无线电能传输技术的关键基础与技术瓶颈问题
摘要：近几年,电气科技工作者对无线电能传输技术的研究探索如火如荼,应用领域也在不断扩大。随着研究的深入,有许多关键基础问题和技术瓶颈问题需要解决。文章首先对该技术的近期研究现状作了简要回顾。其次重点提出了目前亟待解决的7个关键基础问题和4个技术瓶颈问题。最后对无线电能传输技术的应用前景作了进一步的展望,重点介绍了高速列车无线供电技术以及前期研究工作。基于最小二乘法的感应电能无线传输系统负载辨识方法
摘要：基于最小二乘法提出一种新型负载辨识方法,以PS结构电流型感应电能传输(IPT)系统为例,建立其非线性高阶微分方程并构建数据矩阵,通过最小二乘法获得系统的过程参数矢量,将负载辨识问题转换为系统参数辨识问题,完成系统的负载辨识,最后通过仿真及实验,验证了此方法的可行性。基于噪声信号的电弧炉冶炼氧化镁运行状态分析
摘要：电弧炉产生噪声的声压在空间中的某一点对于时间的积分与弧流、弧压有关。采集电弧炉冶炼氧化镁时不同阶段的噪声数据,将噪声的波形信号转换成时频图。将这些图像与电弧炉三相电流的波动对比,分析了噪声信号与电弧炉运行状态之间的内在相关性,发现电弧炉噪声信号的声强及其频率特性和电弧炉的工作状态高度相关,各特征频率的噪声的强度随着弧电流的增大而增大,而且在电弧炉运行的不同状态呈现不同分布,该研究为后续利用噪声信号控制电弧炉冶炼氧化镁提供了基础。基于空间矢量调制的星形级联H桥SVG直流侧电压控制方法研究
摘要：详细分析了空间矢量调制方法在级联H桥静止无功发生器(SVG)直流侧电压波动控制中的应用,提出基于空间矢量的直流侧电压三层控制结构:第一层为总直流侧电压控制;第二层为层间均压控制,层与层之间采用相移空间矢量调制方法;第三层为层内三相之间直流侧均压控制。通过选择合适空间矢量冗余状态实现直流侧电压稳定和减小直流侧电压波动。实验结果验证了该方法的正确性和有效性。一种基于di_C/dt反馈控制的大功率IGBT驱动保护方法
摘要：针对大功率IGBT提出一种新型的有源门极驱动保护方法。在IGBT正常开通与关断过程中,利用dic/dt反馈控制,设计软开通及软关断电路,有效缩短IGBT的开通与关断时间,提高IGBT的开关频率,减小器件功率损耗;在IGBT发生短路时,结合dic/dt反馈技术,设计改进型有源钳位保护电路,实现IGBT软关断,防止关断时产生较大的过冲电压损坏IGBT,同时有效减小门极触发电阻Rg上的损耗。利用Saber软件进行电路仿真,并基于大功率IGBT模块YMIF1200-33实验平台,验证方案的可行性,结果表明,相对于传统控制方案,正常开关情况下,开通时间缩短了26.5%,关断时间缩短了52.6%;短路情况下,相对于传统有源钳位方法,改进方案在有效钳住VCE电压的同时,关断期间门极电阻上的电流减小到原来的35.4%,并能在短路发生的第一时间迅速可靠地关断IGBT。一种异步电动机静止状态下参数辨识的改进方法
摘要：基于异步电动机的非对称T型模型,提出一种电动机静止状态下参数辨识的改进算法。分析并指出逆变器死区只对输出电压有功分量产生影响,并通过对死区自适应补偿方法辨识出电动机参数,提高了辨识的准确度。考虑到趋肤效应的影响,给出通过两次注入相同转差频率、不同幅值的单相交流电流,并通过对误差电压进行对消的自适应算法辨识出转子电阻;基于等效空载的方法,注入极低频率的单相交流电流使电动机在静止状态与空载旋转状态等效,避免了转子电阻的影响,从而更精确的辨识出互感。将所测量参数与利用传统方法测量的参数进行对比,并将参数用于无速度传感器矢量控制,验证了该算法具有较高的精确性、实用性和鲁棒性。六相永磁同步电机缺相容错控制
摘要：为了实现六相永磁同步电机缺相后的矢量控制,根据定子磁势不变的原则,以铜耗最小为目标,对双Y移相30°六相永磁同步电机缺一相绕组的电流进行优化求解。根据所求得的优化电流,获得缺相后的变换矩阵,从而建立缺一相的六相永磁同步电机旋转坐标系下数学模型,并由此提出缺相后的解耦矢量控制方法。分析漏感和空间谐波对该容错控制下转矩脉动的影响,提出相应的抑制方法。实验验证了六相永磁同步电机容错控制算法的正确性,其有效减少了缺相后的转矩脉动,且具有较好的动态性能,提高了驱动系统的可靠性。基于可变系数的双馈风机虚拟惯量与超速控制协调的风光柴微电网频率调节技术
