检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2023年第23期38卷 6359-6372页

作者：罗潇任洲洋温紫豪张盼王皓杨志学张基岳输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆400044 广西电网有限责任公司南宁530000

大力发展以电氢为核心的区域综合能源系统是实现能源系统绿色低碳转型的关键路径。针对现有研究因未系统考虑氢能系统热回收利用,导致能量利用效率低、经济性差等问题,提出考虑氢能系统热回收的电氢区域综合能源系统日前优化运行方法。... 详细信息

大力发展以电氢为核心的区域综合能源系统是实现能源系统绿色低碳转型的关键路径。针对现有研究因未系统考虑氢能系统热回收利用,导致能量利用效率低、经济性差等问题,提出考虑氢能系统热回收的电氢区域综合能源系统日前优化运行方法。首先,充分考虑氢能设备变效率、多工况的运行特征,研究不同类型电解水、氢燃料电池和甲烷化设备的产热特性和热回收原理,基于热力学方程和物理反应原理建立氢能系统热回收运行模型;然后,提出考虑氢能系统热回收的电-热-氢多能协同运行架构,建立区域综合能源系统日前优化运行模型;最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性。仿真结果表明,氢能系统热回收可有效提高能源利用效率和多能协调运行能力,降低系统运行成本。

关键词：电氢区域综合能源系统氢能系统热回收日前优化运行

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高带宽差分电压探头:模型、设计与评测

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中国电机工程学报 2022年第22期42卷 8252-8264页

作者：王宇雷曾正孙鹏王亮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

SiC和GaN等宽禁带功率器件的开关速度非常快,可以提升功率器件的开关频率及电气装备的功率密度。然而,其开关速度已逼近测量仪器的探测极限,难以准确表征功率器件的开关特性。商业化高性能测试仪器,存在经济性差、透明度低、定制化难等... 详细信息

SiC和GaN等宽禁带功率器件的开关速度非常快,可以提升功率器件的开关频率及电气装备的功率密度。然而,其开关速度已逼近测量仪器的探测极限,难以准确表征功率器件的开关特性。商业化高性能测试仪器,存在经济性差、透明度低、定制化难等问题,成为制约宽禁带器件大规模应用的一大关键技术难题。高速、高频、高压开关信号具有波的传播特征,无法采用现有集总参数模型与分析方法。此外,差分电压探头面临带宽约束机制不明、高频设计模型缺乏、测试表征方法匮乏等基础问题,给高性能电压探头的设计、研发和应用,带来了严峻挑战,亟待技术突破。基于高频传输线理论,文中揭示差分电压探头的结构–带宽机制,提出基于平行板传输线的高带宽分压器新结构,建立宽频范围适用的分压电路模型,分析分压器尺寸对探头带宽的影响规律,并给出一种最大化探头带宽的回路补偿方法。实验结果表明:多层陶瓷电容的等效串联电感及PCB平面耦合的传输线效应,是制约差分电压探头带宽的瓶颈问题,采用基于平行板传输线的高带宽分压结构、优化承压臂长度、高频回路补偿等新结构和新方法,可突破差分探头的带宽极限到500MHz,为高带宽差分电压探头和宽禁带器件的设计研发、测试表征、标准制定,提供有益的参考。

关键词：差分电压探头高带宽传输线效应平行板传输线设计理论

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计及淡水生产过程调控的电-水综合系统协同优化运行

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电网技术 2022年第12期46卷 4966-4981页

作者：姚一鸣李春燕邵常政唐瞻文汤佶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

配水系统可通过水泵等元件的调节实现用电调度与控制,具有消纳可再生能源、助力“双碳”目标的巨大潜力。海水淡化厂和废水处理厂是配水系统中淡水的重要来源,耗电量巨大,然而现阶段鲜有考虑二者用电量控制的相关研究,通过淡水生产过程... 详细信息

