柔性直流输电系统中高频振荡研究综述 被引量：3

1

作者 李奇南 孙宝奎 +3 位作者 孙华东 张晓林 王子莹 陈鑫 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第1期156-171,共16页

近年来,国内外多个电压源型柔性直流输电工程中发生了中高频振荡现象,影响系统的安全稳定运行。针对柔性直流输电系统出现的中高频振荡问题,阐述了柔直换流站阻抗模型和状态空间模型的建立方法,交流系统数学模型建立方法。对使用阻抗分... 近年来,国内外多个电压源型柔性直流输电工程中发生了中高频振荡现象,影响系统的安全稳定运行。针对柔性直流输电系统出现的中高频振荡问题,阐述了柔直换流站阻抗模型和状态空间模型的建立方法,交流系统数学模型建立方法。对使用阻抗分析法、特征值法进行系统稳定性分析的原理、方法进行了说明。基于换流器阻抗模型,分析了电压前馈、电流内环、锁相环、环流控制等因素对换流器阻抗特性的影响。归纳总结了现有中高频振荡抑制策略及其对柔性直流输电系统动态性能的影响,介绍了谐波保护方法。对中高频振荡问题的抑制措施研究进行展望,给出了未来研究方向建议。 展开更多

关键词 阻抗模型 状态空间模型 抑制策略 中高频振荡 动态性能 谐波保护 柔性直流输电

在线阅读 下载PDF 职称材料

采用底部供液强化低液位沸腾传热的仿真研究

2

作者 张愿男 张毓翔 +3 位作者 肖杨 李嘉华 钟达文 陈林 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期116-125,共10页

新型薄液膜沸腾采用独特的底部供液方式,能够实现超过1000 W/cm^(2)的超高热流密度,具有应用于芯片散热等领域的巨大潜力。受到薄液膜沸腾启发,建立了采用底部供液的低液位沸腾传热的仿真模型,模拟研究了液位高度和供液流速对沸腾传热... 新型薄液膜沸腾采用独特的底部供液方式,能够实现超过1000 W/cm^(2)的超高热流密度,具有应用于芯片散热等领域的巨大潜力。受到薄液膜沸腾启发,建立了采用底部供液的低液位沸腾传热的仿真模型,模拟研究了液位高度和供液流速对沸腾传热的影响规律,运用场协同原理分析了底部供液强化低液位沸腾传热的内在机理。计算结果表明:(1)底部供液的冷流体冲破汽泡大幅增强了对流传热;(2)冷流体扰动过热流体层,润湿传热表面,增强了微液层的蒸发强度;(3)底部供液和低液位沸腾实现了汽泡脱离路径和冷却液润湿路径相分离,大大延缓Helmholtz不稳定性现象的出现;(4)随着底部供液流速的增加以及液位高度的降低,低液位沸腾换热性能得到明显增强。 展开更多

关键词 薄液膜沸腾 底部供液 低液位沸腾 强化传热

在线阅读 下载PDF 职称材料

等离子体硅沉积对XLPE/SIR界面放电的影响研究

3

作者 燕一博 夏国巍 +3 位作者 段祺君 骆立衡 尹国华 谢庆 《绝缘材料》 北大核心 2025年第4期82-89,共8页

电缆接头的交联聚乙烯(XLPE)与硅橡胶(SIR)界面发生放电是导致电缆故障的主要原因之一。为改善这一现象,本文对XLPE样片表面进行不同时间等离子体硅沉积处理,并对其进行微观形貌测试和界面放电实验。结果表明:等离子体硅沉积技术能有效... 电缆接头的交联聚乙烯(XLPE)与硅橡胶(SIR)界面发生放电是导致电缆故障的主要原因之一。为改善这一现象,本文对XLPE样片表面进行不同时间等离子体硅沉积处理,并对其进行微观形貌测试和界面放电实验。结果表明:等离子体硅沉积技术能有效提高XLPE/SIR界面的耐压性能。随着等离子体硅沉积处理时间的增加,XLPE样片表面粗糙度先减小后增大,其变化趋势与XLPE/SIR界面的起始放电电压、击穿电压和升压幅值的变化趋势相同,与表面电阻率的变化趋势相反。其中,处理时间为3 min的XLPE样片具有最小的表面粗糙度(R_(a)=41.8 nm)和最大的表面电阻率(857×10^(12)Ω)。在该处理时间下,XLPE/SIR界面的实际接触面积最大、界面的微孔隙数量最少、击穿电压提升幅度最大,其中击穿电压相对于未处理XLPE/SIR界面提升了66.7%。 展开更多

