新型电力系统宽频振荡防控体系架构 被引量：17

1

作者 衣立东 马宁宁 +3 位作者 丁茂生 李浩志 摆世彬 谢小荣 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期4092-4101,共10页

随着新型电力系统的建设,电力电子型设备引起的宽频电磁振荡已显著影响电网的安全稳定运行。目前解决宽频振荡的方法是针对振荡发生后的已知振荡模式,从设备级的角度采取“单点”补救措施,难以应对宽频振荡幅频时变及全局振荡的动态特... 随着新型电力系统的建设,电力电子型设备引起的宽频电磁振荡已显著影响电网的安全稳定运行。目前解决宽频振荡的方法是针对振荡发生后的已知振荡模式,从设备级的角度采取“单点”补救措施,难以应对宽频振荡幅频时变及全局振荡的动态特性。为有效地解决宽频振荡问题,以宽频振荡动态演变过程为主线,综合现有解决方法,提出宽频振荡的防控体系架构。该架构主要是在宽频振荡不同演变阶段,采取相应预防、抑制、监控及保护等措施,从而尽可能系统性解决新型电力系统宽频振荡问题。 展开更多

关键词 新型电力系统 宽频振荡 三道防线 防控体系

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高比例风电系统宽频振荡紧急控制策略研究 被引量：4

2

作者 柳劲松 马宁宁 刘舒 《全球能源互联网》 CSCD 北大核心 2024年第5期558-566,共9页

宽频振荡紧急控制是保障风电系统安全运行的“兜底”措施之一。由于风电系统非线性强度大及运行工况多变,难以建立宽频振荡在线风险评估的解析模型。为此,提出了基于数据驱动的宽频振荡风险在线评估方法及紧急控制策略。首先,设计了能... 宽频振荡紧急控制是保障风电系统安全运行的“兜底”措施之一。由于风电系统非线性强度大及运行工况多变,难以建立宽频振荡在线风险评估的解析模型。为此,提出了基于数据驱动的宽频振荡风险在线评估方法及紧急控制策略。首先,设计了能够应对宽频振荡多模态和时变特征的宽频相量检测算法,为后续宽频振荡特征评估提供数据支撑;其次,利用最大李雅普诺夫指数作为宽频振荡动态演化趋势的量化指标,并根据风电机组模态阻抗的负电阻效应在线辨识宽频振荡源;然后,融合宽频振荡特征辨识结果,提出宽频振荡风险在线评估策略,进一步将评估结果应用于宽频振荡紧急控制;最后,通过RTDS硬件在环平台验证所提方法的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 风电系统 宽频振荡 阻抗特性 振荡溯源 最大李雅普诺夫指数

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计及风电出力预测偏差概率分布尾部运行风险的鲁棒机组组合优化

3

作者 霍子宇 鲁宗相 +2 位作者 乔颖 李佳明 吴林林 《电网技术》 北大核心 2025年第5期2014-2023,I0065-I0067,共13页

随着风电接入比例不断增加,其强随机波动性对传统机组组合方法带来了挑战,使得机组启停频繁、运行方式复杂而多变。特别是风电实际出力与预测值存在较大偏差的“恶劣场景”下,日前确定的UC方案在日内可能无法满足供需平衡而导致系统运... 随着风电接入比例不断增加,其强随机波动性对传统机组组合方法带来了挑战,使得机组启停频繁、运行方式复杂而多变。特别是风电实际出力与预测值存在较大偏差的“恶劣场景”下,日前确定的UC方案在日内可能无法满足供需平衡而导致系统运行风险骤增。因此,将风电出力预测偏差概率特性纳入机组组合成为一个迫切需要解决的问题。文章提出了一种计及风电出力概率分布尾部运行风险的两阶段鲁棒机组组合模型及其优化方法。首先,通过数值天气预报数据和谱聚类方法,对单风电场预测出力偏差条件概率分布进行精准刻画,构建区域风电出力概率分布,得到出力置信区间。然后,将风电出力预测偏差尾部概率特性纳入机组组合模型中,优化系统风险裕度,以减少系统在“恶劣场景”下的运行风险,提升系统安全性和经济性。最后,以江苏某地区实际数据进行测试,系统切负荷量仅为传统方法的14%乃至更低,系统风险裕度增加30%~50%,验证了模型的有效性和实用性。 展开更多

