两种功能化硅氧基聚酰亚胺薄膜的高频沿面放电寿命对比研究

聚酰亚胺可用作高频电力变压器的包覆绝缘材料,但要面临因沿面放电而可能导致的绝缘失效问题,可借助于材料改性技术解决.该文通过引入1％、2％、5％摩尔含量的1,3?双(3?氨基丙基)?1,1,3,3?四甲基二硅氧烷(GAPD)和等效含量的SiO2,分别对聚酰亚胺薄膜进行分子结构改性和纳米复合改性,以两种方法实现其硅氧功能化,并基于紫外光谱、扫描电子显微镜(SEM)、电阻率等材料理化特性测试的对比研究,重点考核材料的高频沿面放电寿命.结果表明,两种改性方式均可获得聚酰亚胺较优异的热学、力学等基本理化特性,加入5％SiO2后,薄膜电寿命可提升至纯聚酰亚胺的3.4倍;而引入5％GAPD后,薄膜电寿命可提升至纯聚酰亚胺的4.77倍.两种改性方式的影响机制有所差异:加入SiO2,是将Si?O?Si结构的晶体添加至聚酰亚胺中形成纳米复合体系,并通过界面等作用提升材料的高频沿面放电耐受性能;引入GAPD,是将均匀分布、不分相的Si?O?Si网络键入至聚酰亚胺中,使基体结构更致密,同时可在外层被破坏后形成均匀的絮状无机粒子,多因素协同作用更有效地提升了材料的高频沿面放电寿命.利用GAPD对聚酰亚胺进行分子结构改性以实现其硅氧功能化,可获得更加优异的材料理化特性和放电耐受性能,具有潜在应用价值.     

分段长初级双边直线感应电动机建模分析

分段长初级双边直线感应电动机(LP-DSLIM)系统由若干段单元电机串联或并联组成,为准确描述次级运动过程中单元电机的推力等状态变化和过分段时的暂态过程,该文提出了一种新型单元电机数学模型及分段LP-DSLIM系统模型.首先,对分段LP-DSLIM系统的特点进行分析,通过引入虚拟次级板将每段单元电机耦合的次级延长至与初级等长,以使单元电机初级、次级之间始终保持全耦合;然后,结合耦合因数得到实际次级磁链和初级磁链,以此推导得到新型单元电机数学模型,并基于此建立串联供电和并联供电的分段LP-DSLIM系统模型;最后,有限元计算和实验结果验证了提出的新型单元电机数学模型和分段LP-DSLIM系统模型的正确性.     

高功率密度SiC静止无功补偿器强迫风冷散热综合建模及优化设计方法

为了提高大功率高功率密度电力电子装置热设计的准确性和设计效率,该文综合热传导、对流换热与流体力学理论,针对电力电子装置的典型强迫风冷散热系统,提出基于截面积二次方根为无量纲特征长度的综合热模型,并提出一种强迫风冷散热系统体积最优的优化设计方法.以380V/50kvar高功率密度静止无功补偿器(SVG)为例,比较所提出的综合热模型与温升实验的热阻,综合热模型平均热阻误差在7％以内,即在SVG满载运行时,散热器平均表面温升的绝对误差ΔTe在1.3℃以内.该文提出的综合热模型相对于传统热模型精度提升62％,证明了综合热模型的准确性.基于所提出的优化方法设计的散热系统体积4.03L,对比传统方法设计的体积5.7L,体积缩小30％,从而证明了该文提出优化设计方法的可行性.     

光储微网系统多目标协调控制策略

基于光伏储能+电采暖的光储微网系统可以有效解决西部农村社区清洁能源供应量不足问题.为了提高光储微网系统的能量控制效果和工程实用性能,该文通过构建包含电力费用、储能系统荷电状态(SOC)、供暖舒适度等变量的多目标函数,提出一种计算量较低的储能与电热负荷多目标协调控制策略.为了简化目标函数求解过程,引入求导和单调性分析等优化方法.为了降低系统计算量,以住宅建筑保温性能为评价标准,提出一种带宽能量控制模式,降低了被控单元的控制频率,提高了算法的工程应用价值.搭建Matlab/Simulink仿真平台,依据西部青海省某示范光储微网系统实际数据,仿真对比分析基于传统能量控制策略和基于多目标协调控制策略的光储微网系统性能,验证该文所提控制策略的有效性和优越性.     

