变压器类装备电磁暂态模型构建技术综述 被引量：1

1

作者 杨鸣 黄琳榆 +6 位作者 孙金昊 司马文霞 赵小涵 汪可 冯谟可 邹滨阳 彭代晓 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期1-20,I0001,共21页

变压器类装备种类繁多,广泛应用于电力系统中,是电力系统的核心装备。灵活多变的运行场景导致变压器需承受复杂的电磁暂态冲击,对变压器安全稳定运行造成极大挑战。构建变压器电磁暂态模型是准确分析变压器及系统电磁暂态物理过程和特... 变压器类装备种类繁多,广泛应用于电力系统中,是电力系统的核心装备。灵活多变的运行场景导致变压器需承受复杂的电磁暂态冲击,对变压器安全稳定运行造成极大挑战。构建变压器电磁暂态模型是准确分析变压器及系统电磁暂态物理过程和特性的关键,是变压器优化设计、暂态调控与安全运行的基石。该文将变压器电磁暂态模型按照适用频带分为低频模型、高频模型和宽频模型,首先从模型结构、参数辨识、应用范围、局限性等方面介绍了现有主流的变压器低频电路模型,重点阐述了铁芯非线性励磁支路的参数测量和表征方法,及其与分接开关模型的动态耦合方法;然后,介绍了现有变压器高频电路模型,包括黑盒模型和白盒模型,并对不同方法进行比较与总结;进而,介绍了同时具备铁芯非线性和频率依赖特性表征能力的宽频模型。最后,针对不同电磁暂态冲击场景提出模型应用建议,并对变压器电磁暂态模型构建技术的未来研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 变压器类装备 电路模型 电磁暂态 铁芯非线性 频率依赖特性

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电力装备运行状态参量拉曼光谱检测技术

2

作者 万福 孙宏程 +3 位作者 李淑藩 孔维平 朱磊 陈伟根 《高电压技术》 北大核心 2025年第7期3159-3179,共21页

电力装备运行状态参量准确检测是保障电力系统安全可靠运行的关键。拉曼光谱检测技术因其可实现多组分物质同时分析、不消耗样品、快速检测等优点,在电力装备状态监测及故障诊断领域快速发展。该文综述了气体拉曼光谱(多次反射腔增强、... 电力装备运行状态参量准确检测是保障电力系统安全可靠运行的关键。拉曼光谱检测技术因其可实现多组分物质同时分析、不消耗样品、快速检测等优点,在电力装备状态监测及故障诊断领域快速发展。该文综述了气体拉曼光谱(多次反射腔增强、谐振腔增强、空芯光纤增强)、油中糠醛表面增强拉曼光谱、温度分布式光纤拉曼光谱检测技术的基本原理及研究现状,指出拉曼光谱检测技术应用于电力系统仍需解决的问题。最后,对电力装备运行状态参量拉曼光谱检测技术未来发展做出展望。 展开更多

关键词 电力装备 拉曼光谱 多组分气体分析 油中糠醛分析 温度检测

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面向数字孪生变压器的计算机辅助运维(CAM+)构架与关键技术 被引量：8

3

作者 廖瑞金 罗豪 +3 位作者 成立 杨丽君 赵学童 郝建 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期924-940,共17页

发展数字孪生变压器对支撑电力装备智能运维具有重要价值。目前变压器已具有计算机辅助设计、工程仿真的一般功能,但面向运行维护的场景、性能数字孪生还处于初级阶段。为此,该文提出了一种将计算机辅助设计、工程仿真、制造进一步拓展... 发展数字孪生变压器对支撑电力装备智能运维具有重要价值。目前变压器已具有计算机辅助设计、工程仿真的一般功能,但面向运行维护的场景、性能数字孪生还处于初级阶段。为此,该文提出了一种将计算机辅助设计、工程仿真、制造进一步拓展为电力装备的计算机辅助运维(computer aided maintenance+,CAM+)新模式,包含了场景更新、虚实融合、故障定位、智能运维等功能。该文首先介绍了CAM+的内涵,结合电力装备的数字孪生架构提出了面向数字孪生变压器的CAM+模式的技术架构。然后,综述了3维场景可视化建模、高精度传感、多物理场耦合模型与快速计算、虚实融合的动态推演、多源数据融合、状态智能评估、知识图谱等CAM+模式所涉及的关键技术。最后,分析了CAM+在变压器场景更新、参量孪生和智能运维的应用,并总结了未来CAM+所面临的挑战和发展方向。 展开更多