关键词 条件概率分布 尾部运行风险 系统风险裕度 鲁棒机组组合

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变流器自适应跟网-构网融合控制及其改善振荡稳定性的机理分析

4

作者 刘朋印 谢小荣 +3 位作者 缪庆庆 苏开元 霍轶东 王晰 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第15期6062-6069,I0025,共9页

跟网变流器在弱电网中存在振荡风险,而其强电网振荡稳定性较好;相较而言,构网变流器在弱电网中具有良好的振荡稳定性,但在强电网中易振荡失稳。为结合跟、构网控制的优势,有必要研究跟网-构网融合控制策略,进而改善变流器的强、弱电网... 跟网变流器在弱电网中存在振荡风险,而其强电网振荡稳定性较好;相较而言,构网变流器在弱电网中具有良好的振荡稳定性,但在强电网中易振荡失稳。为结合跟、构网控制的优势,有必要研究跟网-构网融合控制策略,进而改善变流器的强、弱电网振荡稳定性。首先,基于自适应混合同步控制实现融合控制策略,并提出依据短路比(short circuit ratio,SCR)调整变流器跟网、构网控制输出占比的自适应融合方法;之后,基于频率耦合阻抗模型揭示所提控制改善变流器强、弱电网振荡稳定性的机理;最后,利用阻抗分析和电磁暂态仿真对比所提控制、跟网控制和构网控制在不同电网强度下的振荡稳定性。结果表明:融合控制变流器在1≤SCR≤50范围内不存在振荡失稳风险,其强、弱电网振荡特性优于单纯的跟网变流器和构网变流器。 展开更多

关键词 构网 跟网 融合控制 振荡稳定性 短路比

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分散决策下的电力平衡机制分析与启示:以德国平衡结算单元为例

5

作者 单兰晴 宋昊天 +3 位作者 唐庆虎 郭鸿业 侯胜任 康重庆 《电网技术》 北大核心 2025年第4期1436-1446,I0035,共12页

随全球能源系统向低碳化转型,可再生能源在电力系统中渗透率不断提高,其不确定性增大了电力市场的出清压力与电力系统的调度压力,为电力的平衡带来挑战。文章聚焦以德国平衡结算单元机制为例的典型分散决策电力平衡机制,分析了分散决策... 随全球能源系统向低碳化转型,可再生能源在电力系统中渗透率不断提高,其不确定性增大了电力市场的出清压力与电力系统的调度压力,为电力的平衡带来挑战。文章聚焦以德国平衡结算单元机制为例的典型分散决策电力平衡机制,分析了分散决策机制中市场主体自主性的增强、系统集聚不确定性的减弱与调度压力的降低等优势。首先,介绍了上述机制的基本结构、运作方式与平衡结算单元作为关键组成的参与作用;然后,分析了德国电力平衡结算单元机制的规则特点、实际运行中的配套机制,并剖析了该机制的分散平衡特性;最后,开展了相关市场化平衡机制引入我国面临的问题与适应性探索,提出了调度层级、市场参与、市场衔接与技术支持方面的建议。 展开更多

关键词 电力市场 平衡结算单元 电力平衡 平衡市场 平衡责任

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基于相对等效短路比的新能源——柔直送出系统振荡风险评估 被引量：5

6

作者 彭茂兰 许诘翊 +2 位作者 严喜林 冯雷 谢小荣 《电网与清洁能源》 CSCD 北大核心 2024年第5期96-104,共9页

新能源基地并网系统面临与电压支撑强度密切相关的振荡稳定性问题,在海量运行方式下,逐一建立精细化模型的稳定性分析过程耗时较长。短路比指标可直观反映新能源并网系统的电压支撑强度和稳定裕度,但现有短路比无法适用于无同步机电源... 新能源基地并网系统面临与电压支撑强度密切相关的振荡稳定性问题,在海量运行方式下,逐一建立精细化模型的稳定性分析过程耗时较长。短路比指标可直观反映新能源并网系统的电压支撑强度和稳定裕度,但现有短路比无法适用于无同步机电源的系统。为此,将短路比概念合理扩展至全电力电子化系统,基于戴维南等效网络来度量新能源-柔直送出系统电压支撑强度,进而提出了能快速评估新能源-柔直送出系统振荡风险的相对等效短路比计算方法,并阐明相对等效短路比能够全面考虑新能源场站发电功率、交流网架结构以及新能源设备变流控制系统等多重因素对振荡稳定性的影响,最后通过算例验证了相对等效短路比评估方法的有效性。 展开更多