关键词 等离子体硅沉积 交联聚乙烯 硅橡胶 界面放电 表面粗糙度

在线阅读 下载PDF 职称材料

等离子体氟化纳米SiO_(2)对高温受潮状态下环氧树脂表面绝缘性能的影响研究

4

作者 骆立衡 郭骏毅 +5 位作者 夏国巍 段祺君 尹国华 燕一博 宋景萱 谢庆 《绝缘材料》 北大核心 2025年第1期11-19,共9页

随着电网容量和电压等级的提升,环氧复合绝缘材料的绝缘性能对电气设备的安全稳定运行至关重要,长期的高温高湿状态会导致材料的绝缘性能严重下降。本文基于介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)的等离子体技术对纳米SiO_(2... 随着电网容量和电压等级的提升,环氧复合绝缘材料的绝缘性能对电气设备的安全稳定运行至关重要,长期的高温高湿状态会导致材料的绝缘性能严重下降。本文基于介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)的等离子体技术对纳米SiO_(2)进行氟化改性(F-SiO_(2)),成功将含氟基团接枝在纳米SiO_(2)表面,并通过湿热老化实验模拟高温受潮状态,对不同老化阶段的试样进行沿面闪络、电荷消散特性和陷阱分布特性测试。探究了掺杂F-SiO_(2)对环氧复合材料耐湿热老化性能的影响,并结合MD仿真模拟从分子尺度揭示了F-SiO_(2)对水分侵入的抑制机理。实验结果表明:掺杂F-SiO_(2)使环氧复合材料的饱和吸湿量降低了16.16%,沿面闪络电压提升了13.06%,且在湿热老化后能继续保持较高的绝缘性能。仿真结果表明:F-SiO_(2)可以降低环氧树脂的自由体积分数和水分子的均方位移,增强了环氧复合材料对水分的阻隔作用。等离子体技术可以将氟元素接枝到纳米SiO_(2)表面,有效抑制水分的侵入,提升环氧复合材料在受潮状态下的表面绝缘性能。 展开更多

关键词 等离子体氟化 环氧复合材料 湿热老化 水分扩散 分子动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于数字单元法的平纹织物压实形态变化研究

5

作者 颜丙越 张卓 +1 位作者 尹立 何剑飞 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期137-144,共8页

平纹编织复合材料因其强度高、性能稳定、结构简单等优点,被广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。作为复合材料的增强结构,平纹织物的几何特征对结构性能有重要影响。作为一种柔性结构,平纹织物纱线的几何形状受工艺参数影响易发生... 平纹编织复合材料因其强度高、性能稳定、结构简单等优点,被广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。作为复合材料的增强结构,平纹织物的几何特征对结构性能有重要影响。作为一种柔性结构,平纹织物纱线的几何形状受工艺参数影响易发生明显形变。针对玻璃纤维平纹织物,采用四种压力制备了四种复合材料试样。对四种试样内部纱线结构进行了Micro-CT扫描。使用数字单元法对平纹织物进行了细观尺度建模,并进行四种压力下的压实模拟。将Micro-CT扫描结果与模拟的纱线形态进行对比,验证了模拟方法的正确性,进一步分析了织物在压力载荷下的纱线形态变化过程。 展开更多

关键词 Micro-CT技术 数字单元法 流动压实 纱线形态 复合材料

在线阅读 下载PDF 职称材料

高海拔地区晶闸管宇宙射线失效等效加速试验研究 被引量：4

6

作者 李尧圣 张进 +5 位作者 陈中圆 李金元 王忠明 刘杰 梁红胜 彭超 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期682-690,I0021,共10页

