高压LTCF变压器测试电路原理及实现

研究了高压LTCF变压器的测试原理与方法,并进行了相应的硬件电路设计与试验验证。该方法基于反激式变换电路,从理想变压器电路出发,推导了高压LTCF变压器输出电压公式,分析了各参量的影响。针对LTCF变压器的大漏感所造成的电压尖峰突出问题,采取增大寄生电容的方式予以抑制。最后,对电科九所生产的高压LTCF变压器进行实际测试,设计了开环电路测试变压器最大输出能力,闭环电路实现了1.2 k V稳定电压输出。     

基于LTCC/LTCF的数控YIG调谐激励器设计与实现

基于LTCC/LTCF复合集成技术,对包含DC-DC电源变换电路的YIG调谐数字激励器进行集成化设计。电路基板由LTCC和LTCF两种材料复合层叠而成。通过Maxwell 3D软件进行仿真设计,利用LTCF材料的磁特性,在基板内集成了DC-DC电源所需的电感器,取代了高度较高的表贴式电感。将电感仿真结果导入Durst Graffy软件,与其它电路元件一起进行布局布线,实现了YIG激励器的平面化设计。最后,通过多次烧结工艺试验,成功实现了YIG激励器电路基板样品的制作。预计组装完成后,激励器高度将缩减到约原先PCB电路的44%。     

LTCF/LTCC 异质材料共烧EMI滤波器设计与制作

采用低温共烧陶瓷(LTCC)/低温共烧铁氧体(LTCF)相结合异质材料共烧工艺制作 EMI 滤波器,介绍了器件的设计、仿真方法、制作工艺与性能测试结果.通过介质材料掺杂改性和优化流延工艺,解决了异质材料低温共烧匹配技术难点,实现了LTCC/LTCF异质材料良好的共烧兼容特性.EMI滤波器性能分析和测试结果表明,器件具有高的插入损耗,可在宽频率范围内防止EMI噪声.     

LTCC/LTCF多层片式器件自动建模技术

针对LTCC/LTCF多层片式器件设计效率低下的问题，提出采用IronPython脚本语言实现自动化的版图检查和仿真建模的技术。介绍了多层片式器件的设计流程，采用VS2013+PTVS编程平台，开发了基于IronPython的脚本程序控制ANSYS EM软件，实现自动导入版图文件和自动建模，重点介绍脚本流程和处理图层信息的关键算法。应用于LTCF微磁变压器、LTCC电感器、片式共模滤波器等多层片式结构器件的设计，可显著提升设计效率。     

LTCF变压器设计与仿真分析

首先提出了LTCF变压器的通用模型和有效参数计算方法,与3D有限元电磁场仿真结果比较偏差小于5%。分析了介质材料对于构建磁路的作用,通过对绕组结构的研究,发现PSP绕组结构具有最佳性能。研究了气隙的实现方法及对变压器的影响,指出采用印刷介质材料方式实现气隙的LTCF变压器具有耦合系数低的天生设计缺陷。最后通过参数扫描法研究了各种参量对变压器耦合特性的影响,发现介质厚度、初次级间距、盖帽厚度、边距及基片与介质磁导率之比是影响耦合系数的主要因素。     

V_2O_5掺杂对低温烧结宽温NiCuZn铁氧体显微结构及性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备低温共烧铁氧体(LTCF)多层片式器件用NiCuZn铁氧体材料,研究了V_2O_5掺杂对材料微观结构、磁导率及其温度特性的影响。结果表明,随V_2O_5掺杂量的增加,样品平均晶粒尺寸增大,材料烧结温度降低,磁导率先增大后降低;宽温NiCuZn铁氧体配方采用0.4wt%的V_2O_5掺杂,可使材料实现低温烧成(烧结温度900℃左右),并具有高磁导率(500左右)、致密的细晶粒显微结构,从而获得满足LTCF多层片式铁氧体器件高、低温应用环境(-55~+85℃)下磁性能要求的低温烧结NiCuZn铁氧体宽温材料。     