关键词 CAM+ 数字孪生变压器 虚实融合 动态推演 智能运维

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数字化电力装备专用传感应用需求与发展趋势 被引量：10

4

作者 江俊杰 胡军 +6 位作者 马国明 严英杰 杨庆 杨爱军 陈义强 刘亚东 江秀臣 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3271-3302,I0001-I0005,共37页

电力专用传感器是数字化电力装备实现可观、可测、可控的重要基础保障。该文面向新型电力系统建设目标,从数智化电网及智能传感器行业发展驱动政策出发,根据电网自身运行特性,分析了数字化电力装备电力专用传感技术的政策导向以及其在... 电力专用传感器是数字化电力装备实现可观、可测、可控的重要基础保障。该文面向新型电力系统建设目标,从数智化电网及智能传感器行业发展驱动政策出发,根据电网自身运行特性,分析了数字化电力装备电力专用传感技术的政策导向以及其在传感器小型化、多参量集成感知、一二次融合技术、可靠性与环境适应性、智能化等方面的需求。此外,该文围绕传感器敏感元件、制备技术、测试与校准、通信网络和能量收集技术,对传感器行业的现状和发展趋势进行了介绍和研判,并进一步分析了电力专用智能传感的标准建设需求,提出了未来电力专用传感技术的发展形态。 展开更多

关键词 传感器 数字化 新型电力系统 电力装备 标准化

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变电设备状态信息光纤/光学传感研究 被引量：7

5

作者 马国明 王思涵 +12 位作者 张晓星 杨庆 李军浩 庄池杰 曾福平 张伟超 江军 周宏扬 江俊杰 王渊 秦炜淇 王玉昆 李佳名 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3354-3386,共33页

准确感知输变电设备的运行状态,及时采取有效的运维检修策略,对保证新型电力系统安全高效运行意义重大。光纤/光学传感具有绝缘性能好、抗电磁干扰、可分布式测量、测量精度高等优点,在变电设备领域发展迅速。该文介绍了包括基本电气量... 准确感知输变电设备的运行状态,及时采取有效的运维检修策略,对保证新型电力系统安全高效运行意义重大。光纤/光学传感具有绝缘性能好、抗电磁干扰、可分布式测量、测量精度高等优点,在变电设备领域发展迅速。该文介绍了包括基本电气量(电压、电流)、设备状态量(温度、湿度、压力、振动)、绝缘状态量(分解产物、局放)的光纤/光学感知原理与主要研究进展,对比讨论了不同监测方法的优缺点。并在此基础上,重点分析了现有技术尚未攻克的难点问题与发展趋势,期望对新型电力系统全息感知能力的提升提供参考。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 光纤分布式传感 光纤干涉传感 状态信息传感 变电设备

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电工装备低频电磁仿真中若干关键问题研究现状及趋势 被引量：4

6

作者 任卓翔 闫帅 +5 位作者 陈志福 徐小宇 付小同 郭泽 周亚星 杨帆 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期905-923,共19页

