检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2022年第1期37卷 72-81页

作者：张谦邓小松岳焕展孙韬刘志强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

针对电动汽车参与电力市场引起电池损耗导致用户参与意愿降低以及参与后的里程焦虑等问题,该文提出计及电池寿命损耗下,电动汽车参与能量-调频市场的协同优化策略。首先研究了电池放电引起容量衰减的主要因素,结合电动汽车放电功率控制... 详细信息

针对电动汽车参与电力市场引起电池损耗导致用户参与意愿降低以及参与后的里程焦虑等问题,该文提出计及电池寿命损耗下,电动汽车参与能量-调频市场的协同优化策略。首先研究了电池放电引起容量衰减的主要因素,结合电动汽车放电功率控制特点,建立计及放电深度与放电区间的电池循环寿命损耗模型;然后,在市场价格引导下,以电动汽车集群收益最大为目标,提出功率-调频容量线性约束以及充放电循环识别及限制的线性约束,建立电动汽车调度功率及调频容量协同优化模型;最后,通过算例验证了所提策略能在确保用户收益的情况下,避免频繁充放电、深度放电、高位放电等不规则的放电行为,大幅度降低电动汽车参与电力市场的电池寿命损耗,有利于推进电动汽车参与电网互动。

关键词：电动汽车车网互动电池寿命电力市场协同优化

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基于IGBT结温波动平滑控制的主动热管理方法综述

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电工技术学报 2022年第6期37卷 1415-1430页

作者：魏云海陈民铀赖伟张金保胡宇隆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

IGBT作为功率变流器的核心器件,被广泛应用于电动汽车、轨道交通、航空航天和电力系统等领域,由于功率变流器的运行环境复杂多变,处理功率大幅波动,导致IGBT内部结温发生剧烈变化,器件在热应力持续作用下引起疲劳老化失效,进而影响系统... 详细信息

IGBT作为功率变流器的核心器件,被广泛应用于电动汽车、轨道交通、航空航天和电力系统等领域,由于功率变流器的运行环境复杂多变,处理功率大幅波动,导致IGBT内部结温发生剧烈变化,器件在热应力持续作用下引起疲劳老化失效,进而影响系统运行可靠性的问题已受到业界的普遍关注和高度重视。近年来,国内外学者围绕如何通过内部热管理来平抑功率器件的结温波动、延长运行寿命展开了大量的研究工作,从不同的角度提出各种主动热管理方法,这对延缓功率器件疲劳老化速率、提升器件运行可靠性有着重要意义。该文分别从功率器件层面和变流器运行控制层面系统性地阐述和归纳现有IGBT主动热管理方法的原理和特点,并基于IGBT器件寿命评估模型对各类主动热管理方法的效果进行量化评估,从热应力缓解程度、实现难度、寿命延长倍数和适用范围等多角度进行综合对比分析,并对IGBT器件主动热管理方法的进一步研究提出建议,为IGBT器件健康管理和运行可靠性的提升提供参考意义。

关键词：主动热管理结温平滑损耗控制可靠性

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基于行波模态分解的特高压直流输电线路双端行波测距方法

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电力系统保护与控制 2024年第4期52卷 109-120页

作者：王洪彬周念成王伟王强钢于大川周丹莹吕元正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 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401123

基于晶闸管换流器的特高压直流输电系统(ultra-high voltage direct current based on line commutated converter,LCC-UHVDC)的故障定位算法对智能电网的安全稳定运行起着重要作用。针对长距离特高压直流输电系统故障测距方法精准度低... 详细信息

基于晶闸管换流器的特高压直流输电系统(ultra-high voltage direct current based on line commutated converter,LCC-UHVDC)的故障定位算法对智能电网的安全稳定运行起着重要作用。针对长距离特高压直流输电系统故障测距方法精准度低、快速性差的问题,提出了一种基于变分模态分解法(variational mode decomposition,VMD)和Teager能量算子(Teager energy operator,TEO)的双端行波故障测距方法。首先,研究了LCC-UHVDC线路故障电压行波的传播特性。利用零模电压随线路传播衰减明显的特征,通过VMD算法提取采样点处零模电压行波的时频特性。针对VMD参数选择不当导致的模态混叠问题,利用K-L散度(Kullback-Leibler divergence)对提取的模态指标进行优化。然后采用TEO对分解后信号进行瞬时能量谱提取,精确标定波头到达时间,最后采用双端迭代测距法迭代求解故障距离。在PSCAD/EMTDC搭建±800 kV LCC-UHVDC仿真模型进行验证。结果表明,所提方法在不同故障位置、过渡电阻和故障类型下具有较强的鲁棒性。

