基于电气特性-物理参数耦合的交流电弧炉模型

现有电弧炉模型主要关注电弧内部与外部特性的联系,割裂了电弧内部微观下电气与物理的耦合影响,难以体现电弧的电热物理本质,导致仿真精度有所欠缺。针对上述问题,该文提出一种改进的新型交流电弧炉模型。首先,在电子连续性方程的基础上,构建电弧的电气特性模型;其次,根据弧柱磁压缩力平衡方程和瞬时能量平衡方程分别构建电弧的压强、温度等物理参数模型,推导得到电弧内部的电气特性与物理参数之间的耦合机理,得到两者的耦合模型;然后,基于电弧炉变压器二次侧额定电流和最大电弧温度之间的关系,利用麻雀搜索算法对电弧温度曲线进行辨识,确定物理模型的各个参数;最后,依据50 t、55 t炼钢交流电弧炉的现场实测数据,在Matlab/Simulink平台上搭建模型并验证模型的正确性。仿真结果表明,所提模型更符合交流电弧炉实际运行过程中的物理本质,能更精确地反映其谐波、电压波动特性。

纳米改性植物绝缘油电气特性的研究进展

植物绝缘油因其绿色可再生的特点以及优异的防火性能获得了广泛的关注,而纳米粒子可以有效提升植物绝缘油的电气性能。本文从介质损耗因数、体积电阻率等方面总结了纳米粒子对植物绝缘油电气特性的影响,并讨论了纳米粒子种类、浓度、表面改性对植物绝缘油击穿性能的影响。结合纳米改性对矿物绝缘油与植物绝缘油电气特性的作用效果差异,总结归纳了当前纳米改性植物绝缘油的研究难点,并展望了纳米改性植物绝缘油的研究方向与前景。

考虑电气特性的互联电网区间阻尼自动控制技术

为了优化互联电网区间阻尼自动控制效果,保证电力系统运行的稳定性与可靠性,开展了考虑电气特性的互联电网区间阻尼自动控制技术研究。首先,采集互联电网实时数据,进行处理和存储;其次,利用该数据建立一种能描述互联电网电气特性的模型,以获取互联电网的各项电气特性;最后,在考虑电气特性的基础上,采用惯性与阻尼的协调控制策略,实现区间阻尼的自动控制。结果表明,应用所提技术后,电力系统频率偏差最大不超过0.07 Hz,未超出频率偏差要求的范围,能够提高互联电网的稳定性,保证电力系统的可靠运行。

现行标准下风力发电机组电气特性测试方法解读

2023年12月1日,GB/T 20320-2023《风能发电系统风力发电机组电气特性测量和评估方法》开始实施。与旧版标准相比,新版标准关于控制特性的测试项目在内容和测试方法上发生了变化。本文对新版标准进行了简要解析,并提出在新版标准中对电能质量测试控制特性部分测试方法的建议。

不同电气特性下的PEMFC寿命衰减机理研究综述

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有原料清洁可再生、噪声小和理论上使用效率高等优点。然而PEMFC的使用寿命与其经济效益密不可分,有很多因素会导致寿命衰减,因此对其寿命衰减的机理分析至关重要。从PEMFC结构出发分析了其各部分的受损原因,揭示了包括大电流密度、频繁启动和停止、负载频繁变化、开路、电流纹波等各种电气特性对PEMFC使用寿命影响的机理,从电气设计角度出发总结了相应的解决方案,所进行的研究综述对提高PEMFC的使用寿命和经济效益具有一定的理论价值与指导意义。

基于频域特性光伏组件热斑故障电气特性研究

光伏组件作为光伏系统中最重要的组成部分,当个别光伏组件发生热斑故障时,会对整个光伏系统运行产生较大影响。本文通过建立光伏组件在不同工况下发生热斑故障的环境,依据光伏组件的交流小信号阻抗特性,提出一种基于频域特性研究热斑故障电气特性的方法,对检测不同工况的热斑故障进行电气特性变化分析。该方法通过将一定频率范围的高频正弦信号注入产生热斑故障的光伏组件,分析光伏组件的阻抗频幅特性,结合实验测试与仿真验证光伏组件的电气特征。研究结果表明,在偏置电压为短路电压时,热斑故障在电气特性上会导致电阻下降和并联电容略有增加,在最大功率点电压偏置时,电阻和并联电容均有增加。光伏组件在MPPT偏置电压下发生热斑故障时,光伏组件的并联电容与并联电阻跟随故障面积的增大而逐渐增大,当产生10%电池片面积的热斑故障时,并联电阻增加约2.8倍,并联电容增加约1.4倍;当产生90%电池片面积的热斑故障时,并联电阻增加约7.9倍,并联电容增加约3.5倍。