低频电磁场仿真是电气装备智能化的基础核心技术。该文基于计算电磁学自20世纪60年代以来的发展历程,讨论了低频电磁场仿真中若干关键问题的发展现状,展望了当前数值仿真领域的发展趋势。首先,介绍了低频电磁场计算基本方程及数值离散方... 低频电磁场仿真是电气装备智能化的基础核心技术。该文基于计算电磁学自20世纪60年代以来的发展历程,讨论了低频电磁场仿真中若干关键问题的发展现状,展望了当前数值仿真领域的发展趋势。首先,介绍了低频电磁场计算基本方程及数值离散方法;其次,对低频电磁场计算中材料建模的均一化、各向异性、磁滞模型等方面开展了分析和探讨;随后,针对空间多尺度、趋肤效应、开放边界以及变形与运动对低频电磁场仿真中网格和离散格式的特殊性进行了阐释,分析了当前电磁-力-热多物理耦合中的关键问题,介绍了数字孪生模型构建中基于物理模型和数据驱动的建模方法及近期工作;最后,对数值仿真在优化设计、人工智能、新一代仿真软件等方面的发展趋势进行了分析和展望。当前,多尺度多物理耦合建模仿真方法仍是电磁场计算领域的研究重点。传统数值仿真与新兴计算技术、人工智能的结合愈加紧密。智能制造和数字孪生等前沿需求下,电磁场计算面临高效迭代仿真和实时仿真的挑战,由物理模型和数据共同驱动的替代建模是解决这两方面挑战的重要手段。工业CAE仿真软件架构正在发生着深刻变革,迫切需要我国自主CAE仿真软件核心技术及应用生态的提升。 展开更多

关键词 计算电磁学 有限元 数字孪生 人工智能 工业仿真软件

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复杂环境下光学反馈拉曼光谱气体检测技术研究 被引量：2

7

作者 万福 罗智懿 +4 位作者 孙宏程 王锐 白耀天 龙英凯 陈伟根 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期147-155,共9页

介绍了一种稳健的光反馈锁相方法,通过结合腔透射信号的强度和形状来识别相位偏差,使得整个2π周期中任意位置的相位都可以生成合适的误差信号。避免了传统光反馈锁相方法在进行相位调整时仅能处理微小相位偏差的不足。模拟在不同反馈... 介绍了一种稳健的光反馈锁相方法,通过结合腔透射信号的强度和形状来识别相位偏差,使得整个2π周期中任意位置的相位都可以生成合适的误差信号。避免了传统光反馈锁相方法在进行相位调整时仅能处理微小相位偏差的不足。模拟在不同反馈相位下透射信号的强度和形状,理论分析全相位可调光反馈锁频方法的可行性,提出了反馈相位调节思路。基于该方法设计并搭建了光学反馈拉曼光谱气体检测平台,实验验证了在模拟干扰(快速气流冲击)的环境条件下,所提出的光反馈锁相方法具有更高的稳定性和更强的恢复能力,并对空气中的O_(2)、N_(2)以及CO_(2)标准浓度气体进行了拉曼光谱检测,检测限分别为4.8 Pa(48.83μL/L)、5.8 Pa(57.43μL/L)和4.4μL/L。 展开更多

关键词 光学反馈 拉曼光谱 腔增强 气体检测 反馈相位 频率锁定

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锂离子电池热失控气体协同降噪空芯光纤增强拉曼光谱检测技术 被引量：1

8

作者 万福 孙宏程 +3 位作者 冉童沁 孔维平 龙英凯 陈伟根 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3440-3447,共8页

准确检测热失控气体是保障锂离子电池安全可靠运行的关键。针对热失控气体常用检测方法易老化、交叉干扰和拉曼光谱灵敏度偏低等问题,该文提出锂离子电池热失控气体协同降噪空芯光纤增强拉曼光谱检测方法。基于低噪声阵列式相机(charge ... 准确检测热失控气体是保障锂离子电池安全可靠运行的关键。针对热失控气体常用检测方法易老化、交叉干扰和拉曼光谱灵敏度偏低等问题,该文提出锂离子电池热失控气体协同降噪空芯光纤增强拉曼光谱检测方法。基于低噪声阵列式相机(charge coupled device,CCD)和小孔协同降噪,使信噪比提升2.2倍,H_(2)、CO_(2)、C_(2)H_(2)、CO、CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)体积分数检测下限分别达到3.71×10^(-5)、1.98×10^(-5)、6.2×10^(-6)、9.2×10^(-6)、2.6×10^(-6)、9.1×10^(-6)、4.1×10^(-6)。实现了18650电池H_(2)、CO_(2)、C_(2)H_(2)、CO、CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)共7种热失控气体原位拉曼光谱动态分析,并在最终热失控气体产物中检测到H_(2)、CO_(2)、C_(2)H_(2)、CO、CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)、C3H_(6)、HF共9种热失控气体组分。结果表明,空芯光纤拉曼光谱检测技术可为锂离子电池热失控气体分析提供支撑。 展开更多