关键词 新能源场站 柔性直流输电 构网型控制 电压支撑强度 振荡稳定性 相对等效短路比

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经LCC-HVDC输电送出系统单端混合等值计算 被引量：1

7

作者 王宾 何小才 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期5441-5450,I0001,共11页

现有电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based HVDC,LCC-HVDC)输电系统动态等值计算依赖于送受端电压同步实时量测,无法实现经LCC-HVDC输电送出系统的单端暂态等值计算。论文基于直流系统动态相量等值计算框架,... 现有电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based HVDC,LCC-HVDC)输电系统动态等值计算依赖于送受端电压同步实时量测,无法实现经LCC-HVDC输电送出系统的单端暂态等值计算。论文基于直流系统动态相量等值计算框架,提出仅基于逆变侧单端交流电压信息的经LCC-HVDC直流输电送出系统的等值计算方案,论证整流侧准稳态模型+逆变侧动态相量模型的混合等值计算框架的可行性,解决换相失败准确判别等关键问题,仿真对比分析了多场景故障,证明所提出的计算框架在送端交流系统信息缺失的情况下,能实现受端交流线路故障暂态大扰动下经LCC-HVDC输电送出系统响应的准确实时计算。 展开更多

关键词 高压直流输电 动态相量 单端等值 换相失败

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新能源经柔直送出系统的次同步振荡分析与抑制 被引量：15

8

作者 李浩志 谢小荣 +1 位作者 刘芮彤 姜齐荣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2945-2954,I0001,共11页

2020年9—10月份,我国华北地区某新能源经柔直送出系统出现了2~6 Hz的持续振荡,导致风电机组频繁脱网和设备损坏。该文利用现场录波数据建立系统等效阻抗网络模型,解释次同步振荡的发生原因。为解决该问题,提出在风电机组变流器控制中... 2020年9—10月份,我国华北地区某新能源经柔直送出系统出现了2~6 Hz的持续振荡,导致风电机组频繁脱网和设备损坏。该文利用现场录波数据建立系统等效阻抗网络模型,解释次同步振荡的发生原因。为解决该问题,提出在风电机组变流器控制中嵌入次同步陷波环节的振荡抑制方法,依据实测数据进行参数设计,并进行现场实施与测试。多种工况下的实测结果表明,次同步陷波环节可有效抑制振荡且不影响风电机组的正常运行。该方法易于设计和实现,为解决类似问题提供一种高效实用的方案。 展开更多

关键词 新能源发电 柔性直流输电 次同步振荡

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构网型控制改善跟网型变流器次/超同步振荡稳定性的机理和特性分析 被引量：33

9

作者 刘朋印 谢小荣 +4 位作者 李原 易善军 苏鹏 戴幸涛 马宁宁 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期990-997,共8页

构网型(grid-forming,GFM)并网变流器具有良好的弱电网稳定性,同时能够改善跟网型变流器的次/超同步振荡稳定性。为明确GFM控制改善振荡稳定性的机理和特性,首先推导了GFM变流器电路特性与每个控制环节的关系,并分别从变流器自身电路特... 构网型(grid-forming,GFM)并网变流器具有良好的弱电网稳定性,同时能够改善跟网型变流器的次/超同步振荡稳定性。为明确GFM控制改善振荡稳定性的机理和特性,首先推导了GFM变流器电路特性与每个控制环节的关系,并分别从变流器自身电路特性、变流器并网系统整体阻抗特性角度揭示了GFM控制改善振荡稳定性的电路机理。然后,基于阻抗模型定量分析了GFM变流器占比提升对系统振荡频率、阻尼的影响。最后,利用电磁暂态仿真进行了验证。结果表明:GFM变流器在无功控制环节、电压外环作用下表现为“正电阻”,能够削弱跟网型变流器控制环节引入的负阻尼特性,进而改善系统次/超同步振荡稳定性;此外,GFM变流器占比提升能够显著改善系统振荡阻尼,但对振荡频率影响较小。 展开更多

