模块化多电平变换器电热耦合模型研究

模块化多电平变换器（MMC）的电热耦合模型对于系统结温监测、可靠性分析、寿命预测等具有重要意义。文中提出了一种合理简化的模块化多电平变换器电热耦合模型,首先基于后退欧拉法,建立MMC子模块的等效电路;然后根据戴维南电路等效方法,建立了三相MMC等效电路;其次,根据器件损耗特性和热阻抗特性建立MMC的电热耦合模型;最后,通过仿真和实验结果,验证了所提MMC电热耦合模型的正确性,该模型可以用来做MMC特性研究和可靠性分析。     

基于IFRA磁耦合的干式空心电抗器匝间短路故障检测方法研究*

干式空心电抗器（DAR）因匝间短路故障导致的烧毁事故时有发生,严重威胁电网的安全稳定运行。为此,提出了一种基于脉冲频率响应分析（IFRA）磁耦合的DAR匝间短路故障检测方法。分析匝间短路检测方法的基本原理并选择合适的脉冲参数;基于Maxwell仿真耦合注入器的分布参数并分析其对频率响应曲线的影响;搭建实验平台并进行实验验证和研究。结果表明,脉冲直接注入频率响应曲线与脉冲耦合注入频率响应曲线之间仅存在增益的变化,频率响应曲线的形状并未改变;同时在发生匝间短路时,频率响应曲线在初期会有增益的变化,中期会向高频移动。综上所述,该方法可有效检测DAR匝间短路故障。     

耦合燃煤机组的水泥窑余热利用系统热力学性能分析

提出了一种更高效的耦合燃煤机组的水泥窑余热回收利用系统,采用水泥窑炉排冷却器排出空气和旋风预热器废气的热量加热燃煤机组的部分凝结水,从而节省汽轮机抽汽,增加汽轮机做功,同时根据热力学第一和第二定律分析余热利用系统性能提升的原因。结果表明:耦合燃煤机组后水泥窑余热利用系统效率显著提升,机组发电量得到提高;与常规水泥窑余热利用系统相比,所提出余热利用系统可增加6.83 MW净发电功率;此外,余热利用系统的发电效率和净热效率提高了18.25百分点和8.17百分点;系统发电?效率和总?效率分别提升了39.37百分点和29.24百分点。经济分析表明,所提出余热利用系统省去了部分设备,投资成本低,回收周期短,净现值高,经济优势明显。     

一维水沙耦合模型参数敏感性分析——以2020年黄河下游洪水演进为例北大核心CSCD

一维水沙输移及河床冲淤模型中有较多理论上尚未解决的参数,而这些参数对一维模型精度的影响缺少定量分析。本文首先介绍了一维水沙耦合动力学模型,并将其应用于2020年汛期黄河下游的水沙过程模拟。计算结果表明:该模型能准确模拟水位和流量的变化,纳什效率系数基本大于0.85,均方根误差比相应的实测特征值小一个量级;计算沙峰虽然偏大,但计算的含沙量过程与实测过程整体符合,且模型计算的分河段冲淤量与断面地形法实测值较为接近。为分析模型中经验参数对模型计算结果的影响,以水文断面特征水沙参数的纳什效率系数作为目标函数,采用Sobol全局敏感性分析方法计算了各经验参数的敏感度指标。计算结果表明:糙率的总敏感度指标较高,是模型的高敏感参数;目标函数的选取对参数敏感度分析有一定影响,以含沙量纳什效率系数为目标函数时,挟沙力公式的系数及淤积时恢复饱和系数公式中指数的一阶敏感度和总敏感度指标较高;各参数组合对不同目标函数的影响差别较大,但对于同一目标函数存在影响作用相似的参数组合。全局敏感性分析方法刻画了模型参数的敏感性特征,有助于优化水沙数学模型参数取值。     

电网能量流-经济流耦合分析

依托于同一电力网络的电气源流间的能流信息和市场主体间的交易信息,存在某种天然耦合关系。若不能正确处理,则易导致相关经济流分布信息掌握失准,从而影响系统运行的效能和市场运作的公正性。为此,基于电力网络电能追踪方法正确提供的实时能流信息,考虑上述耦合特性,分析了沿网络源-流对电能配送路径链分布的经济流信息,建立了核算各项费用的实时电价关系式;针对链首和链末2种能量计费方式,提出了具有广泛指导性的费用核算一致性原理,并指出：若不考虑电网实时运行状态影响而直接以上网价、过网价和政府性基金价之和作为下网电价核算相关费用,则会出现不完全满足一致性原理的现象。最后,针对典型交易模式及与其关联的多个网络源-流对,给出了量化其经济流分布的关系式。算例表明,基于考虑耦合特性的实时电价信号分析的经济流,符合核算一致性原理,可为进一步揭示交叉补贴内因提供理论依据。     

短路电动力作用下变压器低压绕组变形研究

电力变压器短路时会产生巨大的短路电动力,当短路电动力过大时会导致变压器绕组变形.为研究三相三绕组变压器短路时的电动力分布和绕组变形情况,本文以一台50MV·A/110kV的三相三绕组变压器为例,计算变压器发生短路时的短路电流,将该短路电流作为激励,通过有限元软件计算绕组的短路电动力,采用磁-结构耦合的方式计算在最大短路电动力作用下的绕组变形和应力分布.结果表明,短路时低压绕组受到向内压缩的辐向电动力和向中间压缩的轴向电动力,绕组中间部分受到的短路电动力大于两端,导致绕组中部的变形程度大于两端.研究结果对研究变压器绕组变形具有一定实际意义.     

考虑电动汽车和需求响应的电-热-水多能耦合系统经济调度

在水电联产机组装机容量不断增加的背景下,提出一种考虑电动汽车充、放电策略和用户需求响应的电-热-水多能耦合系统经济调度方法。首先,构建电-热-水多能耦合系统的基本结构,并分析各系统之间的耦合机理;然后,以调度过程中发电、产热和海水淡化的总燃料成本最小为目标,建立考虑电动汽车充、放电策略和需求响应的多能耦合系统经济调度模型;最后通过仿真算例对所提方法进行验证,结果表明：所提方法有利于实现系统低碳经济运行。     

车用永磁同步电机不同冷却水道分析*

新能源汽车的永磁同步电机单位体积内损耗过大或冷却性能较差都可能造成温升过高,使得汽车的安全性及可靠性面临挑战,所以精准计算各项损耗并设计合理水道结构十分必要。针对额定功率为30 kW的永磁同步电机,利用流固耦合方法进行热仿真,分析螺旋形、轴向Z形、径向Z形及周向形四种水道的流速、压差、温升,探究电机冷却效果受不同冷却结构的影响及水泵功率的要求,为冷却结构的设计提供参考。     

一种双边LCC补偿无线电能传输变换器谐振网络设计方法

针对双边LCC补偿方式的无线电能传输变换器,提出了一种谐振网络设计方法：基于抑制谐波电流、压缩磁元件体积以及在最大传输距离与最大横向偏移状态传输功率可接近额定功率的考虑,依据额定传输功率、开关频率等约束条件,确定谐振网络全部元件(包括松耦合变压器)的电参数。在此基础上提出了一种相应的带磁芯平面螺旋线圈松耦合变压器尺寸设计方案：依据松耦合变压器处于最大传输距离、最大横向偏移状态时的互感值,从理论上估算出其尺寸范围,再以少量有限元仿真搜索到其最佳尺寸。设计并制作了一台额定输出功率为4.5 kW的样机,验证了所提设计方法的正确性。