大气环境中的高能中子、γ射线和电磁脉冲以及空间辐射环境中的高能电子和质子等,都能造成半导体材料性质变化和器件性能蜕变以至失效,而在大气层内宇宙射线引起功率器件失效的主要原因是高能中子导致的单粒子烧毁(single event burnout... 大气环境中的高能中子、γ射线和电磁脉冲以及空间辐射环境中的高能电子和质子等,都能造成半导体材料性质变化和器件性能蜕变以至失效,而在大气层内宇宙射线引起功率器件失效的主要原因是高能中子导致的单粒子烧毁(single event burnout,SEB)。白鹤滩—江苏±800 kV特高压直流输电工程布拖换流站位于北纬27°,东经102°,海拔2500 m。中子通量是水平面4倍以上,将导致器件的失效率大幅上升。为验证工程中8.5 kV晶闸管在额定条件下的失效率不超过100FIT,该文采用200 MeV质子源进行辐照加速试验,根据当地大气中子通量核算中子总注量,对比研究不同电压、温度对晶闸管失效率的影响规律,试验结果给出晶闸管在高海拔地区宇宙射线SEB平均失效率,为换流阀中晶闸管工作电压设计提供依据。 展开更多

关键词 宇宙射线 高能中子 单粒子烧毁 平均失效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

宽禁带半导体器件开关振荡研究综述 被引量：4

7

作者 孙帅 林仲康 +2 位作者 唐新灵 魏晓光 赵志斌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期2386-2407,I0026,共23页

宽禁带半导体器件具有高频、高效率、高功率密度等优点。然而,低寄生电容、低阈值电压和快速开关等特性也使它们更容易受到开关振荡的影响。该文综述开关振荡的类型、产生机理、敏感参数以及抑制方法。首先,依据波形特征将振荡分为阻尼... 宽禁带半导体器件具有高频、高效率、高功率密度等优点。然而,低寄生电容、低阈值电压和快速开关等特性也使它们更容易受到开关振荡的影响。该文综述开关振荡的类型、产生机理、敏感参数以及抑制方法。首先,依据波形特征将振荡分为阻尼振荡及自持振荡两类;其次,建立开关振荡分析模型,包括器件模型和开关电路模型,依托该模型研究两种振荡的机理、敏感参数以及各敏感参数对振荡特性的影响规律;再次,分析两类开关振荡的差异性和关联性;最后,总结抑制开关振荡的主要方法,并对各种方法的优缺点进行比较分析。对前人研究成果进行总结和延伸,期望帮助研究人员更好地将宽禁带器件应用于高频高功率变换工况。 展开更多

关键词 宽禁带半导体 振荡 阻尼振荡 自持振荡 反馈 负电阻

在线阅读 下载PDF 职称材料

质子交换膜电解制氢膜电极制备技术研究进展 被引量：2

8

作者 朱玉婷 叶青 +1 位作者 邓占锋 宋小云 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第7期1206-1211,共6页

膜电极(MEA)是质子交换膜(PEM)电解堆的核心,是物质传输和电化学反应的场所,直接决定电解堆的性能、成本和寿命。综述了PEM电解制氢膜电极的制备方法,主要包括:多孔传输层表面制备催化层(PTE)、质子交换膜表面制备催化层(CCM)、有序化... 膜电极(MEA)是质子交换膜(PEM)电解堆的核心,是物质传输和电化学反应的场所,直接决定电解堆的性能、成本和寿命。综述了PEM电解制氢膜电极的制备方法,主要包括:多孔传输层表面制备催化层(PTE)、质子交换膜表面制备催化层(CCM)、有序化制备法(OME)及直接膜沉积法(DMD)。PTE工艺可避免质子膜溶胀,但对传输层孔隙结构要求较高;CCM工艺过程简单,具有良好的催化层/膜界面,但电极极化损失高、物质传输性能较低;OME工艺具有良好的导电性及物质传输通道,有助于增加三相界面;DMD工艺可改善催化层与质子膜界面,自由调节膜厚,提升膜电极的性能并降低成本。 展开更多

关键词 膜电极 PTE型膜电极 CCM型膜电极 OME型膜电极 DMD型膜电极

在线阅读 下载PDF 职称材料

国产6.5 kV/400 A SiC MOSFET模块研制及电气特性研究 被引量：2

9

作者 魏晓光 吴智慰 +9 位作者 唐新灵 杜玉杰 杨霏 李学宝 赵志斌 吴沛飞 徐云飞 齐磊 李士颜 单云海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期4012-4025,I0022,共15页

