一级能效电工钢片比总损耗的精确测量与仿真分析

针对国标爱泼斯坦方圈法测量新一级能效硅钢片比总损耗结果的不确定性问题,本文提出了一种工频下基于双爱泼斯坦方圈的新一级能效硅钢片比总损耗测量方法。通过双爱泼斯坦方圈法测量硅钢片的比总损耗,分析并修正了测量方法中的误差,实现了对爱泼斯坦方圈测量时接缝区和均匀区的损耗分离,并分析了接缝区比总损耗对爱泼斯坦方圈测量结果的影响机理。建立了爱泼斯坦方圈有限元模型,对其接缝区和均匀区的损耗进行研究,仿真结果与双方圈法测量结果吻合,验证了本文提出的新一级能效超低损耗薄硅钢片的比总损耗时测量方法的有效性和准确性。测量和仿真结果表明,基于双方圈法测量薄硅钢片比总损耗的结果比单方圈法测量的结果更精确。本文提出的测量和修正方法可用于一级能效薄硅钢片损耗特性的精确测量。

考虑磁滞效应的非晶合金-取向硅钢组合铁心双非线性励磁特性研究

非晶合金-取向硅钢组合铁心可以综合传统纯非晶合金和纯取向硅钢铁心的优势,在配电变压器领域具有广阔的应用前景。对含有2种非线性软磁材料的组合铁心励磁特性进行分析是实现其结构优化设计的前提。首先,建立组合铁心在开路励磁条件下的等效电路模型,并根据基尔霍夫第二定律列写其回路电压方程;其次,根据组合铁心的结构特点建立其等效双非线性磁路模型,并基于安培环路定律和磁通连续性原理列写其磁路方程;再次,根据导数变换将磁路方程耦合至回路电压方程中的电动势项,并采用Jiles-Atherton磁滞模型表征非晶合金和取向硅钢的非线性磁化特性,从而建立考虑磁滞效应的组合铁心双非线性电路-磁路耦合模型;最后,基于该耦合模型,求解组合铁心的励磁电流、磁通密度分布和空载损耗,通过与实测结果进行对比,验证所提方法的准确性。

基于WebGIS的电力信息系统

随着电力信息化技术的发展,在显示查询方面传统文字报表的表现力有限,无法直观展示电网整体运行状况,电力系统图形化展示显得尤为重要。电力WebGIS系统基于B/S模式并在ESRI ArcGIS Server平台上开发,将电网设备信息与地理信息结合起来,建立起图数模一体化的空间数据模型,直观地表达电网拓扑关系及电力系统运行状态。该系统实现了电力系统仿真平台的可视化,方便了电网工作人员协同计算工作。

风电柔性直流输电控制策略的研究

柔性直流输电(Flexible High Voltage Direct Current,Flexible HVDC)技术作为一种新型输电技术,在风力发电领域有着显著的优势和广阔的应用前景。本文介绍了柔性直流输电系统的拓扑结构和工作原理,建立了基于空间矢量的数学模型,实现了有功功率和无功功率的解耦控制,并设计双闭环矢量控制器,利用matlab/simulink搭建整个仿真系统,对其运行情况进行了仿真。仿真结果表明,设计的控制器运行效果良好,能很好的实现对风电场功率的传输,具有抗干扰能力强,稳定性好,相应迅速等优点,适用于风电场柔性直流输电系统。

不同铁磁材料变压器铁芯磁致伸缩及振动噪声特性分析

实际运行工况下,非晶合金变压器的振动噪声要明显高于传统取向硅钢铁芯变压器,其原因主要是相同磁化条件下非晶合金的磁致伸缩现象通常高于冷轧取向电工钢片。因此,深入掌握不同铁磁材料的磁致伸缩特性是有效解决变压器铁芯减振降噪问题的前提和基础。本文首先测试了非晶合金带材在交变磁化下的磁致伸缩特性,得到了不同磁化强度下磁致伸缩回环曲线,以及磁致伸缩峰峰值与磁化强度的关系曲线,并与取向电工钢片的磁致伸缩特性进行了对比分析。在此基础上,仿真计算了一台非晶合金变压器铁芯三维主磁场分布,并结合上述磁致伸缩特性曲线,建立了铁芯振动位移数值仿真模型和声场仿真模型,完成了铁芯结构力场和声场的多物理场耦合计算,得到了磁致伸缩效应引起的非晶变压器铁芯振动位移与噪声分布。最后,对比分析了不同铁磁材料变压器铁芯的振动和噪声。研究结果表明,在同样磁化条件下,非晶合金带材的磁致伸缩应变是取向硅钢片的50倍左右,由此引起的非晶变压器铁芯噪声高于传统硅钢变压器铁芯20dB左右。