关键词 空芯光纤 锂离子电池 拉曼光谱 热失控气体分析 原位检测

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基于改进谐波注入的单相Boost功率因数校正变换器直流母线电容参数在线检测 被引量：1

9

作者 卢伟国 曹琪 +2 位作者 张婷婷 罗天柱 张淮清 《电工技术学报》 北大核心 2025年第8期2601-2614,共14页

电解电容是功率变换器系统中最易失效的元件,通过实时检测其电容CR和等效串联电阻RE,明确电容退化状态对于提高系统可靠性至关重要。为此该文提出一种基于“去过零区间”的改进谐波注入电容参数在线检测方法。首先,基于母线电压谐波响... 电解电容是功率变换器系统中最易失效的元件,通过实时检测其电容CR和等效串联电阻RE,明确电容退化状态对于提高系统可靠性至关重要。为此该文提出一种基于“去过零区间”的改进谐波注入电容参数在线检测方法。首先,基于母线电压谐波响应提出谐波电容电流重构方法,构建无电容电流采样的CR和RE参数计算模型。其次,高次谐波引入会带来电流过零畸变问题,直接影响了电容电流重构的准确度,提出“去过零区间”改进谐波注入方式,进一步改进电容参数检测精度。最后,搭建一台48 W/72 W/144 W的单相Boost功率因数校正(PFC)实验样机,不同工况下实验结果表明,改进谐波注入方式的检测误差控制在5%以内,所提电容参数检测法基于交直流功率平衡原理,适用于常见直流母线系统。 展开更多

关键词 直流母线电容 等效串联电阻RE和电容CR 改进谐波注入 在线检测

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固有频率与电磁时间反演结合的多分支配网故障定位方法 被引量：1

10

作者 杨庆 胡逸 +3 位作者 崔浩楠 孙健 王科 徐肖伟 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1103-1113,共11页

针对传统电磁时间反演定位方法在多分支配电线路故障定位中存在定位偏差或失效的问题,提出了一种将固有频率与电磁时间反演结合的多分支配网故障定位方法。首先利用变分模态分解算法与多信号分类算法提取故障信号的固有频率主成分值,然... 针对传统电磁时间反演定位方法在多分支配电线路故障定位中存在定位偏差或失效的问题,提出了一种将固有频率与电磁时间反演结合的多分支配网故障定位方法。首先利用变分模态分解算法与多信号分类算法提取故障信号的固有频率主成分值,然后根据所提出的多分支配网故障区段定位原理确定故障区段位置,最后根据所提出的端口选取策略采用基于单端直接卷积的电磁时间反演方法进行故障精确定位。仿真结果表明,所提方法在不同故障工况下的综合定位误差在41m内,并搭建RG-58同轴电缆试验模型验证了该方法的定位有效性。该研究结果可为现有电磁时间反演方法在多分支配网故障定位中的应用提供新思路。 展开更多

关键词 多分支配电线路 固有频率 故障区段定位 电磁时间反演 故障精确定位

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基于场量梯度的快照分区POD降阶计算方法

11

作者 杨帆 张潋镪 +2 位作者 何永胜 王鹏博 姜慧 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期31-39,共9页