基于深度学习增强的LSD杆塔倾斜度检测

杆塔的倾倒会对整个电网产生严重的破坏并威胁周围居民的生命安全,电力巡检无人机利用计算机视觉对杆塔进行巡检既节省了人力资源又显著地提高了电网的巡检效率.为了国网巡检人员在杆塔倾倒前及时得到预警,对电力巡检无人机中的基于计算机视觉的杆塔倾斜检测算法进行了研究,设计了一种基于YOLOv3的深度神经网络结合LSD线段提取方法对杆塔的倾斜进行检测.利用在山西电网无人机实际巡检的杆塔图片制作杆塔的VOC2007数据集并利用YOLOv3神经网络对杆塔进行目标检测,并将检测后得到的Bounding box根据网络训练后的mIOU参数进行微调后作为LSD检测的ROI.接着,该方法在ROI中将检测的线段进行过滤和融合,根据杆塔特点进行杆塔的二次识别.最后利用得到的杆塔外边线做出该方向上的杆塔中线并计算杆塔在该方向的倾斜度.该文中实验利用山西国网电力公司提供的数据进行验证,结果表明,杆塔的倾斜检测效果在各种拍摄高度和背景干扰下都较为精确,杆塔目标的正确识别率达到97％,倾斜度检测平均误差小于0.85°.     

基于机器视觉的轮胎胶料表面字符识别

针对目前轮胎胶料表面的5×7点阵喷码字符人工识别存在劳动强度大、效率低、智能化水平低等问题,提出了一种基于机器视觉的轮胎胶料表面字符识别方法,首先利用字符出现区域较为稳定且字符为黑底白字进行快速定位与背景分割、形态学操作消除干扰;然后创新性地运用简化垂直投影法配合字符宽度的阈值限制,并对"1"和"I"与其他字符宽度不同的特殊情况进行处理,实现字符分割;最后,采用基于标准相关匹配的模板匹配方法实现字符识别。实验结果表明,所提方法的字符识别准确率达到99.51%,达到了预期的识别效果。     

宽频段雷达天线罩电厚度反射测试探头设计

在雷达天线罩电厚度反射测试中,针对测试探头与被测天线罩的失配反射限制测量范围,以及传统校准方法只适用于 特定单一工作频率的问题,采用波导魔 T 和半星形截面的介质柱相结合,设计了一种消除波导探头与天线罩外壁失配影响的贴 合式探头,优化提升了测试信号相位与天线罩插入相位变化的映射线性度,无需校准即可实现宽频段测量。 在 X 波段方波导 8~12 GHz 全频段范围内,探头对测试端口失配抑制可达 30 dB。 利用该探头,可以方便地将反射测试信号转化为传输信号,而 且仅通过简单的相位比对,即可获取天线罩电厚度信息,并可以直接实现不同工作频率下的测试。     

计及风电与电动汽车随机性的两阶段机组组合研究

风电出力的随机性以及电动汽车(electric vehicle,EV)充电需求的不确定性给电力系统调度带来了挑战。在传统确定性机组组合模型的基础上,针对电力系统日前调度面临的不确定问题,提出了充分考虑风电与电动汽车双重不确定性的随机优化调度及备用计算模型。首先,对于风电出力不确定性,采用基于场景分析的两阶段随机优化方法,并使用生成对抗网络(generative adversarial network, GAN)来生成风电场景。其次,对于电动汽车充电需求的不确定性,将其分为可调度与不可调度两类。可调度电动汽车根据其出行规律采用随机模拟的方法,并建立了EV充电聚集商模型;不可调度电动汽车通过K-means聚类分析得到其典型负荷曲线,并将其并入系统常规负荷中。最终建立了基于多场景分析考虑EV充电聚集商的两阶段随机机组组合模型,并通过算例分析证明了所提模型的有效性。     

含电动汽车充电的配电网运行可靠性评估算法

现有方法难以对不同充电状态下的配电网运行状态进行准确评估,为此设计含电动汽车充电的配电网运行可靠性评估算法.通过计算配电网运行情况与配电网元件使用状态,实现配电网运行可靠性评估指标的选取.同时,设定充电周期,计算电动汽车充电功率,并将此作为评估参考因素之一.采用模拟法构建评估模型,将运行可靠性评估指标与电动汽车充电功率融入此模型中,实现对含电动汽车充电的配电网运行可靠性的评估.算例测试结果表明,在慢充和快充状态下的评估计算响应时间明显低于现有方法,并且评估结果的准确性较高.算法更适用于电动汽车配电网运行状态的评估.     

考虑供能可靠性的电-气综合能源系统规划方法

在当前可再生能源大量接入的背景下,燃气轮机与电转气等技术的发展使得电-气综合能源系统的耦合度逐渐加深,对系统的可靠性要求也日益提升.针对风电和光伏等分布式电源接入的场景,提出了一种考虑供能可靠性的电-气综合能源系统规划方法.首先对燃气轮机技术进行分析和建模;其次,考虑系统柔性负荷产生的能量短缺成本,计及辐射状网络供能可靠性,建立以投资成本、维护成本和可靠性成本为目标的优化规划模型,对配电网线路、配气网管道和CCHP厂站等进行选址定容,引入辅助变量,对模型进行线性化处理,得到混合整数线性规划模型;最后对改进的12节点配电网和10节点配气网进行二阶段规划仿真,验证了本文所提方法的可行性和有效性.