关键词 构网控制 并网变流器 次/超同步振荡 电路特性 弱电网

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面向海上风电高效利用的水下抽水蓄能建模与控制 被引量：4

10

作者 王晰 苏开元 谢小荣 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期4167-4173,I0063,共8页

水下抽水蓄能(underwater pumped hydro storage,UPHS)是一种适应海洋环境的新型储能方法。针对此前UPHS模型较为粗略且适用范围窄的问题,构建了水下抽蓄的水力-机械-电气多环节暂态模型并开展相关研究。首先,分析推导UPHS各组成部分(... 水下抽水蓄能(underwater pumped hydro storage,UPHS)是一种适应海洋环境的新型储能方法。针对此前UPHS模型较为粗略且适用范围窄的问题,构建了水下抽蓄的水力-机械-电气多环节暂态模型并开展相关研究。首先,分析推导UPHS各组成部分(水泵水轮机、调速器、电机、变流器)的物理模型;其次,分别设计了原动机和并网变流器的控制策略;最后,在单机并网和配合海上风电联合外送两种情形的多样化工况下对UPHS进行电磁暂态仿真,验证了模型的可靠性及其应用于海上风电外送功率平抑的有效性。 展开更多

关键词 水下抽水蓄能 暂态模型 全功率变频控制 水下储能 海上风电

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自主可控的功率半导体器件仿真工具研发进展(一):二维计算的精度 被引量：1

11

作者 庄池杰 石清元 +11 位作者 林波 彭晞雨 吴丹 刘志成 李立 施连军 任李鑫 纪瑞朗 余占清 吴锦鹏 魏晓光 曾嵘 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期21-30,I0002,I0003,共12页

功率半导体器件是电力电子装备电流开断和电能转换的核心。作为全球最大的功率半导体消费国,中国功率器件自给率低,严重依赖进口,亟需自主化突破。功率半导体器件仿真软件作为器件多物理场分析、设计优化的必备工具,研发难度大、周期长... 功率半导体器件是电力电子装备电流开断和电能转换的核心。作为全球最大的功率半导体消费国,中国功率器件自给率低,严重依赖进口,亟需自主化突破。功率半导体器件仿真软件作为器件多物理场分析、设计优化的必备工具,研发难度大、周期长、见效慢。国内使用的功率半导体TCAD软件几乎全部由Synopsys、Silvaco等国外公司垄断。作为国产替代的第一步,自2019年以来,团队按照“先追赶、再并跑、最后超越”的思路,开展功率半导体器件国产仿真工具的研发工作。该文在分析功率器件物理模型、求解难点的基础上,介绍了自主可控的功率半导体器件二维仿真工具的初步研发进展,与垄断商业软件Synopsys TCAD Sentaurus Device计算结果开展了详细比对,在测试的算例和物理模型上,自研软件二维计算的精度向国际垄断商业软件看齐。 展开更多

关键词 功率半导体器件 仿真工具 二维 漂移扩散模型 国产替代

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基于动态可重构电池网络状态空间模型的电池荷电状态估计 被引量：1

12

作者 陈爱琢 张从佳 +3 位作者 周杨林 史兴华 刘敏 慈松 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第1期396-407,I0033,共13页

动态可重构电池网络(dynamic reconfigurable battery network,DRBN)通常由众多差异性电池单元经过电力电子开关串并联构成。为了实现对这些电池单元的均衡管理,并确保在网络中安全、精确地隔离故障电池单元,必须通过协同控制电池单元... 动态可重构电池网络(dynamic reconfigurable battery network,DRBN)通常由众多差异性电池单元经过电力电子开关串并联构成。为了实现对这些电池单元的均衡管理,并确保在网络中安全、精确地隔离故障电池单元,必须通过协同控制电池单元间的拓扑连接。因此,深入分析电池单元间的耦合关系对于网络管理至关重要。该文结合图论中的割集网络分析方法和电池单元的n阶Thevenin模型,构建DRBN的状态空间模型,从而将网络中所有电池单元耦合在一起。同时,鉴于电池单元的荷电状态(state of charge,SOC)信息对网络的优化运行和储能系统的能量管理至关重要,该文提出一种基于DRBN状态空间模型的SOC一体化估计方法。为了验证所提方法的有效性,通过实验和数值仿真,将其与现有研究中广泛采用的基于电池单元模型的荷电状态估计方法进行了对比分析,以得出最终结论。 展开更多