为满足当前新型电力系统中电能变换装备对器件高压、大容量、工作频率高、开关损耗低的需求,文中自主研制一款国内最高功率等级的6.5 kV/400 A碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor... 为满足当前新型电力系统中电能变换装备对器件高压、大容量、工作频率高、开关损耗低的需求,文中自主研制一款国内最高功率等级的6.5 kV/400 A碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor,MOSFET)模块,并对其电气特性开展研究。首先,对模块的电路与封装结构进行设计,通过热仿真和阻抗测量手段,对所研制模块的热特性以及回路寄生参数进行分析;其次,对所研制的模块开展常温(25℃)及高温(150℃)下的静态、动态特性测量。测量结果表明,在常温、高温条件下,模块的阻断漏电流与栅源极漏电流微小,且开关损耗维持一致,具备较好的耐高温特性。同时,相较于同电压电流规格的硅绝缘栅双极型晶体管器件,模块开关损耗可降低72%以上。最后,搭建碳化硅器件连续运行工况实验平台,模拟器件在换流装备中的实际运行工况,对模块进行半桥正弦脉宽调制逆变连续运行实验。连续运行实验结果表明,该模块在电压3600 V、器件电流峰值280 A条件下连续运行1h无异常,初步验证模块具备工程应用能力。研究可为高压碳化硅MOSFET的研制及工程应用提供一定支撑。 展开更多

关键词 碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管模块 封装结构设计 静态特性 动态特性 连续运行实验

在线阅读 下载PDF 职称材料

质子注入缓冲层结构的高压FS-IGBT动态坚固性研究

10

作者 魏晓光 聂瑞芬 +4 位作者 金锐 王耀华 李立 田宝华 王松华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1924-1931,I0022,共9页

具有多重质子注入(multiple proton injection,MPI)缓冲层结构的FS-IGBT,相比传统磷注入缓冲层结构的同类型器件,其动态坚固性发生了改变。通过对MPI缓冲层结构的FS-IGBT的短路特性研究发现,MPI缓冲层的峰数越多,抗短路热失效能力越强,... 具有多重质子注入(multiple proton injection,MPI)缓冲层结构的FS-IGBT,相比传统磷注入缓冲层结构的同类型器件,其动态坚固性发生了改变。通过对MPI缓冲层结构的FS-IGBT的短路特性研究发现,MPI缓冲层的峰数越多,抗短路热失效能力越强,但是峰数太多,可能会引起IGBT在短路时的栅极电压振荡,造成器件失效。这与IGBT在短路大电流下的Kirk效应有关。Kirk效应造成短路时IGBT栅电极下电场降低,电子运动速率减小,进而栅电极下累积的电子造成栅极输入电容的改变,引起栅电压振荡。此外,实验发现,MPI缓冲层峰的氢相关施主(hydrogen-related donors,HDs)浓度不仅与注入剂量和激活温度有关,还与注入次数有关,具体表现为注入次数多,辐射损伤多,HDs浓度越高。文中研究不同MPI缓冲层结构的IGBT关断坚固性。 展开更多

关键词 多重质子注入 缓冲层 短路坚固性 振荡 Kirk效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

IGBT器件关断能力提升的参数筛选方法研究

11

作者 范迦羽 李恬晨 +2 位作者 和峰 李学宝 崔翔 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期58-66,共9页

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件内部通过并联大量芯片保证其关断能力,当并联芯片的参数分散性较大时,器件的关断能力会不可避免的退化。因而,研究IGBT器件关断能力提升的参数筛选方法非常重要。为此,... 绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件内部通过并联大量芯片保证其关断能力,当并联芯片的参数分散性较大时,器件的关断能力会不可避免的退化。因而,研究IGBT器件关断能力提升的参数筛选方法非常重要。为此,本文首先分析了并联两IGBT芯片关断失效的特征及关键的影响因素,并首次给出了并联IGBT芯片动态闩锁失效的电压电流波形。波形表明,关断重分配的电流不均令并联芯片在关断时承受不同应力,从而导致IGBT器件的关断能力退化。此外,上述过程受芯片阈值电压,转移特性曲线等诸多参数影响,因此需要通过多参数筛选以提升器件的关断能力。所以,本文总结了300组芯片并联关断的实验结果,研究了并联芯片参数差异与关断均流的关系,并提出并联芯片的关断均流的参数筛选方法,从而提升器件的关断能力。实验结果表明,通过筛选栅极阈值电压、转移特性曲线以及等效跨导可以有效保证芯片在1.8倍额定电流下的关断电流差峰值小于10%,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 并联IGBT芯片 关断失效特征 动态闩锁失效 关断电流重分配 参数筛选方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多元变分模态分解与改进小波阈值的矿用电缆局放去噪方法