关键词：特高压直流输电变分模态分解 Teager能量算子故障测距电压行波

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基于响应面的车用功率模块Pin-Fin优化设计

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电工技术学报 2022年第22期37卷 5836-5850页

作者：张嘉伟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400044

集成Pin-Fin散热器可以降低功率模块的结-流热阻,提升车用电机控制器的功率密度和可靠性,是车用功率模块先进热管理技术的发展趋势。然而,Pin-Fin散热器的设计面临电-热-流多物理场耦合的挑战,难于解析表征与定量优化,设计的周期长、成... 详细信息

集成Pin-Fin散热器可以降低功率模块的结-流热阻,提升车用电机控制器的功率密度和可靠性,是车用功率模块先进热管理技术的发展趋势。然而,Pin-Fin散热器的设计面临电-热-流多物理场耦合的挑战,难于解析表征与定量优化,设计的周期长、成本高。基于响应面优化方法,该文提出一种集成Pin-Fin散热器的模型化设计方法,建立集成Pin-Fin形貌结构与阵列排布的数学描述,给出Pin-Fin散热器热-流性能的理论模型,建立Pin-Fin的多目标优化模型,获得Pin-Fin散热器结构的最优设计。为了验证理论模型和优化设计的可行性和有效性,搭建面对面变流器对拖实验平台,对标商业化车用功率模块的Pin-Fin设计,采用大量固定工况,以及实际车用工况实验结果,对比验证优化后的Pin-Fin能降低车用功率模块7.62%的结-流热阻,减小65%的功率模块损伤,提升车用电机控制器寿命1.8倍,为车用功率模块低热阻集成Pin-Fin散热器提供新的研究思路。

关键词：车用功率模块集成Pin-Fin散热器响应面方法多目标优化设计

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考虑轴系特性的汽轮发电机阻抗模型

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电工技术学报 2024年第15期39卷 4767-4781页

作者：李佳龙卢新宇杜雄刘俊良樊丽娟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 南方电网科学研究院系统研究所广州510663

与状态空间法和复转矩系数法相比,基于阻抗的分析方法更便于拓扑扩展和黑盒系统建模。然而,现有的汽轮发电机阻抗模型,如RL串联阻抗模型或同步发电机等效电路阻抗模型,仅关注汽轮发电机的电气特性。上述简化的阻抗模型无法考虑汽轮发电... 详细信息

与状态空间法和复转矩系数法相比,基于阻抗的分析方法更便于拓扑扩展和黑盒系统建模。然而,现有的汽轮发电机阻抗模型,如RL串联阻抗模型或同步发电机等效电路阻抗模型,仅关注汽轮发电机的电气特性。上述简化的阻抗模型无法考虑汽轮发电机轴系特性的影响,甚至导致错误的分析结果。针对这一问题,该文建立了考虑轴系特性的汽轮发电机阻抗模型,并以风火打捆外送系统为研究对象,对比了基于RL等效阻抗模型和所建立阻抗模型的振荡分析结果。验证了所建立模型在含有新能源以及电力电子设备的电力系统中进行稳定性分析的适用性与准确性。研究结果可为含汽轮发电机的复杂结构电力系统的稳定性分析提供模型。

关键词：阻抗模型汽轮发电机轴系扭振风火打捆

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单组分光敏微胶囊/纳米SiO_(2)/环氧树脂复合绝缘介质的自修复特性

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电工技术学报 2022年第6期37卷 1564-1571页

作者：梁琛司马文霞孙魄韬刘丰萁邵千秋输配电装备及系统安全及新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

以环氧树脂为代表的固体绝缘介质在长期电/机械应力作用下不可避免地会产生局部裂纹,严重影响其服役寿命。该文针对上述问题制备一种含有单组分紫外光敏微胶囊的环氧树脂复合绝缘介质,当环氧树脂表面产生裂纹损伤时,机械应力集中于胶囊... 详细信息