关键词 电池单元 Thevenin模型 动态可重构电池网络(DRBN) 状态空间模型 荷电状态(SOC)

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水分侵入高温硫化硅橡胶扩散行为的仿真研究(二):气态水的扩散演变

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作者 左周 周颖 +4 位作者 梁曦东 仵超 高岩峰 李特 王少华 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第14期5690-5699,I0031,共11页

目前工程和学术领域对水侵入硅橡胶复合材料的物理机制存在认知盲区,难以判断硅橡胶内部水分的来源及侵入路径。因此,该文旨在对比研究气态水和液态水在硅橡胶内部扩散行为的差异性。通过实验和仿真,对气态水和液态水从单侧侵入硅橡胶... 目前工程和学术领域对水侵入硅橡胶复合材料的物理机制存在认知盲区,难以判断硅橡胶内部水分的来源及侵入路径。因此,该文旨在对比研究气态水和液态水在硅橡胶内部扩散行为的差异性。通过实验和仿真,对气态水和液态水从单侧侵入硅橡胶的扩散过程开展对比研究,仿真计算得到气、液态水侵入硅橡胶后其内部水分时空分布及质量的演变规律,初步探讨在硅橡胶复合材料体系中气、液态水的输运机制。研究表明,当硅橡胶单侧吸湿、吸水达到饱和后,内部水分从高湿(或液体)侧的高摩尔浓度沿厚度方向线性降低到低湿侧的低摩尔浓度,即硅橡胶内部的水分子分布沿厚度方向存在浓度梯度,可能为潜在的硅橡胶透湿、透水行为提供扩散驱动力;气、液态水侵入硅橡胶具有不同的扩散特性,受到硅橡胶基体和填料特性的共同影响,尤其是气态水能以更大的扩散速率快速侵入硅橡胶。结果可为区分气态水和液态水在硅橡胶中的扩散行为提供一定的理论及数据支撑。 展开更多

关键词 绝缘子 硅橡胶 气态水 数值仿真 扩散行为

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多物理场下薄膜电容器用聚丙烯材料劣化及诊断方法研究进展

14

作者 张云霄 张佳瑞 +2 位作者 蔡英健 周远翔 刘育豪 《电工技术学报》 北大核心 2025年第15期4905-4926,共22页

薄膜电容器可用于柔性直流换流阀、武器装备脉冲功率系统等多种大功率应用场合,其性能直接关系到整个系统的可靠性。薄膜电容器长期承受着电、热、机械等多物理场作用,其劣化问题不容忽视。该文基于薄膜电容器用聚丙烯材料,首先,总结了... 薄膜电容器可用于柔性直流换流阀、武器装备脉冲功率系统等多种大功率应用场合,其性能直接关系到整个系统的可靠性。薄膜电容器长期承受着电、热、机械等多物理场作用,其劣化问题不容忽视。该文基于薄膜电容器用聚丙烯材料,首先,总结了聚丙烯薄膜材料在多物理场下的电荷输运行为、局部放电、电容量变化和击穿特性等;其次,分析了不同老化过程,包括热老化、电老化、机械应力作用、多物理场耦合老化等对聚丙烯薄膜材料特性的影响规律;然后,从局部放电、介电特性、电容值等方面归纳了薄膜电容器老化的诊断方法,梳理和总结了薄膜电容器的寿命预测方法;最后,对薄膜电容器材料劣化机理及检测技术的相关研究提出了展望。 展开更多

关键词 薄膜电容器 聚丙烯 劣化机理 诊断方法 老化

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限幅状态下并网变流器的同步稳定问题

15

作者 吴天昊 谢小荣 +1 位作者 贺静波 姜齐荣 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第17期6886-6896,I0023,共12页