摘要：为了提高风光柴微电网孤岛运行时的频率稳定性,将变速恒频双馈感应风力发电机(DFIG)和柴油机作为调频电源,通过DFIG的虚拟惯量、转速和桨距角的协调控制与柴油机的一次调频相配合,共同抑制负荷波动和风速变化引起的微电网频率变化。低于额定风速时,DFIG采用虚拟惯量控制和超速控制;高于额定风速时,采用虚拟惯量控制和自动桨距角控制。以此弥补虚拟惯量控制作用时转速恢复过程的功率跌落问题,并为微网提供持久的功率支撑。为保证此调频策略在时变风速中的有效性,通过不同风速下的参数分析制定了DFIG的虚拟惯量控制系数曲线与功频静特性系数曲线,实现了可变系数控制。并在DIgSILENT PowerFactory软件平台上搭建了包含柴油机、DFIG、光伏电池的微电网模型,验证了此策略的有效性。电网电压不平衡下串联型12脉波整流装置的频域谐波建模
摘要：针对高压直流输电和大功率工业整流采用的串联型12脉波整流装置,在分析其整流等效电路工作原理的基础上,计及电压不平衡时相控整流电路的触发角偏移和换相重叠角,推导了正序和负序电压作用下12脉波整流的谐波耦合导纳矩阵,将两者整合建立电压不平衡下12脉波整流的频域谐波耦合导纳模型。该模型能解析计算整流装置产生的电流谐波,无需迭代。搭建整流装置实验测试平台,探讨12脉波整流的谐波耦合导纳矩阵元素分布特点,分析电压畸变率、不平衡度和触发角变化对模型准确度的影响,通过计算与实验对比,验证所提频域谐波模型的有效性。基于多位置NWP与主成分分析的风电功率短期预测
摘要：数值天气预报(NWP)信息对风电功率短期预测模型的准确性起着重要作用。考虑风电场周围多个位置的NWP信息,提出聚类分析与主成分分析相结合的方法对风力发电功率短期预测进行研究。通过聚类分析提取历史数据中与预测日NWP最相近的样本,然后用主成分分析法对样本日信息进行处理,获得更加准确反映风电场特性的参数。通过对依兰风电场的发电功率进行预测,证实了该方法的有效性,其准确度比基于单位置NWP的预测模型提高了4.65%。考虑风电与用户满意度的电动汽车两层智能充放电策略
摘要：大规模的电动汽车充放电调度问题既关系到电网的安全稳定运行,又关系到运营商的经济利益和用户的使用感受。引入分层分区调度的理念,构建了基于双层规划的电动汽车两层智能充放电模型,并以IEEE16节点标准测试系统数据参数为基础,通过粒子群算法和顺序选择法在Matlab中完成了仿真验证。在上层模型中,通过优化各管辖区在各时段的总充放电功率,保证了运营商利润的最大化,并合理地规避了充放电行为对电网的影响;在下层模型中,通过优化各管辖区内电动汽车的具体充放电策略,使得下层的调度策略与上层的区域总充放电功率尽可能保持一致,并合理地兼顾用户满意度。最后,通过上下层之间的数据交互,实现运营商、电网和用户三者之间利益的有机协调。大型汽轮发电机运行与无功控制
摘要：从限制进相运行的多种原因进行分析,研究了端部热稳定和发电机静稳定对进相运行的影响程度,得出了端部热稳定不再限制大型汽轮发电机进相运行的结论。确定了低励限制整定只需与静稳极限配合的原则。通过分析失磁保护和低励限制判据在阻抗平面和PQ平面相互映射的方法,得出了两者间的配合原则,在此基础上提出了圆特性低励限制的原理和整定方法,并对失磁保护相关定值整定提出了意见。多棒型激光触发真空开关时延特性的研究
摘要：介绍了激光触发真空开关(Laser Triggered Vacuum Switch,LTVS)的基本结构和工作原理,对初始等离子体的产生和扩展所涉及的物理过程进行详细分析,并对其工作在不同的间隙电压、激光波长、激光能量和极性配置下开展了一系列实验。通过对开关结构的改进提高了开关的耐流能力;间隙距离的增加,使其耐压能力得到提高;独特的触发片结构设计,降低了开关对激光能量的依赖,减少了开关的时延。一种具有横纵磁场的新型真空灭弧室触头三维磁场仿真