以环氧树脂为代表的固体绝缘介质在长期电/机械应力作用下不可避免地会产生局部裂纹,严重影响其服役寿命。该文针对上述问题制备一种含有单组分紫外光敏微胶囊的环氧树脂复合绝缘介质,当环氧树脂表面产生裂纹损伤时,机械应力集中于胶囊壳体并使其破裂,囊芯光敏修复剂流出填充损伤通道,在外施紫外激励下实现损伤通道的固化自愈。同时通过向环氧基体内引入纳米SiO_(2)作为紫外光屏蔽介质,实现对囊芯光敏修复剂的紫外保护。该文利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪、热重分析仪、宽频介电谱分析仪等测试微胶囊与复合介质的本征性能与自修复特性,结果表明,微胶囊壳体致密且均匀,具有良好的耐热性能;SiO_(2)复合介质紫外屏蔽效果显著,能保证囊芯修复剂的反应活性;复合介质在保持环氧材料良好本征性能的同时实现了对机械损伤的自修复。

关键词：环氧树脂自修复紫外光敏微胶囊纳米SiO_(2)

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双极性纳秒脉冲DBD等离子体改性增强BNNSs在环氧树脂中的分散性

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高电压技术 2022年第9期48卷 3755-3764页

作者：米彦陈勇苟家喜戴锦炎朱亚奎刘灿辉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

在环氧树脂中添加氮化硼纳米片(boron nitride nanosheets,BNNSs)可获得某些优于常规材料的特性,但纳米粒子的“团聚”现象对改性效果有较大影响。为了增强BNNSs在环氧树脂(epoxy resin,EP)基体中的分散性,为此采用大气压Ar+HO双极性纳... 详细信息

在环氧树脂中添加氮化硼纳米片(boron nitride nanosheets,BNNSs)可获得某些优于常规材料的特性,但纳米粒子的“团聚”现象对改性效果有较大影响。为了增强BNNSs在环氧树脂(epoxy resin,EP)基体中的分散性,为此采用大气压Ar+HO双极性纳秒脉冲介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)低温等离子体对BNNSs进行羟基化改性,再用硅烷偶联剂KH560修饰,使用X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)来研究等离子体改性前后BNNSs表面的元素及羟基含量和对偶联剂修饰的影响,利用面积分布概率和冲击强度对BNNSs分散性进行定量表征。测试结果表明,在20%的相对湿度下,等离子体改性后BNNSs表面的羟基含量提高近两倍,增强了BNNSs对偶联剂的吸附作用,相比于只用偶联剂改性的BNNSs,其表面偶联剂的包覆率提高了45%;在相同质量分数下,等离子体+偶联剂改性的BNNSs比只用偶联剂改性的BNNSs的分散性特征值增大10%以上。该研究为增强纳米粒子在基体材料中的分散性提供了一种新方法。

关键词：双极性纳秒脉冲低温等离子体分散性 BN纳米片环氧树脂

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直流电弧对导线电极侵蚀特性的仿真及实验研究

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高电压技术 2022年第8期48卷 3316-3325页

作者：吴淑牛熊兰杨子康陈永辉张占龙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

导线的绝缘劣化和接头处电极接触不良等因素时常导致电弧的发生。直流电流因其无过零点的缘故,发生电弧时会对设备造成极大的侵蚀损害,甚至造成失火。针对电流为几十安的光伏及直流配电网等直流电应用场景,基于磁流体动力学(MHD)理论并... 详细信息