12

作者 曹继元 王彦文 +4 位作者 陈鹏 周暄 朱伟雄 张一赫 王乐 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期2293-2309,共17页

矿用电缆的绝缘状态对矿井供电系统的稳定运行起着重要作用,局部放电在线监测是电缆绝缘状态监测的重要手段。针对矿用电缆局放信号极易淹没于现场白噪声与周期性窄带干扰中,以及降噪方法适应性普遍不强等问题,提出了基于多元变分模态... 矿用电缆的绝缘状态对矿井供电系统的稳定运行起着重要作用,局部放电在线监测是电缆绝缘状态监测的重要手段。针对矿用电缆局放信号极易淹没于现场白噪声与周期性窄带干扰中,以及降噪方法适应性普遍不强等问题,提出了基于多元变分模态分解与改进小波阈值的局放去噪方法。首先,以最小平均包络熵作为适应度函数,采用麻雀搜索算法实现多元变分模态分解模态数和惩罚因子的自动寻优,从而以分解出最大确定性程度的局放特征信号为目标,准确分解局放含噪信号。其次,计算各本征模态函数的峭度值,区分局放主导分量与噪声主导分量,利用维纳滤波可通过局部方差自适应调节滤波效果的特性,准确提取局放主导分量中的局放特征信号,通过3σ准则归类局放特征信号为粗大误差,反向抑制噪声主导分量中的高斯白噪声与窄带干扰信号,将局放主导分量与噪声主导分量进行重构得到局放重构信号。最后,构建指数衰减型小波阈值函数,该阈值函数在克服硬阈值函数的不连续性与软阈值函数的恒定偏差的基础上,能够快速逼近硬阈值函数,利用新型改进小波阈值算法对局放重构信号进行去噪,得到局放去噪信号。将该方法与常见的几种方法进行比较,结果表明,该方法对仿真局放信号与实测局放信号均具有较好的降噪效果,且算法运行效率表现良好。 展开更多

关键词 局放去噪 多元变分模态分解 小波阈值 峭度 麻雀搜索算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4)(0

13

作者 吉帅静 王军伟 +6 位作者 杜宝帅 徐丽 楼平 管敏渊 汤舜 程时杰 曹元成 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第3期965-983,共19页

在锂离子电池于电动汽车及储能领域广泛应用的背景下,磷酸锰锂铁(LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4),0<x<1)作为正极材料,因其卓越的高安全性和高工作电压特性而备受瞩目。然而,LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4)(LFMP)材料存在的导电性不足及循环稳... 在锂离子电池于电动汽车及储能领域广泛应用的背景下,磷酸锰锂铁(LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4),0<x<1)作为正极材料,因其卓越的高安全性和高工作电压特性而备受瞩目。然而,LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4)(LFMP)材料存在的导电性不足及循环稳定性较差等问题,成为制约其商业化应用的关键性障碍。针对这些问题,本文深入探讨了LFMPO4性能衰退的根源,包括Mn的Jahn-Teller畸变效应、迟缓的反应动力学以及锰基阴极材料中的歧化反应等核心问题,并深入分析了高温高压条件下产气产热的演变机制,以期揭示其失效机理。为提升LFMP的综合性能,本文总结了多种策略,如离子掺杂与碳包裹技术的结合使用、复合包覆技术以及电解质的改良等。这些策略着重于增强LFMP正极材料的电子导电性和Li^(+)迁移率,稳定其相结构以抑制由Jahn-Teller效应引发的Mn溶解,减小界面应力,并提升材料的热稳定性和安全性。通过实施上述策略,不仅验证了失效机理分析的准确性,还展望了高性能锂离子电池LFMP正极材料的未来发展趋势。结合当前的研究成果,为实现高比容量、稳定的循环性能、出色的倍率性能以及高安全性,可能需要综合运用多种手段,如碳涂层、元素掺杂以及电解质优化等,以期开发出具有高能量密度、长循环寿命和热稳定性的全电池基LFMP正极材料。此外,本文还紧密结合当前的产业化研究进展,综述了不同合成工艺与Mn掺杂比例调控对LFMP材料结构和性能的具体影响,这不仅将推动LFMP基材料在高性能锂离子电池领域的广泛应用,也为其商业化进程奠定了坚实的基础。 展开更多