LTCC铁氧体叠层片式器件及材料的国内外发展动态

根据最近(2008.10.10)举行的第十届国际磁铁氧体会议(ICF10)和第十三届全国磁学会议(2008.10.31)资料,以及近两年有关专业会议文献,综合介绍了近期国内外制作叠层片式电感、滤波器和变压器的LTCF(低温共烧铁氧体)工艺、低温烧结NiCuZn、MnZn、Co_2Z、Co_2Y、BaM等铁氧体技术以及LTCC(低温共烧陶瓷)叠层片式电感的研发进展,展望了LTCC和叠层片式电感的发展趋势.     

Bi_2O_3掺杂对NiCuZn铁氧体材料磁性能的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备Ni0.2Cu0.2Zn0.6Fe2O4铁氧体材料。基于低温共烧铁氧体(LTCF)技术的要求,研究了掺杂Bi2O3对NiCuZn铁氧体材料的微结构和电磁性能的影响。结果表明,采用溶胶-凝胶法制备的NiCuZn材料,通过掺杂Bi2O3助烧剂,880℃低温烧结4h,已经生成所要的尖晶石相铁氧体;SEM显示随着Bi2O3的加入,NiCuZn铁氧体晶粒逐渐变大,生长均匀。在磁性能方面,添加3wt%Bi2O3时饱和磁化强度达到了77.03 A·m2/kg。Bi2O3在促进NiCuZn铁氧体烧结的同时,增大了材料的磁导率。     

层压方法对功率型LTCF变压器结构及性能的影响

采用双层硅胶加盖不锈钢材质层压板的层压方法制备功率型低温共烧铁氧体(LTCF)变压器。通过断面显微结构、电感值及耐压的测试,研究了层压方法对其结构及性能的影响。结果表明,相对于传统的层压方法,新方法制作的变压器层压受力均匀、表面不平整度≤±5μm/10 mm,无凸起、分层,排胶烧结过程中未出现开裂、翘曲等缺陷,显微结构理想。变压器性能为,初级电感:≥60μH、次级电感:≥2.6 m H、漏感:≤35μH、耐压:≥1500V(DC),且满足高低温应用环境(-55~+85℃)下磁性能使用可靠性和环境适应性要求。     

毫米波多层结构表面贴装铁氧体环行器设计

随着通讯技术的发展,阵列天线的应用导致环行器的需求量迅猛增加。为适应微波组件集成化的批量生产工艺要求,急需解决环行器表面贴装技术难题。环行器实现表贴结构形式,通常有三种工艺途径,即低温共烧(LTCF)、MENS和多层印制电路板(PCB)叠片工艺。阐述了8 mm多层PCB结构表贴式环行器的设计。采用带状线环行器的设计方案,电路制作在印制电路板上,利用多层PCB工艺进行制作。为了形成一体化,电路两面用金属化过孔连接。信号通过金属化过孔引到底面与端口线连接,形成表贴结构。通过仿真优化,在27~30 GHz的频率范围内,器件的损耗小于0.83 d B,隔离度大于15.5 d B,输入端口电压驻波比小于1.63。     

变电站机器人智能巡检系统设计及应用

研发了一套变电站机器人智能巡检系统,从机器人本体、充电系统、无线传输系统、本地监控后台和环境适应性等方面介绍了巡检系统设计方案和各组成部分的关键技术。从现场勘查、设备安装、巡检规划和巡检应用等方面介绍了工程实施步骤和在电网220 kV、500 kV变电站的实际应用情况。分析了机器人巡检调试过程中存在的行进时出轨、无线通信不稳定、表计读取不准确、行走转弯卡涩等问题,并提出了解决措施。该巡检系统具有部署快速、适应性强、采集数据准确、定位精度高、超声防撞等显著优点,各项性能指标均满足变电站智能巡检需求,具有良好的推广应用前景。     