配水系统可通过水泵等元件的调节实现用电调度与控制,具有消纳可再生能源、助力“双碳”目标的巨大潜力。海水淡化厂和废水处理厂是配水系统中淡水的重要来源,耗电量巨大,然而现阶段鲜有考虑二者用电量控制的相关研究,通过淡水生产过程的调节对负荷曲线进行优化亦是研究空白。鉴于此,该文对计及淡水生产过程调控的电-水综合系统协同优化运行进行研究。对影响淡水生产过程的因素进行分析,从中辨识出关键影响因素,通过云变换理论实现淡水生产用电功率从微分、积分模型到代数模型的转化,解决“维数灾”难题。建立电-水综合系统协同优化运行的数学模型,并设计双层分布式算法高效求解该模型。提出两阶段电-水综合系统协同优化策略,以保证所得优化方案满足淡水生产的物理过程约束。算例分析表明,该文提出的模型和算法能大幅增加可再生能源消纳量,保证求解精度的同时大大缩短优化时间。

关键词：可再生能源消纳电-水综合系统协同运行淡水生产过程分布式算法

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面向频率稳定校核的风机快速频率响应低阶建模方法及其误差分析

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中国电机工程学报 2022年第18期42卷 6752-6765页

作者：黄俊凯杨知方余娟李郅浩刘珏麟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

风机快速频率响应能够有效保障高比例风电电力系统频率稳定性,已逐步进入实用化阶段。风机快速频率响应影响传统机组安排,需在调频参数设计、调度运行等优化问题的频率稳定校核约束中予以考虑。为提高频率稳定校核效率,线性化的系统频... 详细信息

风机快速频率响应能够有效保障高比例风电电力系统频率稳定性,已逐步进入实用化阶段。风机快速频率响应影响传统机组安排,需在调频参数设计、调度运行等优化问题的频率稳定校核约束中予以考虑。为提高频率稳定校核效率,线性化的系统频率响应低阶模型应用广泛。然而,风机调频特性区别于传统机组,运行特性的非线性特征显著,其快速频率响应低阶模型尚缺乏归纳整理,且计算误差分析尚不完善。文中分类整理了风机快速频率响应策略;针对不同响应策略,给出风机低阶模型的通用建模方法及调频特性分析方法;理论分析低阶模型的线性化误差,并通过数值仿真予以验证。该文可为风机快速频率响应低阶模型的选择、推导及误差分析提供参考。

关键词：风力发电机快速频率响应频率稳定性线性化低阶模型

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双面散热功率模块的热阻建模与测试表征研究

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中国电机工程学报 2022年第1期42卷 290-301页

作者：余跃曾正孙鹏王亮王金欧开鸿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

相对于单面散热(single-sided cooling,SSC)封装,双面散热(double-sided cooling,DSC)封装能有效降低功率模块的结–壳热阻,大幅提升变流器的功率密度,是功率集成的发展趋势。DSC功率模块具有双通道传热的特征,然而现有研究仍然沿用SSC... 详细信息

相对于单面散热(single-sided cooling,SSC)封装,双面散热(double-sided cooling,DSC)封装能有效降低功率模块的结–壳热阻,大幅提升变流器的功率密度,是功率集成的发展趋势。DSC功率模块具有双通道传热的特征,然而现有研究仍然沿用SSC功率模块单通道传热的热阻模型和评测方法。因此,DSC功率模块的热阻研究存在物理意义不明、热路模型缺乏、评测方法空白等基础问题,严重制约DSC功率模块的装备研发、可靠运行和规模应用,亟待技术突破。文中基于等温剖面和温度梯度的概念,揭示功率模块热阻的传热学机理,阐释DSC功率模块热阻的物理意义,建立DSC功率模块的热路模型,分析双通道传热和单通道传热的热阻规律,仿真分析和实验测试的结果,验证模型和方法的可行性和有效性。结果表明:相对于SSC功率模块,DSC功率模块的双通道热阻,从物理上、数学上和表征上,都不是两个单通道热阻的直接并联。此外,DSC功率模块在降低73%尺寸的同时,可以降低65%的结–壳热阻。这些研究发现将为DSC功率模块的研发与应用及制定多通道传热半导体器件的热阻标准,提供有益的参考。

关键词：功率模块双面散热双通道传热热阻建模表征方法

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SF_(6)气氛中表面电荷对环氧树脂气固界面电子倍增过程的影响机制

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高电压技术 2022年第5期48卷 1716-1725页

作者：许航司马文霞孙魄韬邵千秋徐建伟李闯重庆大学电气工程学院输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

为了研究表面电荷对绝缘介质气固界面电子倍增过程的影响机制,本文搭建表面电荷定量注入与沿面闪络动态观测平台。在SF_(6)气氛中通过非接触式电晕放电向环氧树脂表面注入定量电荷,根据光电倍增管探测放电发出的光信号判断沿面放电起始... 详细信息