随着数字化电力系统的不断发展,对高价值电力装备数字孪生模型的研究成为热点。为满足计算的时效性,通常采用模型降阶的方法,其中本征正交分解法(proper orthogonal decomposition,POD)是最为常用的方法之一。传统的POD方法在构造快照... 随着数字化电力系统的不断发展,对高价值电力装备数字孪生模型的研究成为热点。为满足计算的时效性,通常采用模型降阶的方法,其中本征正交分解法(proper orthogonal decomposition,POD)是最为常用的方法之一。传统的POD方法在构造快照时无法高效提取网格节点信息,造成大的计算量、存储资源浪费。为此,该文提出基于场量梯度的快照分区POD降阶计算方法,以快照中各节点场量梯度为依据对计算域进行分区处理,通过对不同分区的节点数量进行不同程度的缩减,实现了高效的POD降阶计算。以换流变阀侧套管极性反转电场作为算例,对该文提出分区降阶方法的可行性及高效性进行了验证。研究结果显示:相较于有限元方法,计算时间缩短97.1%,同时相较于传统的POD方法,其快照中节点数量减少95.2%,节约存储资源91.7%。同时,分区降阶计算的准确率高,平均误差仅为0.80%,实现了对阀侧套管极性反转电场的高效计算。 展开更多

关键词 模型降阶方法 本征正交分解法 场量大梯度 POD快照 换流变 阀侧套管

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面向数字孪生应用的大容量GIS整间隔稳态温升及降阶模型研究

12

作者 侯世英 罗澳 +3 位作者 杨帆 权帅峰 霍小晶 孙帅 《高电压技术》 北大核心 2025年第5期2300-2310,共11页

超高压、大容量、数字化电网目标架构对高压开关领域提出了新的挑战。为研究550 kV/8 000 A气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)的稳态温升,解决获取温度场时存在模型自由度大、计算时间长等问题,该文研究了GIS整间隔模型... 超高压、大容量、数字化电网目标架构对高压开关领域提出了新的挑战。为研究550 kV/8 000 A气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)的稳态温升,解决获取温度场时存在模型自由度大、计算时间长等问题,该文研究了GIS整间隔模型热特性并构建了基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方法的温度场降阶模型以面向数字孪生应用。首先,建立了基于物联网的电力设备数字孪生实现架构,提出了数字孪生驱动的GIS状态感知方法框架。基于该框架,搭建了以珠东北站示范工程中的GIS为原型的虚拟实体模型,分析了模型在8 800 A时的磁密、损耗、温度以及气流流速分布,进而搭建了大电流温升试验平台进行验证,试验测量结果与仿真结果吻合度高。其次,采用拉丁超立方采样方法构建该模型在不同工况下的快照矩阵输入参数样本集,进一步对温度快照采用POD方法生成温度场降阶模型。最后,对比了降阶前后模型的计算时长与误差:降阶模型相较全阶模型的计算时长由小时级降至秒级,阶数为6时均方根误差为0.053%满足POD误差规范要求。该文研究结果可为大容量开关的设计和运维提供支撑,为数字孪生技术在开关设备领域的应用提供参考。 展开更多

关键词 气体绝缘开关设备 数字孪生 多物理场仿真 降阶模型 本征正交分解

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基于零序电流非线性畸变特性的弧光高阻接地初期故障辨识方法

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作者 袁涛 杨庆 +2 位作者 周桐 刘红文 李瑞桂 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第8期3248-3259,I0032,共13页

弧光高阻接地故障是中低压配电网中最常见的故障,由于故障初期过渡电阻极大,故障信号微弱,亟需提出适应于该类故障的故障辨识方法以提高故障辨识的有效性和准确性。文章提出一种基于零序电流非线性畸变特征的弧光高阻接地初期故障辨识... 弧光高阻接地故障是中低压配电网中最常见的故障,由于故障初期过渡电阻极大,故障信号微弱,亟需提出适应于该类故障的故障辨识方法以提高故障辨识的有效性和准确性。文章提出一种基于零序电流非线性畸变特征的弧光高阻接地初期故障辨识方法。通过搭建10kV弧光高阻接地故障模拟试验平台获取故障零序电流,对试验数据进行滤波和分段处理,提出波形非线性畸变程度的定量表示方法,并基于波形非线性特性畸变提出3个故障特征量,通过设置故障判据实现弧光高阻接地初期故障辨识。与小波分析法、电流越限时间法、谐波法的对比结果表明,只有该方法能够识别过渡电阻高达80kΩ的故障,能够有效应用于故障初期、极高过渡电阻阶段的弧光高阻接地故障辨识。研究结果对于配电网初期故障的辨识和防护具有一定的理论意义和工程应用价值。 展开更多