摘要：对一种由螺旋槽横磁触头和杯状纵磁触头并联组成的新型真空灭弧室触头结构进行了磁场仿真,该触头内部的横磁触头和环形触头片材料为CuCr50,外部的纵磁触头的杯座材料为不锈钢。建立了三维触头结构模型,采用有限元分析方法对电流处于峰值时和电流过零时动、静触头表面和触头间隙中心处的静态磁场和瞬态磁场进行仿真,瞬态磁场计算过程中考虑到了涡流的影响。结果表明,该结构触头产生的纵向磁场在动、静触头表面及触头间隙中心处分布较均匀且磁通密度满足要求,有效磁通密度区域占触头表面积较大,电流过零后剩余磁场少,磁场滞后时间小,且导体电阻小。直流应力下电极表面覆膜对金属微粒启举的影响机理研究
摘要：针对直流GIL中的自由金属微粒污染物问题,研究表面覆膜措施对金属微粒启举的限制机理。利用气体电离及界面电荷积聚理论提出了直流应力下电极覆膜时金属微粒带电及启举模型,并根据微粒带电量的时变特征提出了充电时间的概念。为验证模型的正确性,构建了多功能模块的金属微粒带电.运动观测实验平台,对不同大小、材质的球形金属微粒以及不同厚度的PET薄膜开展实验,实验结果验证了模型的正确性:直流应力下,覆膜措施产生的界面极化过程只是增加了微粒的充电时间,而对微粒最终带电量并无影响,但覆膜产生的静电吸附力可显著提高微粒的启举电压;外施电压、覆膜介电常数及体电导率对微粒充电时间均有显著影响;而由于充电时间的存在使得电极覆膜措施下出现微粒"间歇启举"现象。大推程航天电连接器电磁分离机构的研究
摘要：提出一种基于整体式导磁套、梯形衔铁等结构的大推程电磁分离机构,其原理通过上述特征形成径向、环形侧向与轴向并存的磁通分布实现大行程范围内的水平推力特性。通过建立数学模型,仿真对比分析该电磁分离机构在不同行程下的磁通分布,探讨行程一力特性及其产生机理,并获得导磁套盆形凹槽角度、薄壁厚度和衔铁端面形状等结构参数对其特性的作用规律。实验结果与仿真结果基本吻合,表明该电磁分离机构原型样机0.8 A电流激励时15mm推程内的额定推力均在63N以上,满足大推程航天电连接器直接驱动的要求。某型AUV对转电机子群协同多目标粒子群优化
摘要：某型自主水下航行器(AUV)需要一种高效、小质量的对转电机,同时要求电机在尾段密闭条件下可长时间航行。针对这一问题,从电机计算模型和多目标优化算法两方面,提出基于电磁一热耦合模型和子群协同的多目标粒子群帕累托最优(MOPSO)设计方法。该模型使用气隙磁场解析法进行电磁计算,使用等效热网络法计算电磁一热耦合情况下的电机温升。利用计算流体力学(CFD)方法计算旋转部件及航行器壳体的对流换热系数,以解决对流等效热阻计算不准确的问题。最后以效率和质量为优化目标,电机温升和几何条件及磁路磁密为约束条件,使用改进的MOPSO方法进行优化,并将优化结果与NSGA-Ⅱ算法优化结果进行比较,结果表明该方法能够获得更接近于真实帕累托前沿的解集,且解集分布性良好。制作样机后进行试验,功率、转速、效率、质量等指标均满足要求,且尾段密闭条件下5h负载温升符合要求。埋入35kV干式空心电抗器的光纤布拉格光栅测温研究
摘要：针对干式空心电抗器高电压和强磁场的极端环境,采用埋入式光纤布拉格光栅测温技术,实现了对35 kV干式空心电抗器工作状态下的温度监测。研制出一种结构简单、体积小且抗电磁干扰的光纤布拉格光栅温度传感器,将传感器埋在导线外包封层表面相邻两根通风条之间,距离电抗器上沿约40 cm。温升实验结果表明,达到稳定状态后,最内导线层与最外导线层温度较低,分别约为82℃和72℃;中间各层温度相接近,分布在90~100℃之间,其中第6导线层温度最高约为100℃。埋入式光纤布拉格光栅温度传感器稳定可靠、准确度高、抗电磁干扰,能够实现极端环境下对35 kV干式空心电抗器温度的在线监测,对维护电网的安全稳定具有重大意义。