工程电介质理论的回顾、思考及对策

回顾了在热力学(唯象理论)、统计力学、量子力学及固体物理等理论的基础上所建立的单相均匀介质的微观(电子、原子、离子、分子等)结构—宏观(介电、导电、击穿、老化等)性能之间的相互关系。由于工程电介质常用的高聚物绝缘材料是一类软物质,结构上具有极宽(10-10~10-3m)的空间尺度,运动单元和运动形式也有极宽的松弛时间谱(10-10~10-4s),同时为了改善单相材料的宏观性能,优化在不同外界因素作用下材料的综合性能,常采用多相复合电介质,其微观结构在空间上极为复杂,且运动时间尺度也极为广泛。因此,依据物理学的还原论和层展现象,提出了要建立这类材料的介观结构—宏观性能之间的相互关系,要从材料微观尺度与短时的破坏建立(或外推)出它的寿命目前仍有许多问题有待解决。并首次提出了如何从时空层次去深入理解和控制材料宏观性能的新概念。     

四川及金沙江流域水电开发及外送研究概论

根据四川和金沙江水电资源及其开发情况 ,结合重庆、华东、华中、福建和广东电力发展规划 ,综合考虑四川和金沙江水电出力特点和重庆、华东、华中、福建、广东电源结构和负荷特性以及送电距离 ,经技术经济比较 ,以总成本最小为目标函数 ,提出川电外送的容量、送电方式和分步实施的方案以及溪洛渡和向家坝水电站电能合理消纳和输电方案     

电力生态系统视角下的电网演变及电力系统聚合理论

为了满足新时代电网发展的客观需求,提出一种综合生态学、行为学、组织学,并引入大数据分析方法的聚合理论。聚合理论以一个全新的视角对电力系统的运行特征、演变规律和调度模型进行描述,可辅助指导电网运行的行为规范、运营模式、调度方案的制定。通过充分利用海量数据资源和采用更为普适灵活的组织群体运行模式,契合了电网海量数据资源和主体分布式、多元化、智能化的发展趋势,保障并加速了现代电网的演变进程,具有实用性、前瞻性和指导性。     

高海拔、污秽、覆冰环境下超高压线路绝缘子交直流放电特性闪络电压校正研究

根据在人工气候室内对交流160kN级染污瓷质、玻璃及35KV合成绝缘子以及一种形式的直流绝缘子大量的试验研究结果，得出了绝缘子在高海拔，污秽及覆冰条件下不同绝缘子的闪络特性，并分别分析了无覆冰时不同气压，污秽对绝缘子交，直流闪络电压的影响和高海拔污秽地区绝缘子覆冰量的变化对交直流闪络电压的影响；提出了不同海拔高度、污秽程度及覆冰量条件下试验中的各种绝缘子的交、直流闪络电压的初步校正公式及相应的特征指数，本文试验研究结果认为；绝缘子闪络电压随海拔升高，污秽加重和覆冰增加而呈幂函数或指数函数降低，而表征其下降速度的特征指数则与绝缘子型式，电压类别、污秽程度及覆冰量有一定关系。     

Recent Advances in Fault Diagnosis Techniques for Photovoltaic Systems: A Critical Review

If a failure in the components of a photovoltaic (PV) system, such as PV module, controller, inverter, load, cable, etc. goes undetected and uncorrected, it can seriously affect the efficiency, safety, and reliability of the entire PV power plant. In addition, fires can occur if specific faults, such as arc, ground, and line-to-line faults remain unresolved. Therefore, PV system (PVS) fault diagnoses are crucial for PV power plant reliability, efficiency, and safety. Many fault diagnosis methods and techniques for PVS components have been developed. In addition, with the development of PV devices, more advanced and intelligent diagnostic technologies are continuously being researched and developed. However, a systematic and thorough analysis, summary, and conclusion are still urgently required. Thus, this paper introduces the types, causes, and impacts of PVS faults, and reviews and discusses the methods proposed in the literature for PVS fault diagnosis, and in particular, failures in PV arrays. Special attention is paid to the optimization direction of various fault diagnosis methods under different priorities, and their limitations, feasibility, complexity, and cost-effectiveness. Finally, challenges and suggestions are put forward for future research.     