关键词 配电网 弧光高阻接地故障 初期故障辨识 非线性畸变 零序电流

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新型单相电流源型光伏并网逆变器的调制与控制策略研究

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作者 徐奇伟 付逸伦 +2 位作者 苗轶如 赵一舟 罗凌雁 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期412-420,共9页

与电压源型逆变器相比,电流源型逆变器能升压,无需加入死区,且交流侧无需额外增加无源滤波器。但其直流母线电流并非恒流源,而是由电压源与直流母线电感产生,需要在控制系统中加入直流母线电流的调节。因此,以带直流斩波器的单相五开关... 与电压源型逆变器相比,电流源型逆变器能升压,无需加入死区,且交流侧无需额外增加无源滤波器。但其直流母线电流并非恒流源,而是由电压源与直流母线电感产生,需要在控制系统中加入直流母线电流的调节。因此,以带直流斩波器的单相五开关电流源型并网逆变器为研究对象,首先针对直流母线电流的给定与控制方法展开研究,然后针对电流源型逆变器开关信号不能通过传统调制方式直接产生的问题,推导出开关信号的逻辑表达式;接下来针对网侧LC滤波器存在的尖峰谐振问题,引入电容电压有源阻尼环节,在考虑数字延时的情况下,建立网侧部分的数学模型,结合幅频特性曲线研究电容电压反馈系数与网侧电流比例-谐振控制器参数优化设计方法;最后构建仿真模型与实验平台,进行仿真与实验验证。结果表明,逆变器能输出高品质电能,同时具有良好的动态性能,证明该文的理论分析与所提方法是正确可行的。 展开更多

关键词 光伏发电 脉冲调制 谐振 电流源型逆变器 直流母线电流 有源阻尼

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油浸式电力变压器温升计算场路耦合和降阶模型研究

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作者 杨帆 胡星宇 王鹏博 《电工技术学报》 北大核心 2025年第13期4071-4084,共14页

数字孪生是推动电力设备领域数字化和智能化发展的关键技术之一。构建电力变压器的数字孪生模型有助于保证其运行可靠性、维护效率和故障预测能力。然而,基于模型驱动的数字孪生模型常因计算速度较慢而在应用中受到限制。对此,该文基于M... 数字孪生是推动电力设备领域数字化和智能化发展的关键技术之一。构建电力变压器的数字孪生模型有助于保证其运行可靠性、维护效率和故障预测能力。然而,基于模型驱动的数字孪生模型常因计算速度较慢而在应用中受到限制。对此,该文基于Modelica语言,构建了变压器的等效热流计算场路耦合简化模型以降低计算复杂度。模型结合本征正交分解(POD)对场计算部分进行降阶以提高计算效率。为验证所构建模型的有效性,该文对35kV油浸式自冷(ONAN)换流变压器开展温升实验。结果表明:计算时是否考虑散热器对绕组温升的大小和热点位置均有显著影响。在达到稳态时,所提模型与实验结果的最大绝对误差为1.37 K;所提模型在温升工况下的计算与三维全阶模型相比效率提升258.65倍,与全阶场路耦合模型相比速度提升5.1倍,证明所提模型在保证数字孪生模型计算精度的同时显著提高了计算效率。 展开更多

关键词 数字孪生 MODELICA语言 场路耦合 绕组温升 降阶模型

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非均匀功率分布的微波整流天线阵列功率合成优化方法

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作者 肖冬萍 陈建楠 +1 位作者 陈宇立 舒梽卿 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期358-366,共9页

