电力技术类专业课程思政研究与实践——以电力系统分析课程为例

教育的根本目标在于培养德智体兼备和专业能力过硬的现代化人才。思政教育与专业课程密切相关,相互促进,共同塑造学生的综合素质和专业素养,使之成为有道德、有才能、有担当的社会栋梁。以电力系统分析课程为例,分析思政元素融入电力技术类专业课程的重要性,并对电力系统分析课程思政概况进行描述,挖掘其中的思政元素,最后给出课程思政实施路径和案例讲解。

负载对DCVM Cuk PFC变换器稳定性的影响

以不连续电容电压模式Cuk功率因数校正变换器为例,描述了当系统负载增大时存在的慢尺度分岔现象。分析了慢尺度分岔现象的特点和产生原因,根据功率平衡原理推导了系统的谐波平衡解,并进行仿真验证文中理论。结果表明,随着负载电阻的增大,系统会进入倍周期分岔继而进入混沌状态,电路在轻载状态下容易发生分岔现象。这类慢尺度分岔现象及相关分析得到了实验验证。

不同负载条件下DICM Cuk PFC变换器稳定性分析

重点分析了系统负载变化时,不连续电感电流模式Cuk功率因数校正PFC(power factor correction)变换器稳定性的变化情况。在变换器工作特性的基础上,根据谐波平衡法和Floquet理论分析,研究结果表明:当负载电阻变小时,即系统由轻载到重载变化时,系统发生了工频频率上的倍周期分岔。给出了系统发生倍周期分岔时的电阻,以及在输出电感、输入电压产生改变时和负载电阻共同构成的系统不稳定与稳定的边界区域图,基于输入电感电流-输出电压的相轨图和输出电压的谐波分析谱,更好地观察到系统的动力学行为。最后通过实验验证了理论分析的正确性。

一种最优能量流的多微电网分布式优化方法

为实现多微电网经济性目标,一种最优能量流的多微电网系统分布式优化经济调度方法被提了出来。该方法以微电网间功率交互为优化目标,建立多微电网分布式优化经济调度模型,其后利用交替方向乘子法对模型进行求解,从而以分布式的方式实现对多微电网的经济优化,减少信息通信量,实现最优能量流。经过仿真验证,当多微电网系统出现功率分配情况时,此方法可有效保证以经济最优的方式实现微电网之间的功率交互,且维持多微电网功率平衡与稳定运行。

DCM Cuk PFC变换器性能研究与验证

基于不连续模式Cuk变换器,研究了Cuk功率因数校正变换器在不连续电容电压模式和不连续电感电流模式下的工作特性。对Cuk功率因数校正变换器进行模态分析,得到稳态工作波形图,再根据稳态波形图推导出Cuk功率因数校正变换器各变量之间的关系表达式,进一步对不连续电容电压模式和不连续电感电流模式的性能进行比较,结果表明:不连续电容电压模式下,开关电压应力大,电流应力小,输入输出电流连续,且电流纹波小;不连续电感电流模式下,开关电压应力小,电流应力大,输出电压纹波小,更适用于轻载场合。最后使用数值仿真软件和搭建实验样机验证了以上理论分析的正确性。

交流电场下导体表面接触角对水滴振动、放电特性的影响

现有电力系统中对不同接触角下线路导体表面水滴动态过程的研究并不全面,特别是缺乏水滴动态过程与空间电场畸变关系的定量研究。为此,通过有限元仿真模拟,分析了“固-液”表面接触角对水滴振动规律和空间电场分布的影响,推导出交流电场下导体表面振动水滴的频率、相位、场强分布与表面接触角的联系。仿真结果表明:水滴的振动频率是交流电压频率的2倍,振动相位滞后于交流激励相位,且与接触角没有直接的关系;表面接触角影响振动水滴的形态轮廓,接触角越低,附着水滴对空间电场强度的畸变程度越小。

控制电容参数对DCVM Cuk PFC稳定性的影响

对控制电容参数的改变导致不连续电容电压模式Cuk功率因数校正变换器存在的慢尺度分岔现象进行了研究。基于谐波平衡法和Floquet理论对系统进行分析,研究结果表明:减小控制电容,系统由稳定发生倍周期分岔继而进入混沌,在分岔过程中系统模态没有改变,这与主电路电容引起混沌时电路存在多种模态无规律切换显著不同。并给出了输入电压和负载分别变化时,控制电容的临界稳定值。最后,通过电路实验验证了理论分析的正确性。

用于变频电机绝缘测试的PWM电压发生器

在变频电机绝缘测试中,重复脉冲方波电压不能完全模拟变频器输出的PWM电压反映变频电机绝缘失效机理,并且同一实验中使用不同电源影响实验数据的一致性。文中设计了一台直接输出式PWM电压发生器,既可以输出模拟变频器实际的SPWM电压和SVPWM电压用于绝缘测试,又可以输出重复脉冲方波电压开展对比实验。设计了基于FPGA的脉冲信号发生器,产生基波频率、开关频率可调的SPWM、SVPWM触发脉冲以及频率、占空比可调的重复方波脉冲;研制了基于固态推挽开关的斩波器,在脉冲信号的触发下输出对应的双极性高压脉冲,使用该脉冲电压发生器开展了SPWM电压下变频电机绝缘局部放电实验,验证了系统的可靠性和实用性。