高比例电力电子变流器并网产生的同步稳定问题近年来得到了学术界和工业界的广泛关注。然而,当前研究大多聚焦锁相环非线性对同步稳定性的影响,较少关注变流器控制系统中限幅、饱和、死区等非线性在同步失稳中扮演的重要角色。该文研究... 高比例电力电子变流器并网产生的同步稳定问题近年来得到了学术界和工业界的广泛关注。然而,当前研究大多聚焦锁相环非线性对同步稳定性的影响,较少关注变流器控制系统中限幅、饱和、死区等非线性在同步失稳中扮演的重要角色。该文研究变流器中的两种典型控制非线性——硬限幅非线性和圆限幅非线性对变流器大干扰同步稳定性的影响,定量分析非线性环节类型、位置、作用信号变化时系统同步方程的同构和异构性;进而,借助摄动平均法得到系统振荡解和大干扰同步稳定边界,定量分析运行工况、控制参数、限幅参数等关键因素对系统同步稳定性的影响。 展开更多

关键词 控制限幅 电力系统稳定性 同步稳定性 饱和非线性

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基于闭环传递函数频率特性的宽频振荡稳定判据

16

作者 雷傲宇 汪林光 +2 位作者 梅勇 周挺辉 谢小荣 《电网与清洁能源》 北大核心 2025年第8期1-9,共9页

新型电力系统中高比例新能源和电力电子设备的接入会引发宽频振荡问题。然而,目前对于宽频振荡的研究大多停留在理论研究和实验验证,尚缺面向实际工程系统宽频振荡分析的实用方法与工具。为解决该问题,首先,提出了基于闭环传递函数频率... 新型电力系统中高比例新能源和电力电子设备的接入会引发宽频振荡问题。然而,目前对于宽频振荡的研究大多停留在理论研究和实验验证,尚缺面向实际工程系统宽频振荡分析的实用方法与工具。为解决该问题,首先,提出了基于闭环传递函数频率特性的宽频振荡稳定判据,并基于电力系统分析计算软件——动态仿真程序(dynamic simulation program,DSP)研发了电力系统宽频振荡分析模块,形成一套适用工程设计、系统评估的工具软件;其次,介绍了基于宽频阻抗网络的闭环传递函数矩阵构建方法;接着,提出了宽频振荡稳定判据;然后,基于所提理论设计了振荡分析软件架构并实现了软件编写;最后,将振荡分析软件应用到实际系统中。通过多种运行工况下与时域仿真的对比,结果表明,现有判据可能存在误判的情况,而所用判据能够准确分析稳定结果和振荡频率,验证了振荡分析软件在准确性和适用范围上的优势。 展开更多

关键词 宽频振荡 闭环传递函数 稳定判据

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基于改进热分析和变换器协同设计的大功率高频变压器高速全局优化方法

17

作者 易哲嫄 孙凯 刘增杨 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第1期228-238,I0019,共12页

大功率高频变压器是电力电子变压器中的核心部件,其优化设计的全局最优性和计算速度都是关键问题。文中提出基于改进热分析和变换器协同设计的大功率高频变压器高速全局优化方法。针对优化中耗时占比很高的热分析,提出基于换热-热传导... 大功率高频变压器是电力电子变压器中的核心部件,其优化设计的全局最优性和计算速度都是关键问题。文中提出基于改进热分析和变换器协同设计的大功率高频变压器高速全局优化方法。针对优化中耗时占比很高的热分析,提出基于换热-热传导两步仿真的改进热分析方法,保证热分析精度的同时,提升热分析计算速度。仿真结果表明,提出的热分析方法与传统方法准确度相似,而计算速度大幅提升。此外,优化过程中,将变换器电路参数与变压器参数共同考虑,引入更多优化变量,从而形成全局优化模型,提升设计方案的优异性;并采用改进热分析方法和遗传算法以提升计算速度,保证了全局优化模型的可计算性。综合以上措施,最终形成系统的大功率高频变压器高速全局优化设计方法。通过一个具体的案例设计和实验结果验证提出的优化方法的有效性。 展开更多

关键词 大功率高频变压器 高速全局优化 热分析 变换器协同设计 遗传算法

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不同频率脉冲电压和温度作用下环氧树脂电树枝生长机制的差异性

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作者 张云霄 林温馨 +2 位作者 周远翔 刘育豪 黄婉莹 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第14期5710-5722,I0033,共14页

