变母线电压工况下开绕组PMSM单矢量模型预测转矩优化控制

为改善双电源供电型开绕组永磁同步电机(permanent magnet synchronous machine,PMSM)在采用传统单矢量MPTC控制策略时转矩脉动大、计算复杂度高、权重系数较难整定的问题,该文提出一种基于电压矢量幅值的最优矢量快速选取方法,利用无差拍预测转矩控制思想,直接预测出参考电压矢量,消除评价函数中的权重系数,分析变母线电压工况下的基本电压矢量变化趋势,结合扇区细分的思想,对不同电压比例下的矢量选取方法进行分析推导,充分考虑了双电源供电型开绕组PMSM拓扑的所有基本电压矢量,采用类似开关表的方法建立了不同扇区内的最优矢量选取方法,降低算法的计算复杂度,有效改善了电机的转矩脉动。实验结果表明,该文提出的单矢量模型预测转矩控制策略在宽母线电压比例范围内均能获得较好的电机控制效果。     

混合式直流断路器合成开断试验方法及等效研究

国际上已开发出多种混合式高压直流断路器,并完成工程应用,其在多端和直流电网应用前景广阔。短路电流开断能力是直流断路器的核心性能,而直流开断过程同时存在大电流、高电压和强能量,造成在试验室中等效复现开断应力极为困难。国际上至今尚未形成统一的等效开断试验标准,试验容量与等效性关系也缺少理论研究和定量分析。该文基于混合式直流断路器开断原理,提取开断过程分阶段等效应力,揭示试验容量与等效性数学关系,奠定试验电路参数设计及等效分析的理论基础。进一步提出双频电流源合成开断试验方法,完成关键等效应力数学解析与试验电路参数最优设计,开展试验应力仿真验证及等效性对比分析。研究表明,双频电流源合成等效试验方法可实现混合式直流断路器开断电应力全等效,技术经济性良好,对开断试验装置开发及标准制定具有指导意义。     

基于ADMM算法的主动配电网分层优化经济调度

主动配电网(active distribution network,ADN)因其具有调度控制灵活、用户交互性高、能源利用率高等特征正逐渐取代传统配电网,在系统安全运行的前提下实现了经济性最优的目标。文章充分考虑配电网整体运行的经济性,提出一种基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)的主动配电网分层优化经济调度方法。首先,以最小配电网整体运行成本为目标建立了主动配电网分层优化调度模型,借助ADMM算法分解为上下两层进行求解,上层以最小化配电网整体运行成本为目标进行优化,下层考虑配电网内部节点接入的分布式光伏和储能单元,以最小化本地储能运行成本和购电成本为目标进行优化。其次,上下两层通过有限的边界信息交换,相互迭代,直至满足收敛条件,得出最优解。最后,通过设计算例进行测试,验证了所提调度方法的有效性和可行性。     

基于IGDT的地区型电热气市场分层迭代交易研究

作为推动能源革命的重要市场手段,能源互联地区分布交易需根据地区多能源交易的特点,考虑可再生能源出力与负荷预测偏差风险来制定有效的市场策略,优化地区型多能源市场交易的灵活性与鲁棒性。首先,建立了完全竞争环境下各参与者基于自身交易意愿,以效能最大化为目标制定报价报量、市场统一出清的地区电热气市场交易双层优化模型。其次,提出了上下层交互迭代博弈优化方法,通过参与者迭代博弈优化交易策略与市场迭代出清,提高参与者的交易灵活性并实现其效能最大化;通过市场能源供需关系与迭代效能变化情况来优化报价作为已知值,避免双层嵌套多子目标优化模型的非线性复杂求解。此外,为减小可再生能源出力与负荷预测偏差对参与者效能与市场交易的影响,基于信息间隙理论(information gap decision theory,IGDT)方法,在保证参与者最低效能条件下最大化预测偏差,求得的交易策略具有强鲁棒性。算例结果表明,分层交互迭代博弈机制能够实现地区电热气交易市场均衡,最大化参与者的效能与社会福利,具有较好的灵活性与经济性;通过IGDT方法,针对参与者可接受的不同效能偏差,最大化参与者所能承受的随机变量不确定度,使得交...     