对于大型微波无线能量传输系统,其接收天线阵列上微波功率非均匀分布,由于整流电路的特性,采用现有的天线阵列布局和功率合成方式所得的能量转换效率较低。为此,该文提出一种基于遗传算法优化的混合功率合成方法:提出天线单元连接编码规... 对于大型微波无线能量传输系统,其接收天线阵列上微波功率非均匀分布,由于整流电路的特性,采用现有的天线阵列布局和功率合成方式所得的能量转换效率较低。为此,该文提出一种基于遗传算法优化的混合功率合成方法:提出天线单元连接编码规则,采用遗传算法将接收天线单元按目标功率进行分组和射频合成,使得各组射频合成后的微波功率均匀化,再输入整流电路;提出整流电路连接编码规则,基于遗传算法,以负载匹配为目标对整流电路进行动态串并联优化,使直流合成后获得最优转换效率。在进行功率合成前,需基于实验系统分析获得整流电路输入功率与转换效率关系、输出伏安特性曲线,从而确定射频功率合成的优化目标。该文以10×10接收阵列天线为例进行分析,将100个单元分为4组进行均匀化射频合成,均匀度评价指标低至1.804;再对整流输出进行串并联优化,在接近负载匹配的情况下使得整流转换效率达到91.37%。结果表明,采用该文提出的方法可快速有效地对接收天线阵列进行混合功率合成优化。 展开更多

关键词 微波无线能量传输 混合功率合成 编码规则 动态串并联优化 整流电路特性

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基于xy平面闭环电流控制的双三相永磁同步电机改进多矢量模型预测控制

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作者 徐奇伟 易良武 +2 位作者 夏波 苗轶如 蔡华祥 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4506-4521,共16页

双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)多矢量模型预测电流控制(MPCC)可以解决单矢量MPCC存在的电流和转矩谐波问题。但是传统DTP-PMSM多矢量MPCC仍然具有计算负担重、易受非理想因素影响和xy平面电流谐波大的问题。为此,该文提出一种基于xy平... 双三相永磁同步电机(DTP-PMSM)多矢量模型预测电流控制(MPCC)可以解决单矢量MPCC存在的电流和转矩谐波问题。但是传统DTP-PMSM多矢量MPCC仍然具有计算负担重、易受非理想因素影响和xy平面电流谐波大的问题。为此,该文提出一种基于xy平面闭环电流控制的DTP-PMSM改进多矢量MPCC策略。首先采用广义比例积分观测器(GPIO)观测集总扰动并更新预测模型,提高αβ平面电流的控制性能。然后采用αβ平面最外层基本电压矢量合成xy平面的虚拟电压矢量,在不引入额外电压矢量的前提下,实现对xy平面电流的闭环控制,并推导得到脉冲信号的开关序列以及各矢量的作用时间。实验结果表明,所提方法不仅能够减少控制算法的计算时间,提升αβ平面电流的控制性能,还能抑制xy平面谐波电流。同时,该文所提出的xy平面闭环电流控制策略不影响αβ平面MPCC的性能。 展开更多

关键词 双三相永磁同步电机 模型预测电流控制 谐波电流抑制 多虚拟电压矢量优化

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电磁脉冲焊接锂离子电池叠层极耳电磁力分布及运动特性 被引量：1

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作者 李成祥 陈丹 +2 位作者 周言 沈婷 米彦 《高电压技术》 北大核心 2025年第1期412-422,共11页

电磁脉冲焊接技术在锂离子电池叠层极耳连接中具有效率高、不掉粉等优势而备受关注。相较于双层工件,叠层工件电磁脉冲焊接电磁力分布与极耳运动特性更加复杂,且相互作用机制尚不明晰。为此,基于碰撞点偏移联合夹层空气分割的方法构建... 电磁脉冲焊接技术在锂离子电池叠层极耳连接中具有效率高、不掉粉等优势而备受关注。相较于双层工件,叠层工件电磁脉冲焊接电磁力分布与极耳运动特性更加复杂,且相互作用机制尚不明晰。为此,基于碰撞点偏移联合夹层空气分割的方法构建了叠层极耳电磁脉冲焊接过程电-磁-力多物理场耦合仿真模型,搭建了综合实验平台并开展叠层极耳焊接实验,逐层分析了电磁力分布规律和极耳运动特性。结果表明:靠近焊接线圈的极耳所受电磁力最大,且其屏蔽作用将减小其余极耳所受电磁力;各层极耳运动过程中会发生多次碰撞和反弹,仅当相邻极耳对撞焊接时才可实现焊接,且越靠近电池盖板的极耳越易对撞焊接;放电电压不会改变极耳运动特性,但会影响焊接效果。该研究可为锂离子电池叠层极耳电磁脉冲焊接效果调控与工程应用提供科学依据和实验基础。 展开更多