基于电气特性分析的中压配电网拓扑变动分段辨识

针对量测数据不足且大量分布式电源接入的配电网难以进行拓扑结构辨识的问题,提出了一种基于电气特性分析的拓扑结构分段辨识方法,以提高拓扑结构辨识准确度。首先将“超节点”概念引入配电网,通过分析拓扑改变后节点注入功率的变化,确定发生改变的拓扑范围。通过对分布式电源接入时配电网功率传输特性和电压幅值特性的分析,利用双重验证和补充识别辨识分段线路,并采用二次辨识校正末段线路,最后采用循环迭代法识别分段线路连接关系。仿真结果表明所提方法能够提高拓扑辨识准确度,在量测装置允许的误差范围内鲁棒性好。

浅谈汽车电源系统的电气特性

汽车电源系统的电气特性影响着汽车产品整车电气系统的性能。如何安全合理地对汽车电源进行有效管理和分配,改善电源系统的电气特性,使得众多电气子系统在任何负载情况下均可以正常可靠地工作是汽车电气系统设计开发的一项重要工作。本文通过对汽车电源系统的电气特性进行分析,提出一些改善电源系统电气特性的方法。该方法对汽车电气系统设计人员的电源系统设计工作有一定的指导意义。

适用于高原铁路的新型电缆牵引供电系统电气特性研究

介绍了一种新型电缆牵引供电系统技术方案,可有效减少电网接入点,并提高供电能力、取消电分相环节,为高原电气化铁路高效安全运行提供重要技术支撑。研究了供电系统的结构,计算了线路参数,结合理论计算和仿真模型分析了电缆供电系统电气特性及对节点电压和功率的影响。最后依据配电网无功补偿原则和标准限值,提出了一种混合式无功补偿方案,并通过仿真验证了补偿方案的正确性,为工程设计人员提供了参考依据。

500kV同塔双回线路导线排列方式对电气特性的影响

同塔双回 5 0 0kV线路的导线排列方式影响其电晕损失、无线电干扰等 ,论文以川渝电网某5 0 0kV同塔双回线路的典型杆塔为例 ,利用EMTP程序进行仿真计算 ,从优化导线排列的角度出发 ,对其电气特性进行了深入研究 ,得到该线路的无线电干扰水平约 37～ 4 0dB ,同等条件下导线采用逆相序排列方式 ,地面场强最小 ,且不会超过 6kV/m ,线路间不平衡度为次好 ,地线感应电压和电流最小 ,综合效果来看 。

耦合地线对交直流同塔输电线路电气特性的影响及规律分析

为充分利用架空线路走廊,交直流同塔输电将是电网未来发展的趋势,开展同塔交直流线路间电磁耦合干扰研究具有重要意义。建立了双回交流与单回直流同塔输电线路耦合模型,计算分析了在直流线路下方架设耦合地线时,耦合地线根数、耦合地线与直流线路垂直间距、耦合地线横向位置、耦合地线横向间距以及耦合地线排列方式等因素对直流线路上感应电压的影响。研究结果表明:耦合地线根数越多,屏蔽效果越好,耦合地线根数达到一定数量时,屏蔽效果将趋于饱和;耦合地线距离直流线路越近,屏蔽效果越好;耦合地线水平排列时,屏蔽效果最好。

高速铁路中受电弓升弓过程弓网电弧电气特性

弓网电弧电气参数是高速铁路中弓网系统电接触特性的重要表征参量。为此,基于弓网电弧试验系统,研究了高速铁路中弓网电弧的伏安特性,分析了升弓过程中燃弧尖峰电压、燃弧时间和稳定燃弧电压的变化规律。测试了升弓过程中电弧电压,分析了其发展规律,利用气体电介质击穿理论和流注理论分析了弓网间隙击穿电压。对升弓过程中燃弧尖峰电压随弓网间隙距离的变化规律进行了曲线拟合。最后,研究了电流对电弧电压特性的影响。试验结果表明:弓网电弧伏安特性关于原点非对称;在受电弓连续升弓过程中,燃弧时间先增大后减小,燃弧尖峰电压与弓网间隙距离满足指数关系,拟合优度系数R>0.97;电弧稳定燃弧电压随电流的增大而略有减小;燃弧尖峰电压变化斜率随电流的增大而增大。研究结果可为分析实际运行条件下的弓网电弧提供参考。

1000kV交流同塔双回输电线路的电气特性仿真分析

为研究1 000 kV同塔双回输电对继电保护装置的影响,需要首先对其电气特性进行深入研究。根据工程设计参数,在实时数字仿真器中建立仿真系统,进行有关模拟试验,将其主要电气特性与1 000 kV单回输电系统和500 kV同塔双回输电系统进行比较。主要针对互感的影响、谐波含量、非周期分量衰减时间、充电电流、恢复电压、高阻接地故障电流水平等进行分析和比较。从研究对继电保护装置影响的角度,分析特高压同塔双回输电系统的电气特征及其对保护装置产生的影响。特高压同塔双回线间的互感影响接地距离保护范围的准确性,故障电流中的非整数次谐波及衰减非周期分量影响继电保护装置的速动性,经高阻接地故障时,故障电流减小影响继电保护装置的灵敏性。继电保护生产厂商需针对这些新电气特征进行深入研究和改进。

