平面变压器漏电感解析建模研究(一):综述

漏电感是平面变压器的重要寄生参数,其解析建模问题近些年得到广泛研究。已提出的方法主要可以分为两大类:基于磁动势的方法和基于部分元等效电路公式的方法。通过分析和总结两类方法的原理,比较了二者的优缺点,从应用出发为磁性器件设计人员提供一些参考和帮助。     

Monte Carlo modeling of X-valley leakage in quantum cascade lasers

This paper presents the first comprehensive Monte Carlo simulation of GaAs/AlGaAs quantum cascade lasers (QCLs) that takes both Γ- and X-valley transport into account and investigates the effect of X-valley leakage on the QCL performance. Excellent agreement with experimental data is obtained for the GaAs/Al_0.45Ga_0.55As QCL at cryogenic and room temperatures. The model reveals two carrier-loss mechanisms into the X valley: coupling of the Γ continuum-like states with the X states in the same stage, and coupling between the Γ localized states in the simulated stage with the X states in the next stage. Simulation results demonstrate that the 45% Al QCL has small X-valley leakage at both 77 K and 300 K, due to the very good confinement of the Γ states, stemming from the high Al content.     

考虑输出功率相关性的光伏电站典型场景生成方法研究

含光伏的传统概率潮流计算常使用Beta、Weibull等分布模型,但这些模型难以精确体现不同场景下输出功率特性的变化。针对此问题,文中提出一种光伏输出功率多场景生成方法。该方法将多个光伏电站输出功率的相关性以及相关性跟随外界条件的变化纳入考量范围,可实现多个光伏电站输出功率的精确建模。首先,对光伏电站历史输出功率数据进行基于密度中心的聚类处理,产生的多个聚类中心作为输出功率场景;其次,对不同场景进行核密度估计,建立Copula函数以描述多个输出功率的概率分布;然后,对生成的多场景概率分布模型进行拉丁超立方采样,利用生成的样本进行概率潮流计算,评估含光伏的配电网运行状态;最后,分析算法的稳定性,讨论采样规模对计算结果的影响。结果表明,文中提出的多场景生成方法有助于提升光伏输出功率的建模精度和概率潮流计算精度。     

YIG调谐器件漏磁特性仿真分析

YIG调谐器件在现代电子对抗系统中应用广泛,但针对YIG调谐器件的漏磁特性缺乏定量分析。通过对YIG调谐器件的漏磁特性建模及仿真,特别是针对测试样品射频连接器区域磁场仿真和漏磁测量,得到其漏磁分布曲线,实现了YIG调谐器件的漏磁定量分析,为YIG调谐器件工程应用中抗漏磁干扰设计提供了依据。此外,该研究对于有效降低YIG调谐器件的漏磁干扰,提高整机系统技术指标和改善工作性能有着一定的指导意义。     

Reliability evaluation considering customized power quality supply in FRIENDS

The authors have proposed a Flexible, Reliable and Intelligent ENergy Delivery System (called “FRIENDS”), which is a new concept for a future power distribution system. One of the most important feature of FRIENDS is to be able to manage the reliability of power supply. In this paper, FRIENDS and a conventional distribution system are compared quantitatively as to supply reliability and cost through time sequential Monte Carlo simulation. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 151(4): 25–35, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20053     

考虑调峰特性的电网风电接入能力分析

提出了一种计及风电调峰特性的电网接纳风电能力分析方法。基于机会约束规划理论,在考虑风电场风速随机性的同时,计及不同季节的风电出力和负荷分布情况,以小时为时间尺度,将风电的调峰特性引入风电并网准入功率极限模型。最后以IEEE 30节点系统为例,采用基于蒙特卡洛模拟的粒子群优化算法进行模型求解,分析了调峰特性对风电穿透功率极限的影响,在此基础上对其他影响因素包括风机类型和参数、风电场平均风速、约束条件不同置信水平等进行了分析。算例结果验证了上述模型和方法的实用性和有效性。     