关键词 电磁脉冲焊接 锂离子电池 叠层极耳 电磁力 运动特性 放电电压

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Z型多反腔增强拉曼光谱变压器故障特征气体检测方法 被引量：1

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作者 王畅鼎 王品一 +1 位作者 汤子杰 陈伟根 《光子学报》 北大核心 2025年第1期85-92,共8页

拉曼光谱法相比于传统气体检测方法具有高选择性、无损检测、可实时检测等优势。然而,气体的拉曼散射截面积极小,微量气体的拉曼散射强度弱,导致拉曼光谱法气体检测的灵敏度较低。基于此提出Z型折叠多反腔增强拉曼光谱检测技术,通过建... 拉曼光谱法相比于传统气体检测方法具有高选择性、无损检测、可实时检测等优势。然而,气体的拉曼散射截面积极小,微量气体的拉曼散射强度弱,导致拉曼光谱法气体检测的灵敏度较低。基于此提出Z型折叠多反腔增强拉曼光谱检测技术,通过建立拉曼信号强度与多反腔内激光反射次数的数学关系,获取了多反腔内光束最优数。通过腔内参数设计,实现了144个腔内光束,这些光束在腔内完成2次循环,大大延长了激光与气体的相互作用长度,提高了气体的拉曼信号强度。基于搭建的Z型折叠多反腔增强拉曼光谱检测平台实现了变压器主要故障特征气体的高灵敏检测,基于确定的特征峰建立了气体浓度与拉曼谱峰强度之间的高拟合度定量分析模型,各气体最低检出限优于国际电工委员会标准。该方法将为变压器故障特征气体的高灵敏检测提供新的有效途径。 展开更多

关键词 拉曼光谱 变压器故障 特征气体 Z型折叠多反腔增强 高灵敏检测

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交流激励下的锯齿环状表面介质阻挡放电特性

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作者 徐海笑 姜慧 +2 位作者 杨永杰 龚子羿 杨帆 《高电压技术》 北大核心 2025年第4期2049-2059,共11页

为探究高压电极形状对环状表面介质阻挡放电特性和气动激励的影响,设计了一种锯齿环状激励器并研究了交流电源激励下锯齿数量对电流波形、放电图像、功率、推力和流场的影响。研究结果表明:增加锯齿后电压上升期间的电流脉冲数增多,这... 为探究高压电极形状对环状表面介质阻挡放电特性和气动激励的影响,设计了一种锯齿环状激励器并研究了交流电源激励下锯齿数量对电流波形、放电图像、功率、推力和流场的影响。研究结果表明:增加锯齿后电压上升期间的电流脉冲数增多,这与锯齿极不均匀的电场与暴露电极长度的增加有关;平均功率与电压近似线性关系且功率随锯齿数增加逐渐降低。锯齿的存在使环状电极内边缘放电通道更加集中,较为密集的锯齿结构有助于改善放电的均匀性。锯齿环状表面介质阻挡放电以更低的功率产生更大面积的等离子体,锯齿数等于12时等离子体分布的对称性达到最优。相邻锯齿外电场的抵消作用抑制了微放电的产生,外电场分布决定了放电面积的增长。锯齿结构增大了环状激励器的推力和推功比,推力的增加与电流脉冲数和平均功率有关。流场在水平方向的分布随锯齿数增加逐渐变窄,放电产生的动量在垂直方向上更加集中。 展开更多

关键词 表面介质阻挡放电 锯齿电极 微放电 放电面积 推力

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