关键词 LiFe_(x)Mn_(1-x)PO_(4)(0 失效机制 JAHN-TELLER效应 掺杂改性 包覆改性 电解质策略改性

在线阅读 下载PDF 职称材料

芯片参数分散性对多芯片并联SiC MOSFET热安全工作区的影响

14

作者 蒋馨玉 孙鹏 +2 位作者 唐新灵 金锐 赵志斌 《电工技术学报》 北大核心 2025年第16期5136-5150,共15页

SiC MOSFET功率模块通常由并联芯片组成,以实现应用系统所需的电流能力。然而,由于器件制备的工艺波动引起芯片参数分散性,叠加封装寄生参数与等效热阻非对称性,导致每个芯片的电热行为存在显著差异,使得相同最高结温限制下的工作区存... SiC MOSFET功率模块通常由并联芯片组成,以实现应用系统所需的电流能力。然而,由于器件制备的工艺波动引起芯片参数分散性,叠加封装寄生参数与等效热阻非对称性,导致每个芯片的电热行为存在显著差异,使得相同最高结温限制下的工作区存在差异。因此,该文首先提出一种描述变换器应用中多芯片并联SiC MOSFET功率模块在给定最高结温限制下热安全工作区(TSOA)的评估方法,通过芯片级-模块级-系统级联合电热仿真并结合输出电流预测模型,能在减少仿真次数的基础上确定TSOA,并通过仿真与实验验证了所提TSOA评估方法的有效性。然后,运用蒙特卡罗(MC)模拟研究了芯片参数分散性在不同热限制、不同开关频率和分散范围下对多芯片并联SiC MOSFET TSOA的影响,发现TSOA的延拓或收缩在高开关频率下的主要影响因素为阈值电压与转移特性中达到额定电流时栅源电压的极差,而低开关频率下变为并联芯片导通电阻与跨导的均值。最后,提出TSOA延拓方法,通过变芯片参数分散范围的蒙特卡罗模拟并利用TSOA灵敏度进行多目标优化分组,提高单个多芯片并联功率模块的TSOA。 展开更多

关键词 SiC功率模块 SiC MOSFET 芯片参数分散性 热安全工作区 蒙特卡罗模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

支撑中国能源安全的电氢耦合系统形态与关键技术 被引量：34

15

作者 郜捷 宋洁 +3 位作者 王剑晓 邓占锋 安麒 郑力涛 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第19期1-15,共15页

氢能作为新兴的零碳二次能源,对于推动中国能源体系转型、支撑中国能源安全具有重要意义。为进一步推动氢能与电力系统的深度融合,支撑中国高比例新能源发展,对电氢耦合系统形态与关键技术展开研究。首先,构建了电氢耦合系统的技术框架... 氢能作为新兴的零碳二次能源,对于推动中国能源体系转型、支撑中国能源安全具有重要意义。为进一步推动氢能与电力系统的深度融合,支撑中国高比例新能源发展,对电氢耦合系统形态与关键技术展开研究。首先,构建了电氢耦合系统的技术框架。然后,从氢能供应链的制-储-输-用4个方面评述相关技术发展趋势,进而从发电侧、电网侧和消费侧3个角度出发论述氢能对电力系统典型场景的关键支撑技术,分析支撑中国能源安全的电氢耦合系统形态。最后,针对当前电氢耦合系统发展中的问题进行阐述并给出相关政策建议。 展开更多

关键词 能源安全 高比例可再生能源 新型电力系统 电氢耦合系统 氢能供应链 电制氢 政策建议

在线阅读 下载PDF 职称材料

复合绝缘子伞裙护套材料耐冲击力学特性研究 被引量：7

16

作者 尹立 张翀 +2 位作者 杨威 田野 颜丙越 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期44-53,共10页