为了研究表面电荷对绝缘介质气固界面电子倍增过程的影响机制,本文搭建表面电荷定量注入与沿面闪络动态观测平台。在SF_(6)气氛中通过非接触式电晕放电向环氧树脂表面注入定量电荷,根据光电倍增管探测放电发出的光信号判断沿面放电起始时刻,并对沿面放电起始电压UIFO和闪络电压UFO进行测量;同时通过Monte Carlo法求解SF_(6)中电子输运参数,结合Poisson方程计算沿面放电电子崩起始电压,并利用电子崩对流-扩散方程计算电子崩发展参数,研究表面电荷对沿面放电电子崩起始与电子崩发展的影响规律。研究结果表明:表面电荷一方面通过增强电极三结合点处场强,提高SF_(6)气体有效电离系数,促进电子崩起始;另一方面,积聚在电子崩发展临界长度xele内的表面电荷通过减小电子崩中空间电荷数量与增加电子崩头部半径阻碍电子崩的发展,抑制流注的形成,在两种机制的共同作用下,沿面闪络电压随着电荷沉积位置的变化呈现非单调性下降。

关键词：表面电荷闪络起始电压闪络电压临界场强电子崩

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地线电磁脉冲除冰系统的振动加速度试验研究

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电网技术 2022年第11期46卷 4541-4547页

作者：胡琴姜涛蒋兴良舒立春陈宇李超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

架空地线短路融冰技术操作复杂、成本较高且难以实现。该文在分析电磁脉冲除冰原理的基础上,研制了一种可产生高幅值、短时间电脉冲力,使地线上冰层破裂脱落的电磁脉冲除冰系统,同时,以地线振动的峰值加速度作为系统脉冲除冰效果的评价... 详细信息

架空地线短路融冰技术操作复杂、成本较高且难以实现。该文在分析电磁脉冲除冰原理的基础上,研制了一种可产生高幅值、短时间电脉冲力,使地线上冰层破裂脱落的电磁脉冲除冰系统,同时,以地线振动的峰值加速度作为系统脉冲除冰效果的评价指标。通过在人工气候室搭建短尺寸地线试验平台,测量不同脉冲电压、线圈匝数、倍增器厚度下未覆冰地线不同位置处振动峰值加速度,分析其变化规律,得到最优的除冰系统参数,并在此最优参数配置下进行除冰试验。试验结果表明:地线未覆冰时,峰值加速度随脉冲电压、倍增器厚度及线圈匝数的增加逐渐增加,随离除冰装置距离的增加,峰值加速度增加速度变缓。地线覆冰时,在线圈为60匝,倍增器厚度为5mm,脉冲电压为1300V的条件下进行脉冲除冰试验,地线除冰长度为2.86m,除冰率为90%。

关键词：电磁脉冲地线除冰脉冲效果峰值加速度变化规律

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基于拉曼光谱的变压器混合故障特征气体的改进卷积神经网络定量方法

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光谱学与光谱分析 2025年第4期45卷 932-940页

作者：陈新岗张文轩马志鹏张知先万福敖怡曾慧敏重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054 重庆市能源互联网工程技术研究中心重庆400054 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

激光拉曼光谱技术在变压器故障特征气体检测方面具有明显优势,随变压器状态监测智能化的发展,研究混合故障特征气体的快速、准确定量分析方法具有重要意义。传统拉曼光谱分析需要预处理过程,极大程度依赖人为经验,光谱特征提取虽可降低... 详细信息