近海采油平台岸基供电系统成本效益优化

针对近海采油岸基供电项目建设运营存在的经济和环境效益不明等问题,考虑治污成本节约、发电成本节约和增值服务收益等要素,构建投资回报分析模型和非线性收益现值优化模型,通过数值分析验证模型的有效性。研究表明:政府补贴、能源价格在整体效益发挥中起到关键作用,并给出了针对性的管理建议。该研究可为优化资源配置、收回投资成本,实现整体收益最大化提供决策支持。

清洁智能储存式应急电源系统的设计

针对应急供电车不能立即投入送电状态,常规铅酸电池储能式UPS电源无法移动,柴油发电机发电车污染重、效率低下等问题,提出一种运用电力电子技术和计算机技术的清洁智能储存式应急电源系统,分析该系统整流逆变子系统、新能源管理子系统、智能监控控制子系统的结构与功能,并说明系统应用情况及应用效果。

适用于风电并网的VSC-HVDC系统模型预测控制

针对风电并网的电压源换流器高压直流输电(VSC-HVDC)系统的传统双闭环控制策略存在控制结构复杂、PI参数较多且难以整定、响应速度慢等问题,提出适用于风电并网的VSC-HVDC系统模型预测控制策略。为了提高风电场母线交流电压的控制精度,风电场侧换流器(WFVSC)采用基于优化模型预测的定交流电压控制,提出滞后补偿两步预测法,并将模型预测控制与脉宽调制(PWM)技术相结合,求取2个控制周期内调制波的最优解,然后经过调制单元生成开关信号作用于WFVSC。网侧换流器(GSVSC)采用有限控制集模型预测功率控制,基于GSVSC的离散数学模型,利用代价函数遍历寻优找出使代价函数最小的开关状态组合作用于GSVSC。基于所提模型预测控制的VSC-HVDC系统具有良好的稳态性能、动态性能和故障恢复性能,能为风电场提供稳定的交流电压。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

高岭土染污硅橡胶电晕老化后的沿面闪络电压研究

为了研究染污复合绝缘子的电晕老化特性,选取复合绝缘子用高温硫化硅橡胶为研究对象,对高岭土染污硅橡胶试样进行不同湿度下的电晕老化,研究高岭土浓度、老化时间和湿度对硅橡胶电晕老化后闪络电压的影响。并结合老化试样的憎水性测试结果,分析了老化硅橡胶沿面闪络电压变化的原因。结果表明:由于受到污秽层被电晕放电产生的高能粒子击散程度的影响,环境湿度的增加会使染污硅橡胶老化后的憎水恢复性下降,闪络电压变化幅度较大;污秽浓度的增加会使老化硅橡胶的憎水恢复性下降,但污秽浓度和老化时间对闪络电压的作用主要受到污秽层是否含有可溶性盐的影响,盐分能够掩盖污秽浓度和老化时间对闪络电压变化趋势的影响。

非晶合金配电变压器铁心截面优化设计

本文在参考传统立体卷硅钢变压器截面设计的基础上,分析立体卷铁心柱的截面特点,推导出截面设计公式。考虑非晶合金硬度高、脆性大的特点,本文给出两种适合非晶带材加工的约束条件,提出对应于两种约束条件的设计方案,即理论最大截面设计与实用经济截面设计,为非晶合金配电变压器的设计提供参考。

非晶配电变压器存在问题及改善措施

由于非晶合金优良的磁性能、更低的铁损、成熟的制备工艺,可有效降低变压器空载损耗,在电力行业得到一定规模的应用。然而非晶合金脆性较大、抗突发短路较差,制约了非晶合金变压器在电力行业的发展和应用。针对非晶合金变压器的这些问题,结合目前的研究现状,本文总结了非晶配电变压器在应用中存在的问题及原因,同时对材料制备、铁心结构设计、抗突短性能等问题的改善措施进行了分析和梳理。

基于磁致伸缩效应的三相五柱变压器振动特性仿真与实验研究

为深入研究三相五柱变压器在直流偏磁条件下的振动特性,首先基于激光多普勒效应,对取向硅钢片磁-弹耦合特性进行测量,获得磁致伸缩曲线。其次提出适用于大型三相电力变压器的直流偏磁实验方案,将两台变压器相并联,并在中性点引入直流激励,测量变压器励磁和振动特性。基于磁-机械场的耦合理论进行有限元仿真,得到三相变压器铁心磁场和振动位移分布规律,实验结果与仿真结果对比一致。基于计算结果,分析了直流偏磁对变压器铁心振动的影响规律。

电桩谐波的分布式光伏发电并网台区线损精确计算方法

传统方法在进行光伏发电并网台区线损计算时,未考虑负荷电流不平衡程度,使光伏发电并网台区线损计算精度较差。为此,提出了电桩谐波的分布式光伏发电并网台区线损计算方法。在低压线路和升压线路两种并网模式形式下,分析电压和谐波及孤岛效应等问题产生的一系列影响。按照末端到起始端方式,从分支到主干将并网台区划分出若干个计算区域,设置负荷电流不平衡程度,得到线路实际功率损耗值,实现电桩谐波的分布式光伏发电并网台区线损精确计算。以6层台区、32个节点为基础进行实例分析。结果表明,计算精确度最高可达到99%,有助于制定降低线损策略。