潮气侵入对油浸纸套管电气特性的影响

为了研究潮气侵入对油浸纸(OIP)套管电气特性的影响,研制了油浸纸套管试验模型,并利用超声波加湿器产生的水雾来模拟套管受潮环境,研究了受潮后套管模型不同静置时间对油中水分质量浓度、局部放电起始特性、介质损耗角正切值、电容量等特征参量的影响。结果表明:受潮后油中水分质量浓度随静置时间的变化而呈现先升高后降低的趋势;根据油中水分质量浓度20 mg/L的警示值,可将潮气侵入套管后电气特性变化划分为3个阶段即低水分阶段、高水分阶段、水分向纸迁移阶段,且3个阶段中,介质损耗角正切值均随试验电压的升高而呈现增长的趋势;现行试验规程中对低水分阶段受潮套管的检测存在误判的可能;高电压下介质损耗角正切值增量对检测受潮缺陷套管较灵敏,可将阶梯升压至2Um/1.732(Um为设备最高运行电压)时介质损耗角正切值最大增量Δtanδ为0.2%作为判断指标。因此,可根据高电压介质损耗角正切值增长趋势以及局部放电情况来判断套管主绝缘的性能状况,以便及早发现受潮套管。

基于电气特性–物理属性–感知损失的电压暂降经济损失评估

电压暂降导致的工业过程经济损失评估,面临的困难是对不同损失事件的损失程度进行量化。引入电压暂降损失事件概念,将电压暂降损失分为过程中断损失和用户感知损失,分别量化工业过程中断、未中断损失事件的损失程度。综合利用刻画设备电气特性的电压耐受曲线(voltage tolerance curve,VTC)和物理属性的参数免疫时间(parameter immunity time,PIT)曲线的优点,提出一种基于设备电气特性、物理属性和感知损失的工业过程电压暂降经济损失评估方法。以某高清洁度工厂暖通空调(heating ventilation and air conditioning,HVAC)系统为例,验证了提出方法的正确性和适用性。

二次负荷参数对CVT综合电气特性的影响

我国110kV及以上电压等级电网基本上实现了微机保护和电子式电能表。调查表明电压互感器的实际二次负荷不到铭牌标注额定负荷容量的十分之一,有的甚至低于百分之一。本文论述了变电站电压互感器二次负荷的实际需求范围;分析了偏大的二次负荷参数选择对电容式电压互感器(CVT)产生的各种负面作用,并对CVT运行状态下的误差特性进行了评估。

高强度气体放电灯电气特性数学模型

对高强度气体放电灯(HID灯)电气特性数学模型现有研究成果进行了综合,对各种模型的优缺点进行了分析。提出了新的HID灯电气特性数学模型,通过实验对本文所提出的模型的正确性进行了验证,并对其在高低频下的有效性进行了仿真分析。结果表明:本文所提出的HID灯电气特性数学模型具有参数确定方法简便、频率适用范围宽的特点。

基于电气特性–物理属性的工业用户电压暂降缓减策略

电压暂降可引发工业用户生产过程非正常中断,造成巨大经济损失。针对现有工业用户电压暂降治理方案单一、成本较高等问题,该文首先依据工业过程的电气特性和物理属性,提出作用于电压补偿的电气类手段和着眼于过程量维持的物理类手段;其次,从过程参数角度,统一衡量各类缓减措施的效果,提出一种加装定制电力设备与改造厂务设施相结合的电压暂降缓减方法,以维持过程参数在受到扰动期间不越限,避免过程中断的严重后果;最后,综合考虑各类缓减手段的投资成本与收益,以方案净现值最大为目标,确定缓减措施的配置。将所提缓减策略应用于某新能源材料企业,结果表明该文方法能够有效缓减电压暂降后果,且相对于传统单一电压补偿方案更具经济性。

半导体温差发电器发电电气特性试验研究

文章根据塞贝克效应(Seebeck effect)、珀尔帖效应(Peltier effect)、汤姆逊效应(Thomson effect)原理,制作了半导体温差发电器系统,通过试验测试获得了在不同温度等级下的电气特性。结果表明,开路电压和负载电压随温度升高呈线性上升趋势。当温度一定时,电流随负载变化呈几何对数增长,并找到了电压越低输出功率越大的功率特性。

太阳能光伏模块电气特性的数学建模与仿真

太阳能光伏模块依靠电力变换器将太阳能转变为电能用于负载供电,电力变换器的设计需要考虑光伏模块的电气特性。文章根据太阳能模块生产商数据手册提供的电气特性参数,如短路电流,开路电压,短路电流的温度系数,开路电压的温度系数,以及标准测试条件下的额定参数值,并考虑不同温度和光照强度对光伏特性的影响,提出一种近似的解析数学模型,通过计算和仿真,得出不同温度和辐射强度下光伏模块的V-I,P-V特性曲线,并与数据手册的曲线对比,结果表明仿真曲线和试验曲线基本一致,验证了光伏模块数学模型的正确性,为进一步进行光伏并网的研究提供了仿真分析的数学模型。