太赫兹信号在老化硅橡胶中的传播特性仿真研究

绝缘是影响电力系统稳定运行的重要因素,但大多数情况下电气设备很难拆卸,对其绝缘老化程度的检测较为困难.太赫兹波具有可以轻易穿透绝缘材料等非金属材料的特性,这对于硅橡胶复合绝缘子的无损检测具有重要意义.分析了太赫兹信号在理想介质与有损介质中传播的特性,从理论上阐述了其在非理想材料中可能发生的损耗,进而指出可以通过检测太赫兹回波损耗变化来反映硅橡胶介电常数的变化及其老化程度.之后在CST仿真软件上搭建仿真模型,改变材料的相对介电常数以及太赫兹信号的频率,研究其对回波损耗造成的影响,最后得出的结论可以更有效率地指导实际实验的进行.     

面向电网侧、新能源侧及用户侧的储能容量配置方法研究

电网中普遍存在负荷率过高,电网峰谷差较大的情况.随着风电、光伏等新能源的不断接入,其出力的波动性使得电网调峰问题更加严峻.储能因其具有响应快速、双向调节等优势,在缓解重负载、削峰填谷、平抑新能源波动、提高供电可靠性等方面可发挥关键作用.本文针对电网侧,提出了用于变电站降载及削峰填谷的储能容量配置方法;针对新能源侧,提出了用于平抑新能源出力波动的储能容量配置方法;针对用户侧,提出了用于提高供电可靠性的储能容量配置方法.最后,以某地区电网的实际数据进行了示例分析.     

多相环形无刷励磁系统的运行特性分析

为了研究多相环形无刷励磁系统的运行特性,提出了基于数学建模和等值电路的分析方法.首先分析了多相环形无刷励磁机及整流系统的工作原理及运行特点,得到了二极管导通模式和整流器工作的等效电路.之后建立了多相环形无刷励磁系统的数学模型,包括绕组方程、直流负载方程、系统总方程等,并基于关联矩阵得到了考虑多相整流桥实际状态的标准方程等.然后在十一相转极式动模样机平台上进行了相应的实验,并将实验结果与仿真结果进行了对比,验证了数学模型的准确性.在此基础上,对实际应用的某330 MW机组的十一相环形无刷励磁系统进行了仿真计算,并对各阶段的等值电路、二极管电流及负载电压等进行了解析分析,发现了二极管存在提前导通和多管同时导通现象,得到了等值内电势计算公式和负载电压平均值,为多相环形无刷励磁系统的设计与优化提供了依据.     

基于无源控制的双向并网变换器虚拟惯性控制策略

为了提高直流微网中双向并网变换器的动态性能并改善直流母线电压易受微网内部功率波动的影响,提出一种基于无源控制的虚拟惯性控制策略,即内环为无源控制,可实现对电感电流期望值的良好跟踪,外环为虚拟惯性控制,用于增强直流微网的惯性,提高直流母线电压的稳定性。通过建立小信号模型分析双向并网变换器采用所提控制策略时的性能与稳定性。仿真与实验结果表明,与基于PI控制的传统虚拟惯性控制策略相比,采用所提控制策略时的双向并网变换器受到负载扰动时,电压波动幅值减小5 V左右,具有更加良好的动态性能,同时还可有效提高直流微网的惯性。该策略同样可推广到直流微网中其他类型的变换器控制中。     

考虑寄生电感的谐振开关电容变换器电压尖峰抑制

基于碳化硅(SiC)器件的谐振开关电容变换器(RSCC)因其软开关特性,适用于高频、高功率密度的场合.但是较高的工作频率使其对线路寄生参数较敏感,易造成开关器件的电压尖峰问题.通过分析RSCC叠层母排模型,该文建立含有寄生电感的等效电路,研究寄生电感对电路运行模态的影响,并推导开关器件电压峰值与寄生电感之间的关系.在此基础上,提出优化叠层母排结构和吸收电容的电压尖峰抑制方案,仿真及实验结果验证了该文电压尖峰抑制方案的有效性和可行性.     

适用于中压领域的V形钳位多电平变换器

多电平变换器在中高压大功率电能变换领域已得到广泛的应用.该文针对中压电能变换领域,提出V形钳位多电平变换器(VMC)拓扑族.在现有IGBT电压等级的条件下,该拓扑族采用较少数量的器件就可以实现中压大功率电能变换,结构简单;同时该拓扑族无需飞跨电容,降低了系统控制复杂度.首先提出VMC拓扑族的构成,包括拓展方式、一般形式以及演化类型;在此基础上研究VMC工作原理及控制方法,分析直接钳位机制和阻断电压分配问题.考虑目前商业主流功率器件电压等级,针对拓扑结构特点,揭示适宜VMC的电压等级;最后通过仿真和实验结果验证了所提拓扑族及控制方法的可行性,也进一步证明了该文理论分析的正确性.     

用于压接IGBT动态测试平台的高储能密度电感

压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件因其独特的优势在我国输电领域发挥重大作用,但在获取其开关特性曲线的动态测试平台方面仍存在不足.在此将高储能密度电感(Brooks电感)应用到平台中,以优化测试平台.首先根据IGBT双脉冲测试回路要求计算电感值,通过仿真得到在电感工作频率范围内集肤效应的影响可忽略,并设计电感参数;然后基于ANSYS Maxwell建立模型进行仿真分析,计算电感值为751.69 μH,符合设计要求;进而对电感进行加工制作,测量电感的阻抗特性并计算电感值、匝间电容等参数,同时对该电感进行了绝缘测试,提出该电感可应用于IGBT动态测试平台;最后将其接入动态测试平台中,分别进行高压小电流和低压大电流实验.经计算,所设计的高储能密度电感使平台得到优化并且其储能密度为原电感的56.28倍.     

次级断续时直线感应牵引电机的等效电路

直线感应电机作为轨道交通车辆的牵引电机,在道岔、转弯等路段会出现次级感应板缺失的情况,次级连续时的等效电路不再适用.针对此特殊工况,提出一种基于气隙磁通密度的分布模型,考虑次级断续的等效电路.首先,建立直线感应电机次级断续时的分析模型,根据初、次级耦合情况把断续工况分成三个阶段.然后,利用线性近似化法修正随耦合区域长度变化的初级漏感、励磁电感等参数.结合气隙磁通密度分布模型与次级断续工况,考虑纵向端部效应的影响,修正励磁支路上的励磁电感和表征端部效应涡流损耗的等效电阻,推导出三个阶段的等效电路来表示初级通过次级感应板断续区域这一动态过程.最后,根据等效电路求出电机推力和效率的动态变化曲线,并与实验台的测量结果对比,验证了所提等效电路的正确性.     

OPNET在非计算机专业网络实验教学中的应用

针对非计算机专业中计算机网络实验教学的现状,提出将虚拟的网络仿真技术引入实验教学中来,结合OPNET软件,介绍具体实验过程。