作机制,基于场-路映射分析方法,采用有限元仿真工具,揭示集成电容的磁场分布和电流路径规律,建立集成电容的寄生电感模型,理论模型和仿真结果之间的误差小于16%。为了降低集成电容的寄生电感,衍生了六种集成电容的设计结构,揭示端子布局与寄生电感之间的构-效规律,提出多端集成电容的概念,寄生电感约为32 nH,可以降低47%的寄生电感和21%的电压过冲。对标商业化集成电容产品,实验结果验证了所提多端集成电容在开关损耗、关断电压、能量密度等性能方面的技术优势。该文的研究,为低电感集成电容提供了新的模型方法,为高功率密度车用电机控制器提供了新的研究思路。

关键词：双面散热功率模块低寄生电感多端集成电容端子优化布局

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等效扩径导线与分裂导线覆冰比较

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高电压技术 2022年第7期48卷 2698-2705页

作者：王新宽喻建波刘振华秦榛蒋兴良胡琴国网重庆市电力公司经济技术研究院重庆400022 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030

覆冰地区的输电线路覆冰将对电网的安全稳定运行产生严重威胁,甚至导致大面积停电。考虑到扩径导线具有覆冰少、表面电场强度低等优点,在覆冰地区采用扩径导线有望降低输电线路的冰灾事故。为此结合导线覆冰形成机理,在雪峰山野外站对... 详细信息

覆冰地区的输电线路覆冰将对电网的安全稳定运行产生严重威胁,甚至导致大面积停电。考虑到扩径导线具有覆冰少、表面电场强度低等优点,在覆冰地区采用扩径导线有望降低输电线路的冰灾事故。为此结合导线覆冰形成机理,在雪峰山野外站对导线覆冰与其直径的关系进行了十余年的观测统计分析,并对扩径导线替代n(n=4,6,8)分裂导线的3种方案的覆冰特性和机械特性进行对比研究。结果表明:导线覆冰与其直径的关系满足导线直径越大,水滴碰撞率越低,覆冰量越少;与普通分裂导线相比,采用有效导电面积相同的扩径导线代替分裂导线,其传输能力相同,但覆冰量减少约60%~70%,提高了输电线路的抗冰强度,且其机械特性也优于多分裂导线。该研究结果可为覆冰地区的高压、超高压以及特高压输电线路采用扩径导线替代分裂导线实现冰灾的有效防治提供新思路和数据参考。

关键词：扩径导线分裂导线覆冰量自然覆冰机械特性

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适配变压器全档位切换暂态分析的有载分接开关电路模型构建

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高电压技术 2024年第2期50卷 478-488页

作者：司马文霞王大森杨鸣李刚厉璇杨建琴输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 中国电力科学研究院有限公司国网经济技术研究院有限公司上海华明电力设备制造有限公司

有载分接开关(on-load tap-changer,OLTC)是换流变压器的核心组件，其可靠切换过程关乎换流变的安全。然而目前国内在运特高压换流变用OLTC完全依赖进口，仿真获取OLTC不同运行状态的暂态特性数据是支撑OLTC关键电气参数设计与国产化制... 详细信息

有载分接开关(on-load tap-changer,OLTC)是换流变压器的核心组件，其可靠切换过程关乎换流变的安全。然而目前国内在运特高压换流变用OLTC完全依赖进口，仿真获取OLTC不同运行状态的暂态特性数据是支撑OLTC关键电气参数设计与国产化制造的基础。经典的OLTC模型仅改变变压器变比或仅模拟单级档位切换过程，难以满足全档位电压调整与各级档位暂态特性数据同步获取的需求，导致OLTC设计优化、参数选型及故障分析缺乏足够的仿真数据支持。该文首先以真空OLTC为研究对象建立切换开关和极性开关等效电路模型，根据OLTC复杂的调压功能建立分层控制系统。其次，在PSCAD中搭建交流仿真系统，获取有载调压过程的暂态特性数据波形，与解析计算得到的电压和电流相比误差小于0.2%，证明该模型满足OLTC电磁暂态仿真研究的精度要求。最后，开展循环调压仿真，获得负载电压数据与波形。结果表明：该文提出的OLTC模型能够接收外部控制信号，进行全档位调压与极性转换仿真分析，能够为OLTC的调压研究、故障溯源分析和过渡电阻设计选型等提供基础模型。

关键词：有载分接开关极性开关切换开关恢复电压承载电流

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基于模量相平面的柔性直流电网T接线路故障识别方法

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电力系统自动化 2021年第14期45卷 140-148页

作者：王强钢倪静怡廖建权魏能峤周念成输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市400044

含T接线路的柔性直流电网由于仅在送端和受端安装直流断路器,发生区内故障时各端的直流断路器均需断开,与双端直流相比,其故障电流特征更加复杂,常规的直流电网保护方法无法直接应用。为满足含T接线路的柔性直流电网对保护的高要求,文... 详细信息

含T接线路的柔性直流电网由于仅在送端和受端安装直流断路器,发生区内故障时各端的直流断路器均需断开,与双端直流相比,其故障电流特征更加复杂,常规的直流电网保护方法无法直接应用。为满足含T接线路的柔性直流电网对保护的高要求,文中提出了一种基于模量相平面的柔性直流线路故障识别方法。首先,研究网络拓扑结构,基于换流器闭锁前区内外故障等效电路,推导故障电流模量特征。然后,结合故障位置及类型,对保护动作原则和阈值整定进行分析;同时通过构造阈值缩比因子,实现保护的自适应整定。最后,在PSCAD/EMTDC平台中建立含T接线路的柔性直流电网仿真模型,验证了所提方法的快速性和可靠性。该方法算法简单、计算量小,仅利用单端信息快速识别故障且抗系统扰动能力强。

关键词：柔性直流电网 T接线路直流线路故障直流故障分析模量分解相平面

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