交流饱和铁芯型故障限流器的现状与发展

对交流饱和铁芯型故障限流器(SCFCL)的研究现状和发展历程进行了综述。首先介绍了直流偏置型、永磁体偏置型、超导型和混合偏置型这4类SCFCL的工作原理、拓扑结构、等效电路和应用实例,比较并分析了4类SCFCL的功能特点和技术优缺点。其次,针对4类SCFCL存在的直流损耗较大、永磁体励磁能力不足、高温超导系统运行维护成本高、所需软磁材料较多和经济性较差等问题,介绍了SCFCL在拓扑结构、参数设计、励磁损耗以及安全稳定性等方面的最新研究成果,并讨论了关于SCFCL的新技术与新方法。最后明确了磁性材料与超导材料的优化问题和SCFCL的经济性与利用效率问题是SCFCL发展的核心问题,进而在拓扑优化、材料优化和多功能化等方面对SCFCL未来发展方向进行了展望。     

Renewable Energy Devices and Systems – State-of-the-Art Technology,Research and Development,Challenges and Future Trends

Abstract

In this paper, essential statistics demonstrating the increasing role of renewable energy generation are firstly discussed. A state of the art review section covers fundamentals of wind turbines and PV systems. Included are schematic diagrams illustrating the main components and system topologies and the fundamental and increasing role of power electronics as an enabler for renewable energy integration, and for the future power system and smart grid. Recent examples of research and development, including new devices and system installations for utility power plants, as well for as residential and commercial applications are provided. Fuel cells, solar thermal, wave generators, and energy storage systems are also briefly presented and illustrated. Challenges and future trends for 2025 are summarized in a table for on-shore and off-shore wind energy, solar power, including photovoltaic and concentering, wave energy, fuel cells, and storage with batteries and hydrogen, respectively. Recommended further readings on topics of electric power engineering for renewable energy are included in a final section. This paper also represents an editorial introduction for two special issues of the Electric Power Component and Systems Journal, 43(8–10) and 43(12), respectively.     

含海洋能发电的海岛微网源荷储容量优化配置研究

为了提高风能、太阳能和海洋能等可再生能源的利用率,并保证远洋海岛淡水供给,合理地配置微网的源荷储容量是海岛微网建设的关键。结合海岛特有的源荷特点,针对海岛微网源荷储容量配置所面临的问题,文中提出了一种含海洋能发电的远洋海岛微网源荷储容量优化配置方法。分析典型海岛微网结构,并建立波浪能、潮汐能及海水淡化等海岛特有的源荷模型;根据远洋海岛源荷运行特性,将外层容量配置优化和内层运行成本优化相结合,提出海岛微网源荷储容量配置的双层优化模型;考虑供电可靠性和居民用水需求,基于构建的海岛微网协调运行控制策略,利用粒子群算法对双层优化模型进行求解。算例分析表明,文中提出的优化配置方法可以更加合理地实现海岛源荷储容量配置,为未来远洋海岛微网建设提供理论依据和技术支撑。     

嘉兴电网SCADA/EMS/DTS/DMS/MIS的一体化管理

随着我国电力工业的发展,包括配电系统自动化在内的城网建设和改造已提上了日程。含高压主网和中我 配网的地区级嘉兴电网,装备和正在装置ＳＣＡＤＡ、ＥＭＳ、ＤＴＳ、ＤＭＳ、ＭＩＳ等多种自动化装置和系统。章在对其功能进行描述的基础上,就众多自动化装置和系统的一体化管理问题－－从信息共享、应用地,到方法共享,进行了分析和讨论。