一种漏电保护器体感演示操作培训装置的实用设计

文章阐述自主设计的一种新型漏电保护器体感演示操作培训装置,该装置集教学、培训、考试于一体,能直观展示漏电保护器的原理、动作特性、安装、多级配合整定等多样化功能。     

功率因数校正电路的蒙特卡罗分析

建立一种功率因数校正电路的计算机模型,并对该模型进行了计算机辅助的蒙特卡罗分析,得到了电路中元器件参数的随机误差对电路输出电压的影响,为电路生产过程中确定元器件的误差范围提供了科学依据。     

考虑边缘电源接入的煤改电台区供电可靠性分析方法

随着煤改电进程的进行,煤改电台区的供电可靠性评估已成为一门重要课题。考虑煤改电台区在功率紧张时期接入边缘电源建立其供电可靠性评估模型。首先采用采用平均供电可用率指标建立煤改电台区计及边缘电源的供电可靠性评估指标模型,其次构建煤改电台区供电可靠性评估流程,建立边缘电源并网时间概率分布模型,在建立基于蒙特卡洛模拟法的煤改电台区运行状态概率评估方法的基础上给出供电可靠性评估步骤。最后针对一个含边缘电源接入的煤改电配电台区进行供电可靠性评估,通过两种评估场景进行供电可靠性指标评估和对比,验证了本文方法的有效性和合理性。     

考虑中频变压器非理想几何结构的通用漏感解析模型

中频变压器非理想几何结构引起的畸变磁场对漏感解析计算精度有较大影响,进而影响变压器设计及变换器运行特性和效率特性。首先针对副边绕组为非理想几何结构的漏感解析计算问题,基于叠加定理和洛氏高度等效方法,将传统只考虑纵向漏磁场的一维模型,改进为综合考虑纵向和横向漏磁场的二维模型,显著提升计算精度,并依据此模型提出一种通用漏感优化方法。进一步,针对原副边均为非理想几何结构情况,引入洛氏叠加区域,将原副边非正交且耦合的横向漏磁场能量考虑在内,提出一种计及中频变压器非理想几何因素的通用解析模型,计算误差在7.5%以下。仿真和实验验证了模型的准确性和通用性。     

考虑双馈异步风电机组无功极限的静态电压稳定概率评估

风电机组中双馈异步发电机(DFIG)恒电压运行时具备一定无功调压能力。为了准确评估含DFIG风电机组的电力系统电压稳定性,得到更为精确的临界功率或负荷裕度的统计信息,构建了考虑DFIG风电机组恒电压运行的无功极限的静态电压稳定概率分析模型,并采用蒙特卡罗法结合内点法加以求解。模型中将风电场接入节点作为PV节点,考虑了风机网侧变换器的注入无功功率,分析了风速随机性和相关性对风电机组注入无功功率和系统电压稳定性的影响。IEEE 118和300节点标准系统的计算结果验证了所提模型和方法的有效性。     

基于蒙特卡洛模拟的电力市场风险评估研究

电力市场中,市场参与者以自身利益最大化为行动导向。由于市场的不完善,市场参与者的逐利行为有可能会导致市场风险。为了规避市场风险,对其进行评估是十分必要的。基于风险经济学中的风险评估理论,以电价为切入点,将市场参与者的报价看成随机变量,利用蒙特卡洛法建立了一套市场风险评估模型。该模型不需要借助市场运行的历史数据,就可以快速、有效地评估出市场风险,为市场机制设计人员提供有益的参考。     

Monte Carlo simulations of nanometric devices beyond the “mean-field” approximation

For nanoscale electron devices, the role of a single-electron (or a single-impurity) can have a large impact on their electrical characteristics. A new method for introducing the long-range and short-range Coulomb interaction in semiconductor semi-classical Monte Carlo simulations is presented. The method is based on directly dealing with a many-particle system by solving a different Poisson equation for each electron. The present work shows the numerical viability of this alternative approach for nanoscale devices with few (<100) electrons. The method is compared with the traditional “mean-field” Monte Carlo simulations. It is shown, numerically, that the “mean-field” approximation produces important errors for aggressively-scaled devices.     