鸟啄复合绝缘子为输电线路的安全运行带来了严重的隐患。为进一步理解材料特性与鸟啄损伤程度之间的关系,文中基于冲击动力学理论,对复合绝缘子的伞裙护套材料的耐冲击力学特性进行了研究。建立了包含材料弹性模量、密度、泊松比、鸟嘴... 鸟啄复合绝缘子为输电线路的安全运行带来了严重的隐患。为进一步理解材料特性与鸟啄损伤程度之间的关系,文中基于冲击动力学理论,对复合绝缘子的伞裙护套材料的耐冲击力学特性进行了研究。建立了包含材料弹性模量、密度、泊松比、鸟嘴形状系数等相关参数的复合绝缘子鸟啄冲击模型。模型根据鸟啄速度分为弹性变形、塑性变形与流体变形3个阶段,描述了复合绝缘子伞套材料的鸟啄深度与鸟啄速度之间的关系。设计了模拟鸟啄的人工冲击试验,以硅橡胶与脂环族环氧树脂两种伞套材料为例,对比了两种材料的耐冲击特性。结果发现,硅橡胶伞套材料随冲击高度的增加,经历了弹性变形至塑性变形阶段。鸟啄冲击模型可以很好的描述硅橡胶材料所受冲击速度与冲击深度之间的关系。脂环族环氧树脂材料的冲击过程同样存在弹性、塑性变形阶段,但最终以裂纹扩展断裂形式开裂,与鸟啄冲击模型中侵入深度逐渐增加最终贯穿的过程不符,因此不适合该模型。相较于硅橡胶材料,脂环族环氧树脂伞套材料具有更好的耐冲击力学特性,更能抵御鸟啄侵害。 展开更多

关键词 复合绝缘子 耐冲击 鸟啄模型 硅橡胶 脂环族环氧树脂

在线阅读 下载PDF 职称材料

高dV/dt电压下航空线缆局部放电仿真及特性分析

17

作者 刘维 江军 +2 位作者 沈志邦 李文源 张潮海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期9897-9908,I0032,共13页

多电飞机发展中,电压等级与功率密度不断提升,新型电力电子器件的应用将有效提升飞机能量密度,但同时增加高dV/dt脉冲电压下局部放电风险。该文基于电场模型开展联合仿真,通过数值计算、场强分析,及试验对比,对航空线缆典型模型进行局... 多电飞机发展中,电压等级与功率密度不断提升,新型电力电子器件的应用将有效提升飞机能量密度,但同时增加高dV/dt脉冲电压下局部放电风险。该文基于电场模型开展联合仿真,通过数值计算、场强分析,及试验对比,对航空线缆典型模型进行局部放电测试,深入探究高dV/dt电压下局部放电随上升时间与频率的变化机制。结果表明:上升时间的缩短对线缆局部放电有着明显的加强作用,上升时间50ns较250ns时模型的累计放电幅值与放电次数增加超80%,放电时延、气隙电场恢复时间也明显缩短。电压频率的增加对线缆局部放电的影响呈现“拐点”机制,1到10kHz附近,介质损耗效应对线缆放电有着明显的促进作用,模型放电幅值、放电次数均呈现增加趋势;更高频段内,电平时间缩短主导的电荷累积效应对放电起到抑制作用。结果可为多电飞机电气系统中高频、高压、高dV/dt波形下的航空线缆绝缘设计、检测与评估提供一定的借鉴和参考。 展开更多

关键词 电场模型 航空线缆 高dV/dt 局部放电 上升时间 频率

在线阅读 下载PDF 职称材料

压接型IGBT器件短路失效管壳爆炸特性及防护方法 被引量：1

18

作者 周扬 唐新灵 +5 位作者 王亮 张晓伟 代安琪 林仲康 金锐 魏晓光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期2350-2361,I0023,共13页