激光拉曼光谱技术在变压器故障特征气体检测方面具有明显优势,随变压器状态监测智能化的发展,研究混合故障特征气体的快速、准确定量分析方法具有重要意义。传统拉曼光谱分析需要预处理过程,极大程度依赖人为经验,光谱特征提取虽可降低信号维度,但也会造成其特征部分缺失或改变。针对上述问题,提出基于改进一维卷积神经网络与最小二乘支持向量回归相融合的拉曼光谱定量分析方法,即引入全局均值池化与最小二乘支持向量回归改进传统卷积神经网络,并运用Dropout方法提高模型泛化性能,防止过拟合。设计并搭建变压器故障特征气体拉曼光谱检测平台,采集7种故障特征气体及N_(2)、O_(2)混合气体的拉曼信号,在谱图2900 cm^(-1)频移附近,CH_(4)、C_(2)H_(6)气体呈现谱峰重叠,且变压器过热或局部放电故障发生时,会产生主要故障特征气体CH_(4),选择不同含量比例下的CH_(4)、C_(2)H_(6)混合气体作为研究对象具有代表性,按不同比例配制146组不同含量的CH_(4)、C_(2)H_(6)混合气体样本,检测时选用氮气作为标气,采集不同含量比例下混合气体样本的拉曼光谱数据,利用光谱数据增强方法,构建适用于深度神经网络的气体样本数据集。通过不断实验,优化网络结构参数与网络权重,完成模型训练并测试其预测效果,与多种定量模型进行对比分析,并研究光谱预处理对不同定量模型的影响,进而评估模型性能。结果表明,使用原始数据集建模时,改进卷积神经网络模型的预测精确度与回归拟合优度最佳,决定系数可达0.9998,均方根误差仅为0.0005 MPa;使用预处理后数据集建模时,改进卷积神经网络模型均方根误差为0.0023 MPa,相比使用原始数据集建模误差上升了0.0018,而传统方法误差均有所下降。该研究结果表明,所提方法与传统拉曼光谱定量方法相比,集成光谱预处理、特征提取和定量分析过程,在确保预测精确度的基础上,简化光谱分析流程,为快速、准确分析变压器混合故障特征气体提供了新的思路与参考。

关键词：变压器特征气体拉曼光谱改进一维卷积神经网络定量分析

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基于目标像素宽度识别的电力设备红外成像单目测距改进算法

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电工技术学报 2023年第8期38卷 2244-2254页

作者：杨帆王梦珺谭天卢旭胡冉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 深圳供电局有限公司电力科学研究院深圳518000

拍摄距离是影响红外成像效果的主要因素之一,拍摄距离的精确测量是提升红外成像检测设备故障准确度的主要方法之一。针对红外热像仪在电力设备巡检过程中的自动测距需求,该文研究了一种基于目标像素宽度识别的电力设备红外成像单目测距... 详细信息

拍摄距离是影响红外成像效果的主要因素之一,拍摄距离的精确测量是提升红外成像检测设备故障准确度的主要方法之一。针对红外热像仪在电力设备巡检过程中的自动测距需求,该文研究了一种基于目标像素宽度识别的电力设备红外成像单目测距改进算法,实现了利用红外图像中电力设备的像素宽度自动识别距离,解决了电力设备红外成像因拍摄角度变换及设备拍摄不全导致的距离识别难度大的问题,实现了12种常见电力设备的距离自动识别。首先基于SSD算法进行红外图像中设备类型的自动识别,获得设备类别及识别框的坐标;接着分析电力红外巡检的特点,提出基于目标像素宽度对单目测距算法进行改进;再通过图像处理识别设备的最小邻接矩形,计算目标的像素宽度;最终输出设备类型及距离。实验结果表明,该改进算法可以满足电力设备红外图像的单目测距需求。

关键词：电力设备红外成像单目测距 SSD

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750 kV GIS变电站开关操作电磁暂态特性研究

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高压电器 2024年第11期60卷 147-153页

作者：江金洋张相杰尹心程晓陈涛杨帆国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆400015 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

为明确气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)开关操作过程中的电磁暂态特性。在某750 kV气体绝缘变电站投运期间,设计了测量方案对隔离开关单次闭合、断路器单次闭合两类操作下的瞬态外壳电压(transient enclosure voltage,T... 详细信息

为明确气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)开关操作过程中的电磁暂态特性。在某750 kV气体绝缘变电站投运期间,设计了测量方案对隔离开关单次闭合、断路器单次闭合两类操作下的瞬态外壳电压(transient enclosure voltage,TEV)与暂态地电位升高(transient ground potential rise,TGPR)进行了测量,并对两类操作的测量结果从宏脉冲和微脉冲特性方面进行了对比分析。结果表明:TEV和TGPR的最大值分别为22.8 kV和19.6 kV,在许多测点处TGPR均高于TEV;相比于断路器合闸操作,隔离开关合闸操作产生的电磁振荡能量小,但宏脉冲持续时间长、击穿次数多。

关键词： GIS 隔离开关断路器 TEV TGPR

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