用于界面局放研究的正交电场测试单元

界面缺陷引发的局部放电是导致界面击穿的主要原因之一,而电缆附件界面局放的引发、演变规律尚不明确.本研究首先仿真分析了实际电缆附件界面电场分布,并依据电场计算结果采用内置电极法设计制作了界面测试单元,最后对设计的界面单元进行局部放电引发试验.结果 表明:该界面测试单元与实际电缆附件界面电场分布类似,使用该界面单元获得的局部放电发展规律与实际电缆附件的局部放电发展规律相同.该界面单元能够有效模拟实际电缆附件界面电场,同时避免了向测试界面内引入金属电极,可以用于电缆附件界面局部放电引发、演变规律等方面的研究.     

重复脉冲参数对变频电机绝缘PDIV测试信噪比影响研究

为研究强电磁干扰环境下复杂脉冲电压参数对局部放电起始放电电压(partial discharge inception voltage,PDIV)测试信噪比的影响,基于特高频检测法,在不同重复脉冲电压上升时间、频率和占空比下进行变频电机绝缘PDIV测试,并分析放电信号的时域和频域特性。研究表明,脉冲上升时间对0.5GHz以上高频放电能量影响显著,高频能量随上升时间增加而衰减,在不同上升时间下频域滤波会削弱放电能量,造成测试信噪比降低;脉冲频率升高,放电幅值减小且高频放电能量微弱,放电更易淹没于残余电力电子器件干扰中;具有较小占空比的脉冲电压下(如占空比为0.03%),下降沿处出现统计时延较短的小幅值放电,此时检测上升沿放电可适当提高PDIV测试信噪比。在执行低压散绕变频电机绝缘PDIV测试时,以上结果有望为重复脉冲电压参数选择和测试信噪比的提高提供参考依据,从而提升变频电机绝缘评估准确度。     

脉宽调制电压对环氧树脂电树引发及生长特性影响研究

工作在脉宽调制电压下的电力电子器件承受高频脉冲电应力,其绝缘封装可靠性已成为制约电力电子器件向高频、高功率密度发展的重要因素。作为绝缘封装的重要材料,环氧树脂在脉宽调制电压下的绝缘性能值得关注。对此,在峰峰值12 k V的脉宽调制电压下,试验研究了脉冲上升时间、载波频率和热效应对环氧树脂电树引发和生长特性的影响规律。在温度20℃、上升时间70～150ns、载波频率0.5～2 k Hz条件下的大量电树引发和生长特性表明:一定电压幅值下环氧树脂电树引发概率受电压上升时间影响显著,上升时间越短,电树引发概率越高;上升时间减小可能引起电极注入载流子能量增加,从而提高了电树引发概率。电树引发后生长特性主要受载波频率影响,载波频率增大,单位时间内载流子复合次数可能增加,从而加速了电树生长。研究同时发现:上升时间对电树形态影响显著,较小上升时间下电树呈丛林状,随着上升时间增大逐渐演化为树枝状。在上升时间110 ns、载波频率1 k Hz、温度20～50℃的结果表明:温度升高既会增加单位时间内载流子入陷或复合释放的能量;也会降低聚合物局部链段松弛性,致使材料破坏应力阈值下降,从而影响电树引发、生长和形态。与相同频率和峰峰值的正弦电压相比,脉宽调制电压下电树引发概率和生长速度明显增大。表明相较于传统正弦电压,高频脉宽调制电压更易引发、促进绝缘电树老化,必须根据脉宽调制频率、上升时间和热效应加强绝缘或优化绝缘设计,以提升电力电子系统绝缘可靠性。     

基于EMD-WPT-SVD和指数加权平均的MOA阻性电流去干扰方法

金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)阻性电流测量受环境干扰、高频噪声干扰和脉冲干扰等因素的影响,阻性电流实测信号必然含有多种强干扰成分.针对传统阻性电流去干扰方法在多种并发干扰情形下难以适用的难题,提出了一种基于EMD-WPT-SVD和指数加权平均的MOA阻性电流去干扰方法.首先,依据阻性电流中周期干扰的基波频率、采样频率和特征频率是否被间谐波浸没的特点,选取最佳分解层数和最优小波基;其次,对MOA阻性电流进行经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD),将含有特征频率的模态分量再使用小波包变换(wavelet packet transform,WPT),使每个子信号最多含有一个特征频率;再采用奇异值分解(singular value decomposition,SVD)准确提取所有子信号中的周期分量;最后,从原信号中准确消除阻性电流受到的周期干扰,然后通过指数加权平均算法得到能真实反映MOA工况的阻性电流变化趋势.将模拟信号和工程实测数据与多种经典方法进行比较,结果证明:所提方法能消除阻性电流的多种干扰,得到能真实反映MOA实时工况的阻性电流,其结果满足实际工程测量的要求.     