压接型绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为现有柔性直流输电设备的核心部件,在实际应用中,由于承受高电压、大电流的工作环境,容易发生短路过流失效,进而造成的结构爆炸现象。为研究这一爆炸现象的破坏效... 压接型绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为现有柔性直流输电设备的核心部件,在实际应用中,由于承受高电压、大电流的工作环境,容易发生短路过流失效,进而造成的结构爆炸现象。为研究这一爆炸现象的破坏效应及其防护,该文结合多组模拟模块化多电平工况实验,得到IGBT器件短路过流失效爆炸后外壳结构的变形特征。结合电气能量特性的分析和实际爆炸失效形貌特点,建立该IGBT器件结构的数值仿真模型,初步确定实际爆炸过程中的等效TNT爆炸当量。在此基础上,从提高结构自身抗爆能力、增加能量外泄通道、替换结构材料等角度开展IGBT器件的结构优化设计,并进行相关试验验证。结果表明,将管壳的陶瓷材料替换为纤维增强复合材料可有效提高结构的防爆性能,降低器件的破坏程度。 展开更多

关键词 压接型绝缘栅双极性晶体管器件 短路失效 爆炸特性 防爆 仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

功率器件封装结构热设计综述 被引量：8

19

作者 王磊 魏晓光 +3 位作者 唐新灵 林仲康 赵志斌 李学宝 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2748-2773,I0020,共27页

半导体技术的进步使得芯片的尺寸得以不断缩小,倒逼着封装技术的发展和进步,也由此产生了各种各样的封装形式。当前功率器件的设计和发展具有低电感、高散热和高绝缘能力的属性特征,器件封装上呈现出模块化、多功能化和体积紧凑化的发... 半导体技术的进步使得芯片的尺寸得以不断缩小,倒逼着封装技术的发展和进步,也由此产生了各种各样的封装形式。当前功率器件的设计和发展具有低电感、高散热和高绝缘能力的属性特征,器件封装上呈现出模块化、多功能化和体积紧凑化的发展趋势。为实现封装器件低电感设计,器件封装结构更加紧凑,而芯片电压等级和封装模块的功率密度持续提高,给封装绝缘和器件散热带来挑战。在有限的封装空间内,如何把芯片的耗散热及时高效地释放到外界环境中以降低芯片结温及器件内部各封装材料的工作温度,已成为当前功率器件封装设计阶段需要考虑的重要问题之一。该文聚焦于功率器件封装结构的散热方面,针对功率半导体器件在散热路径方面的结构设计进行归纳总结。通过对国内外功率器件封装结构设计的综述,梳理功率器件封装结构设计过程中在散热方面的考虑及封装散热特点,并根据功率器件散热特点对功率器件封装结构类型进行分类。最后,基于降低封装结构散热热阻、提高器件散热能力的目的,从高导热封装材料和连接工艺、芯片面接触连接、增加散热路径以及缩短散热路程4个方面对功率器件封装结构设计在散热方面未来的发展趋势进行展望。 展开更多

关键词 功率器件 封装结构 散热路径

在线阅读 下载PDF 职称材料

压接型IGBT芯片的参数分散性对其并联时关断均流的影响 被引量：1

20

作者 曹子楷 崔翔 +4 位作者 代安琪 李学宝 范迦羽 詹雍凡 唐新灵 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1913-1923,I0021,共12页

压接型绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的多芯片并联关断期间会出现严重的不均流现象,直接影响到器件的关断可靠性。文中重点研究压接型IGBT芯片参数对其并联时关断均流的影响,首先,根据IGBT单芯片的关断机... 压接型绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的多芯片并联关断期间会出现严重的不均流现象,直接影响到器件的关断可靠性。文中重点研究压接型IGBT芯片参数对其并联时关断均流的影响,首先,根据IGBT单芯片的关断机理和波形,分析芯片参数对IGBT单芯片关断各个阶段内集电极电流变化的影响规律;其次,定义多芯片并联关断波形中出现的第一类及第二类电流竞争峰谷,建立针对第一类电流竞争峰谷的随机分布模型,获得芯片参数以及并联数目对关断均流的影响规律,通过并联双芯片的双脉冲实验,验证所得规律的有效性;最后,结合分析结果提出阈值电压与饱和压降的相互补偿以及保持阈值电压差与跨导差异号等芯片筛选建议。研究成果可以为并联压接型IGBT芯片的参数筛选工作提供指导。 展开更多

关键词 压接型绝缘栅双极晶体管 关断均流 芯片参数 筛选建议

在线阅读 下载PDF 职称材料