基于碳化硅器件的无线充电系统电源设计

碳化硅(SiC)器件耐高频高温、散热性能好、导通电阻小,应用于无线充电系统可有效提高无线充电系统的效率。文中首先对比了SiC材料与Si材料的特性,在此基础上研制了一套基于SiC器件的无线充电系统电源装置。该装置由整流模块和逆变模块构成,输入端接市电,且装置的整流模块具有功率因数校正功能。文中详细给出了整流模块的整流桥选型策略、滤波电路参数设计方法、Boost电路功率器件和无源元件设计原则及开关管控制电路设计方法,还给出了逆变模块的开关管选型策略、开关管驱动电路和开关管保护电路的设计方法。最后,实验结果验证了方案的有效性和可行性,输入侧实现了高功率因数,逆变电路开关管电压振荡得到抑制,实验样机的效率峰值可达98.2%。     

全钒液流电池系统漏电功率影响因素研究

基于Simulink仿真平台,建立了多电堆串联运行全钒液流电池系统漏电回路等效模型,分析了电堆内串联单电池数量、系统盘管等效电阻、系统串联电堆数量以及系统开路电压等因素对系统整体漏电功率的影响规律及变化情况。仿真结果表明,电堆内串联单电池数量越少、系统盘管等效电阻越大、系统串联电堆数量越少、系统开路电压越小,系统整体漏电功率越小,但漏电功率的变化速率随上述各种因素的变化各有差异。该研究为全钒液流电池的多电堆串联运行系统的优化设计及风险防范提供了参考依据。     

含风电场电力系统随机有功优化潮流计算

将风机出力、负荷变动的随机性引入经典最有潮流模型中,以发电费用最小为目标函数,对约束条件（如发电机出力限制,线路潮流等）以机会约束形式进行描述。蒙特卡洛模拟嵌入遗传算法的方法来解决该优化问题,以IEEE30节点系统为例说明该方法的有效性和可行性。     

厂用电快切装置切换不成功分析及对策

厂用电的安全可靠直接关系到发电机组的安全运行。为确保厂用电的安全可靠,通常,对重要厂用电母线均设两路电源供电,两路电源之间设有快切装置,当一路电源跳闸后,另一路电源通过快切装置自动快速投入,保证了重要厂用电母线供电的可靠性。本文在分析厂用电母线进线电源开关跳合闸回路基础上,叙述了快速判断厂用电快切跳合闸回路中是否存在问题的方法,若有问题及时加以解决,从而提高厂用电切换的成功率。     

考虑风电不确定性的电力系统多目标优化调度

针对风电机组并网规模的增加使火电系统面临平频繁启停、运行效率低的问题,建立考虑风电机组不确定性的电力系统多目标调度模型.在一定的风险情况下,对电力系统进行调度,对机组按照能耗量高低进行排序,安排机组开停机顺序,既提高机组运行效率又符合节能调度的要求.在传统经济调度模型的基础上,考虑机组运行稳定性,建立电力系统经济平稳调度模型,引入maxmin函数和ε支配的多目标粒子群算法对模型进行求解.算例分析表明,该模型能够在一定的风险情况下取得较好的经济性和平稳性。     

基于供电环的配电网拓扑建模研究

目前大多数的配电网拓扑建模方法,是将整个配电网建模为一个矩阵,除了线路以外的每个设备都是矩阵中的一个节点,导致拓扑结构规模庞大,拓扑分析效率低下.该文将整个配电网络以供电环为依据进行划分,对每个供电环进行拓扑建模,极大地减少了拓扑结构的规模.同时,对环与环之间的关联设备进行适当的设置,就能将各个环分散的拓扑数据集成起来,形成配电网全网络的拓扑.该方法使用点和弧为基本的建模元素,并将受控分接箱、环网柜等复杂设备分解为点、弧元素的集合来实现对它们的建模,并以数据库来保存拓扑逻辑数据.应用该方法,拓扑模型的建立与修改只需要在单个环内进行局部拓扑;而且能极大地提高电源点追踪、开关状态变化、供电范围搜索等拓扑分析功能的效率.     

低压网无功功率及其补偿装置

对10kV低压网的无功功率及其在电力系统中的作用和重要性进行分析，介绍了无功补偿的原理、无功补偿装置容量的确定露其无功补偿的方式。阐述解决电网无功电源不足，提高功率因数是保证电网安全运行的重要措施。并通过具体实例分析安装无功补偿装置的合理性、经济性。同时对石嘴山供电局生产的DWB-2A型低压无功补偿进行分析、论证。确定该装置开发以及投入生产的可行性。