深水表层钻井随钻压力与温度监测装置设计

深水表层钻井随钻压力与温度监测装置是监测深水表层钻井过程中井底当量循环密度（ECD）和循环温度的重要工具。通过深水表层钻井随钻压力与温度监测装置,现场技术人员可以实时掌握井下环空压力、钻柱内压和温度等工程参数,进而了解和分析井下工况,为深水表层钻井作业和动态压井钻井技术提供指导。设计的深水表层钻井随钻压力与温度监测装置以ARM为核心,利用数据采集技术和通信技术,实现了随钻压力与温度的采集传输。完成的深水表层钻井随钻压力与温度监测装置具有体积小、功耗低、抗振动和抗高温和低温的优点。监测装置已经在我国南海第一口深水井LW6—1—1井的领眼井中成功进行应用试验,验证了其在深水无隔水管钻井条件下的机械强度、稳定性、可靠性,测量得的数据能真实反映钻井工况。     

采用深度迁移学习定位含直驱风机次同步振荡源机组的方法

随着新能源电力电子器件的广泛接入,电力系统次同步振荡问题的诱发机理越来越复杂.为了能够及时定位到诱发次同步振荡的机组并采取措施,基于深度迁移学习提出了一种次同步振荡源定位的方法.该方法首先依据开环模式谐振理论构建仿真系统,并在仿真系统中获取训练数据样本;其次,运用卷积神经网络(CNN)进行振荡源特征提取并建立训练定位模型;最后,通过迁移学习将训练模型迁移到实际系统,以实现定位模型的应用.为验证所提方法的有效性,设计了含直驱风机并网的电力系统的仿真系统测试算例.结果表明,该方法相比于传统的特征值分析方法,具有定位准确率高、在线应用方便等优势.该方法能够在较短时间内给出判别结果,为实现振荡源的在线识别奠定了基础.     

集群LED路灯谐波与超高次谐波的发射特性研究

随着节能降耗的环保政策的快速落实,发光二极管(LED)路灯已经成为低压配电网中一类重要的非线性负荷.LED路灯的驱动电路常采用升压型功率因数校正(Boost-PFC)技术,功率因数高,但是高频率的开关管的通断会产生40次以上的超高次谐波,功率因数校正(PFC)技术调制死区的存在也会导致网侧电流出现低次谐波.从理论上分析了基于Boost-PFC型的集群LED路灯的网侧谐波和超高次谐波特性,并通过仿真和实际测试的结果证明了理论分析的准确性.     

基于边缘检测的NSCT自适应阈值图像去噪

为在去噪时能较好保留图像边缘特征,并针对Coutourlet变换缺乏平移不变性和传统阈值法的不足,提出了一种基于边缘检测的非子采样Contourlet变换自适应阈值(AT-NSCT)图像去噪方法.结果不仅能消除因Contourlet变换缺乏平移不变性而产生的图像失真,而且有效地保留了图像的边缘信息,提高了去噪后图像峰值信噪比,视觉效果更好.     

基于φ-OTDR 的分布式光纤声波传感系统性能改进研究

为了满足复杂的工程现场环境对相敏光时域反射仪(φ-OTDR)的各项性能指标的需求,提出基于自适应卡尔曼滤波(AKF)和频分复用(FDM)的高性能φ-OTDR,利用FDM提升系统的频响带宽,引入AKF对线性响应于外界振动的相位状态的噪声统计特性进行实时估计和修正,抑制了衰落和串扰导致的相位失真。实验结果表明,改进后φ-OTDR系统的传感线性度被有效提升,系统本底噪声降低到-83.7dB²/Hz,应变分辨率达到了0.28pε/Hz1/2。     

考虑系统一次频率响应特性与新能源不确定性的主动解列最优断面搜索方法EI北大核心CSCD

当发生严重故障时,电网状态急剧恶化,主动解列作为防止连锁故障和大范围停电的最重要控制措施之一,能够有效防止电网事故的扩大,而确定合理的解列断面是主动解列控制的核心。随着新能源的快速发展,需考虑其出力不确定性对电网解列后子系统频率稳定的影响。为此,提出一种考虑系统一次频率响应特性与新能源不确定性的主动解列最优断面搜索方法。首先,以总切机切负荷量和开断线路成本最小为目标,在孤岛连通性以及系统基本运行约束基础上,对解列后系统一次频率响应特性进行建模,结合频率变化率和频率最低点等频率稳定相关约束,来保证解列后系统运行的频率稳定。其次,引入负荷侧需求响应来有效减少解列后孤岛的源荷不平衡量,以支撑系统频率稳定;并且,为考虑新能源出力不确定性对解列后频率稳定的不利影响,建立了考虑新能源出力不确定性的主动解列断面搜索模型。最后,通过修改后的新英格兰39节点算例验证了所提出主动解列最优断面搜索方法的有效性。