电力电子封装绝缘面临着高频率脉宽调制电压及高运行温度的双重考验,其劣化性能亟待深入研究。该文通过电树枝老化和理化分析试验等手段,探究高温高频方波脉冲作用下环氧树脂的电树枝生长特性。结果表明,随着频率的升高,电树枝生长速率... 电力电子封装绝缘面临着高频率脉宽调制电压及高运行温度的双重考验,其劣化性能亟待深入研究。该文通过电树枝老化和理化分析试验等手段,探究高温高频方波脉冲作用下环氧树脂的电树枝生长特性。结果表明,随着频率的升高,电树枝生长速率并非单调上升,这主要与树枝通道是否碳化及空间电荷相关。不同温度和频率耦合作用下环氧树脂电树枝生长机制有显著差异。低频下,随温度升高,电树枝形态由树枝状转变为丛状,电树枝生长速率明显下降;而在中高频下,其生长速率显著提升,并在高温-高频耦合作用下产生大面积气泡状碳化区域。结果可为高频高温下电力电子封装绝缘设计和状态评价奠定一定理论基础。 展开更多

关键词 温频耦合 方波脉冲 环氧树脂 电树枝 碳化

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一种可反映电缆全类型故障的相模变换矩阵

19

作者 王植 王宾 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第6期42-50,共9页

相模变换是实现三相耦合电力系统故障分析的基础。相模变换矩阵结构的差异性将直接影响故障辨识的快速性、准确性和基于单一模量进行故障类型辨识的有效性。针对现有相模变换提取的模故障分量不能反映所有故障类型的问题,提出一种可反... 相模变换是实现三相耦合电力系统故障分析的基础。相模变换矩阵结构的差异性将直接影响故障辨识的快速性、准确性和基于单一模量进行故障类型辨识的有效性。针对现有相模变换提取的模故障分量不能反映所有故障类型的问题,提出一种可反映全类型电缆故障的故障分量相模变换矩阵。首先,基于电缆的物理结构,对电缆进行故障暂态特征模量分析,总结各等效导体间的耦合特征。然后,结合均匀换位电缆线路参数的数学特征,提出一种可反映全类型电缆故障的故障分量相模变换矩阵,并分析各模量的传输路径和衰减特性。最后,以某配网系统为例,在PSCAD中进行仿真验证。结果表明:所提解耦矩阵能有效解耦电缆系统,解耦出的单一模量即可以反映电缆的全故障类型,且波速度稳定、衰减小,适用于电缆测距。 展开更多

关键词 相模变换 电缆线路 故障检测 行波测距

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面向动态可重构电池网络的锂离子电池电路模型参数估计方法

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作者 陈爱琢 林恩德 +3 位作者 周杨林 于琦 李雨欣 慈松 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第9期3484-3492,I0017,共10页

在电池电路模型参数估计领域中,双线性变换结合最小二乘的方法因展现良好性能而得到广泛关注。然而,在以动态可重构电池网络(dynamic reconfigurable battery network,DRBN)为核心的数字储能系统运行过程中,电池与电力电子开关相互耦合... 在电池电路模型参数估计领域中,双线性变换结合最小二乘的方法因展现良好性能而得到广泛关注。然而,在以动态可重构电池网络(dynamic reconfigurable battery network,DRBN)为核心的数字储能系统运行过程中,电池与电力电子开关相互耦合,网络中每个电池的电压和电流响应不仅受到其自身状态的影响,而且还受到网络的拓扑状态、网络中其他电池的状态以及网络输出电流的影响。传统的参数辨识方法只利用了单个电池端电压和端电流的信息,而忽略了网络输出电流和网络拓扑变化的信息。因此,难以适用于DRBN中电池的参数辨识问题。为了克服这一问题,以DRBN的电流观测方程为基础,提出适用于DRBN的电池传递函数的离散化方法,构建与之相应的电池电路模型参数估计模型,并通过牛顿-拉夫逊方法求解该模型的增广拉格朗日方程以获得其最优解。最后,通过实验和数值仿真,验证所提方法的有效性。 展开更多

关键词 参数估计 双线性变换 动态可重构电池网络(DRBN) 牛顿-拉夫逊方法

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