导线的绝缘劣化和接头处电极接触不良等因素时常导致电弧的发生。直流电流因其无过零点的缘故,发生电弧时会对设备造成极大的侵蚀损害,甚至造成失火。针对电流为几十安的光伏及直流配电网等直流电应用场景,基于磁流体动力学(MHD)理论并且考虑电弧与电极之间的能量耦合,建立了导线电极的电弧-电极多物理场耦合仿真模型。模型中电弧热源考虑了焓传递项,电弧与阴极能量传递过程中考虑了热电发射电子流与阴极表面温度的关系和电场隧道效应,研究分析了电弧系统的温度场特性,探究了在不同电流、导线截面积和导线电极间距情况下,直流电弧对导线电极的侵蚀程度。研究结果表明:电弧的温度在靠近电极的区域高于弧柱中心的温度,阴极附近的温度略高于阳极附近的温度;然而,阳极的温度始终高于阴极温度;并且,电弧电流越大或者电极间距越大,电极表面的侵蚀熔融区越大;线径越大,电极表面的侵蚀熔融区越小。仿真与实验均表明10mm^(2)导线截面积的导线要求通过的电流在20 A以下才能有效防范电弧对导线电极的侵蚀;仿真结果表明并不是增大电极间距便可减轻侵蚀,间距为2 mm时导线电极未发生侵蚀;50的电流需要选择35 mm^(2)以上导线截面积的导线才能有效防范电弧对导线电极的侵蚀。

关键词：直流电弧电弧侵蚀磁流体动力学相变电极

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基于弧垂测量的综合荷载下导线等值覆冰厚度监测方法

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高电压技术 2022年第2期48卷 584-593页

作者：胡建林刘杰蒋兴良王晓枫张瑞何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

近年中国电网冰灾事故频发,输电线路覆冰监测对电网冰灾防治工作具有重要意义。弧垂作为导线覆冰后一明显变化量,可用于远程在线覆冰监测。因此,该文根据导线力学分析,建立综合荷载下,基于弧垂、温度测量的输电线路等值覆冰厚度数值计... 详细信息

近年中国电网冰灾事故频发,输电线路覆冰监测对电网冰灾防治工作具有重要意义。弧垂作为导线覆冰后一明显变化量,可用于远程在线覆冰监测。因此,该文根据导线力学分析,建立综合荷载下,基于弧垂、温度测量的输电线路等值覆冰厚度数值计算模型,并以连续档下不同塔线连接类型线路,以及大高差非均匀覆冰线路为对象,提出其标况下状态方程参数计算及覆冰厚度监测方法,并在重庆大学雪峰山野外观测站进行现场试验验证。结果表明:模型理论计算等值覆冰厚度与实测值最大相对误差为11.1%;对于特定导线,其最大弧垂f_(M)随等值覆冰厚度近似呈线性变化;当覆冰监测精度一定时,对最大弧垂f_(M)的测量精度需求随导线几何构型增大近似呈指数型上升,当线路档距大于400 m时,温度测量达±1℃,弧垂测量达±1 dm便可实现等值覆冰厚度增长1 mm的测量精度。

关键词：输电线路覆冰监测弧垂测量综合荷载非均匀覆冰连续档大高差线路

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基于Haar小波变换重构开关序列的MMC子模块电容值在线监测方法

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电工技术学报 2022年第20期37卷 5278-5289页

作者：罗丹陈民铀赖伟夏宏鉴冉立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

电容器作为模块化多电平换流器(MMC)系统子模块核心部件,因长期工作于交流、大功率的工作环境,使其成为最容易失效的部件之一。因此,电容器健康状态的实时监测对MMC系统可靠运行具有重要意义。该文提出一种基于Haar小波变换重构开关序列... 详细信息

电容器作为模块化多电平换流器(MMC)系统子模块核心部件,因长期工作于交流、大功率的工作环境,使其成为最容易失效的部件之一。因此,电容器健康状态的实时监测对MMC系统可靠运行具有重要意义。该文提出一种基于Haar小波变换重构开关序列的MMC子模块电容值在线监测方法,首先,通过对MMC系统实测的电容器电压信号进行Haar小波变换重构出子模块投入与切除的开关序列;其次,基于重构的开关序列提取电容器的充电时段电压信号,并结合桥臂实测电流信号实现电容器容值在线反演计算;最后,通过MMC系统工况模拟平台验证了该文所提方法的准确性和有效性。该方法仅需控制系统原有采集的电容电压和桥臂电流信号为监测方法输入,即可实现对电容器容值的评估,去除了对开关信号的需求,极大地降低了监测的难度,为MMC系统电容器的健康状态监测和主动运维提供了方法和数据基础。

关键词：模块化多电平换流器电容值在线监测开关序列小波变换

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