基于损耗分析的全桥型MMC参数优化设计

全桥型模块化多电平换流器(MMC)具有直流故障自清除能力,且在发生故障时能够支撑交流侧电压,特别适用于架空线传输的柔性直流输电系统。但是其损耗大的问题十分突出,制约了其在大功率场合的应用。传统设计方法认为在全桥型MMC正常运行时负电平是无效电平,故而提出一种基于模块输出负电平特性的效率优化设计方法。分析子模块输出负电平时全桥型MMC中各电气量满足的约束关系,推导效率最优的直流电压、交流侧电压以及桥臂子模块数的表达式。该方法能在系统额定功率和开关器件型号确定的条件下,准确求解效率最优的MMC系统设计参数。     

输电线路中频融冰频率与热功率均匀度分析

输电线路的覆冰会引发线路过负载、绝缘性能降低、杆塔倒塌、导线舞动等事故,而主流的短路融冰方法都存在着不可克服的缺陷;为此在高频激励新型输电线路融冰方法基础上,针对其在冰层介质损耗角正切值较小时电源频率过高的问题,提出了以牺牲一定融冰热功率均匀度为代价的中频融冰方法。首先基于均匀传输线理论,以长为100 km、电压等级为220 kV输电线路为例,搭建覆冰线路均匀传输线等效电路模型;继而分析沿线电压、电流和功率因数分布规律以及融冰频率与热功率均匀度的相互影响;最后提出输电线路中频融冰最佳电源频率的确定方法。仿真结果验证了所提方法的有效性与实用性。     

基于余弦自卷积窗的高精度介质损耗角测量算法

介质损耗角(dielectric loss angle,DLA)是高压电容器件预防性试验的重要组成部分,实现DLA的精准测量对电力系统稳定运行具有重要意义。在非同步采样和非整数周期截断情况下,利用加截断窗插值算法来提高快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)检测DLA的精度;在分析余弦窗函数频谱特性的基础上,提出通过卷积运算并以8项余弦窗为母窗构造余弦自卷积窗(cosine self-convolution window,CSCW)函数;再基于双谱线插值算法原理,推导出2阶CSCW函数的双线插值校正公式,并由此提出了高精度DLA测量方法,精度对比实验表明,该算法能高精准地提取信号相位参数。最后,将加CSCW双谱线插值FFT算法应用于电容型器件的DLA测量,验证了算法的有效性和高精度。     

基于加窗插值谐波分析法的容性设备介损角测量研究

谐波分析法是容性设备介损角在线提取的常用方法,而谐波分析法的基础——离散傅里叶变换(DFT)存在的频谱泄露和栅栏效应会影响介损角测量的效果。本文通过对不同窗函数数谱分析及比选的基础上,提出了基于汉宁窗插值算法的容性设备介损角提取方法。首先获取电压、电流信号离散序列,求取汉宁窗修正式,并修正基波频率,然后求取修正后的电压电流相角,最后公式计算求出介质损耗角。通过仿真验证,表明了该算法具有较高精度且稳定性较好,对于基波频率波动、采样频率变化及白噪声均有较好的测量效果。     

空间电荷对LDPE介电谱测量结果的影响

为了研究空间电荷对低密度聚乙烯(LDPE)介电谱测量结果的影响,实测了施加直流高压前后LDPE的介电谱,并研究了添加纳米石墨烯和施加直流场强对介电谱测量结果的影响。结果表明:施加直流高压后产生的空间电荷导致材料的相对介电常数虚部和介质损耗因数明显增大,相对介电常数实部略有增加;添加纳米石墨烯后,空间电荷对LDPE的影响减小。在低于10 kV/mm的直流场强下,空间电荷对LDPE的影响很小,且随着直流场强的增加,测量得到的介电谱增大。加压停止后随着去极化时间的增加,介电谱逐渐减小且减小速度减缓。综合认为,交变电场中空间电荷使LDPE的损耗增加从而加速其老化。     

一种卧式屏蔽电机温度场分析

针对一种卧式7.5kW两级屏蔽式异步电动机(以下简称卧式屏蔽电机),进行温度场建模,利用ANSYSWorkbench进行计算,得到屏蔽电机温度分布云图、屏蔽电机主要零部件温度分布,对比了不同材质屏蔽套损耗及温度分布,对提高屏蔽电机的效率、安全性、可靠性,具有重要参考价值。现通过对其在设计、制造、使用中的状况的收集、整理、分析,发现仍有改进空间可挖。     

空压机用高速永磁电机铁心和磁钢损耗的影响因素

高速电机具有电流频率高、定子铁耗和转子涡流损耗大等特点。针对额定功率10 kW、额定转速100 000 r/min空压机用高速永磁电机,对比分析了平行充磁和径向充磁、脉冲振幅调制(PAM)方波驱动和基于SiC的正弦波驱动时对损耗的影响。分析结果表明,平行充磁气隙磁密谐波小,空载定子铁心损耗比径向充磁低约40%;驱动方式对电机损耗尤其是转子损耗影响较大,正弦波驱动时转子损耗几乎可忽略,方波驱动时转子损耗占比可达总损耗的20%。针对方波驱动转子损耗大的问题,在转子表面增加一层铜屏蔽层,分析结果表明可以有效降低转子涡流损耗。对同一台带压缩机负载的高速电机对比测试了2种驱动器控制下的母线输入的有功功率,验证了驱动方式对电机损耗的影响。     

考虑负荷特性的XLPE电缆绝缘老化程度研究

为了规避传统介损在线监测法带来的电流传感器测量误差以及环境的影响,建立了基于泄漏电流矢量差的电缆相对绝缘老化程度的判断依据。首先,分析了基于电缆不同连接方式的电缆介损;然后,在考虑电缆所接负荷的负荷特性的基础上,分析了泄漏电流的变化特性,得出了接地电流的变化量与泄漏电流的变化量相同,可以通过接地电流值的变化特性判断电缆绝缘老化程度的结论。最后,利用仿真分析了改变电缆绝缘等效阻抗模拟电缆绝缘老化情况下,电缆泄漏电流与接地电流的变化特性,验证了理论分析的准确性与有效性。     

基于改进粒子群算法的农村配电网分布式光伏选址定容研究

为了解决农村配电网电压质量低和网络损耗严重等问题,建立了考虑低碳环保费用的改善电压过低和网损的分布式光伏布点定容方案,以分布式光伏投资费用、低碳环保费用、损耗费用、购电费用以及运行维护费用最小化为规划模型,利用三角模糊数层次分析法对数学规划模型进行处理。为解决粒子群算法的"早熟"问题,提出引入动态差分变异、杂交操作及保留精英策略改进标准粒子群算法,并对所建立的数学模型进行求解分析。通过实际案例验证了所提规划模型的经济性和优化方案对改善电压质量和网损的有效性以及算法的准确性。