开绕组直线游标永磁电机的矢量控制研究

直线游标永磁(linear vernier permanent-magnet, LVPM)电机具有高功率密度和高推力密度的优点,并且其制造成本和维护成本低,非常适用于城市轨道交通。但采用传统的单逆变器驱动LVPM电机时,直流侧母线电压的利用率偏低。本文通过分析LVPM电机的数学模型,研究了开绕组LVPM电机的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)策略,提出了一种目标矢量解耦控制策略,并搭建仿真平台进行了验证。仿真结果验证了上述方法的正确性。     

纳米V2O5包覆CFx复合材料的制备及性能

通过简单易行的超声浸渍法和高温煅烧法,采用纳米五氧化二钒（V₂O₅）颗粒包覆氟化碳（CF_x）制备CF_x@Nano V₂O₅复合材料。对比CF_x@Nano V₂O₅复合材料与商用CF_x材料的形貌、结构和性能。经纳米V₂O₅颗粒包覆制备的CF_x@Nano V₂O₅复合材料具有层状表面形貌,振实密度更高。在0.2 C的放电倍率下,CF_x@V₂O₅复合材料的电压平台可达2.81 V;此外,在大电流放电时表现出明显的功率输出优势,在3.0 C倍率下的比容量较商用CF_x材料提升了16.68%。     

正负直流电压下SF_(6)电晕脉冲特性对比研究北大核心CSCD

为了研究直流电压下SF_(6)气体电晕脉冲特性,探明不同极性对脉冲阶段发展的影响,通过搭建针—板模型电晕脉冲平台进行了SF_(6)电晕放电实验。对常温常压下SF_(6)典型电晕脉冲波形进行了分析,对比了正负极性下脉冲特征参数的变化,同时研究了不同针—板间距下SF_(6)电晕脉冲阶段的变化过程,并对0.3 MPa气压下的脉冲阶段发展进行了验证。实验结果表明:正负极性下SF_(6)电晕脉冲特征参数基本相同,大致表现为上升时间3~4 ns,下降时间13~15 ns,脉冲宽度20~25 ns;正极性电晕脉冲阶段主要分为初始脉冲阶段、流注脉冲阶段、刷状脉冲阶段等3个主要过程;负极性电晕脉冲阶段主要分为流注脉冲增加阶段、流注脉冲减小阶段、刷状脉冲阶段等3个主要过程;随着针—板间距的增加,电晕脉冲阶段电流范围增加,且正极性中的刷状脉冲阶段和负极性中的流注脉冲减少阶段电流范围增加显著。     

高压跌落式熔断器过零延时灭弧结构设计

为开发能带负荷分合闸的高压熔断器,设计具有过零延时灭弧结构的10 kV高压跌落式熔断器,并对其开断过程展开研究。现有的熔断器带载分合闸时,触头间易产生电弧引起触头烧蚀,甚至发生电弧持续燃烧无法分断;串联高压硅堆后,相同条件下有载开断过程可靠性得到大幅上升,有效切断电弧能量注入,使触头间“零休”延长,错过弧后快速上升恢复电压,促进触头间隙介质绝缘恢复,对降低触头间隙击穿概率、改善弧后介质恢复特性十分有利。     

BS-PT基高温压电超声换能器研究

针对高温超声检测技术的应用需求,该文研究了基于钪酸铋-钛酸铅(BS-PT)基高温压电陶瓷材料的高温超声换能器。利用PiezoCAD器件仿真软件设计并制作了一款1 MHz的高温压电超声换能器,且在200 ℃下对该器件的电学和声学性能进行了测试和分析。结果表明,随着测试温度的升高,换能器的脉冲回波幅值虽略有降低,但其中心频率、带宽变化不明显,带宽仍保持在20%左右。该文设计并制备的BS-PT基高温压电超声换能器可以在200 ℃环境中正常稳定工作。