考虑磁致伸缩效应的非晶合金立体卷铁心振动仿真与实验研究

由于非晶合金优异的节能特性,在变压器中的应用越来越广泛。相比于三相五柱式非晶合金变压器铁心,立体卷结构的铁心具有完全对称的磁路,抗短路能力更强。但由于非晶合金材料磁致伸缩效应比传统硅钢大,铁心的振动噪声问题突出。本文对一台设计容量为200 kV·A的立体卷非晶合金铁心进行有限元建模,考虑非晶合金的磁致伸缩效应,基于磁-机械耦合理论,计算不同工况下铁心表面振动位移分布,并结合铁心振动实验结果,验证模型的准确性,分析了非晶合金立体卷铁心振动规律,为立体卷铁心减振降噪设计提供基础。

基于分布式电源接入的低压台区节点模型抗损研究

为提高台区配网抗损能力,设计一种基于分布式电源接入的低压台区节点抗损模型。首先,定义并计算配网节点负荷矩,然后将理论供电量与实际供电量之间的差值定义为统计线损并计算。在此基础上,根据电网中的等值电阻确定低压台区综合线损率,再选择合适的导线截面,计算导线电阻与导线截面积之间的关系,利用调相机实现电压调整,从而达到降损需求,并结合低压台区管理架构实现对抗损模型的设计。实验表明,该模型对电网负荷和电压值计算的精准度较高,且该模型下的电压偏差较小,说明该模型能够有效实现低压台区抗损。

一种高性能铁基纳米晶合金的软磁性能研究

在Finemet合金FeSiNbBCu系列的基础上,设计了Fe_(75.9)Cu_(1)Si_(13)B_(8)Nb_(1.5)Mo_(0.5)Dy_(0.1)合金铁芯,用于研究铁芯的软磁性能。结果表明:Fe_(75.9)Cu_(1)Si_(13)B_(8)Nb_(1.5)Mo_(0.5)Dy_(0.1)的工业化非晶合金带材在铸态下为完全的非晶态结构,真空退火后在非晶基体上析出了α-Fe纳米晶相。Fe_(75.9)Cu_(1)Si_(13)B_(8)Nb_(1.5)Mo_(0.5)Dy_(0.1)合金的ΔT_(x)很大(192 K),具有良好的热稳定性,可以更好地调控纳米晶组织。对材料施加横向磁场热处理,可以大幅度提高材料的有效磁导率(μe)、降低磁性损耗(P_(s)),这一变化对于薄的条带更为显著。Fe_(75.9)Cu_(1)Si_(13)B_(8)Nb_(1.5)Mo_(0.5)Dy_(0.1)合金的最佳热处理工艺:施加0.10 T的横向磁场,在833 K下保温30 min,最佳饱和磁感应强度(B_(s))为1.39 T,矫顽力(H_(c))为4.6 A/m,μ_(e)=2.5×10^(4)(1 kHz)、1.52×10^(4)(100 kHz)。随着电子元器件的高频化和小型化发展,该材料具有潜在的应用价值。

基于混合储能的虚拟惯量控制技术研究

新能源发电技术的应用越来越广泛,但新能源机组呈现出的转动惯量较弱,无法为系统提供有效的惯性支撑,而虚拟惯量控制技术通过模拟同步发电机的特性使得并网逆变器具备频率响应能力。围绕基于储能的虚拟惯量控制技术,首先阐述了新能源机组常用的虚拟惯量控制方法,比较了不同类型储能的虚拟惯量特点,最后提出和分析了基于超级电容和电池混合储能的虚拟惯量控制技术。

网络化、时代化的有效信息课堂

一个轻松愉悦的课堂离不开学生的积极投人，而学生的积极投入又离不开老师的鼓励。所以教师要积极鼓励学生善思多问，鼓励学生发表不同的见解，允许学生“别出心裁”、“标新立异”，鼓励学生从不同的角度发现问题、思考问题。对学生发言中，有新意，有独特见解的及时给予评价。学生接受的信息量、思维活动与情绪有极大的关系，情绪高涨、精神愉快，则记忆增强，接受的信息量增多，思维活跃。同时，

基于全过程移动监督技术的感应电机定子绕组温度实时监测系统

随着物联网技术的发展,如何将物联网技术与非侵入式电力设备运行状态监测技术相结合成为当前研究热点之一。为了探索基于物联网技术的电气设备运行状态监测新模式,以感应电机定子绕组温度的非侵入式在线监测为出发点,首先提出了一种基于自适应法和最小二乘法的电机定子绕组温度辨识方法,并结合当前物联网技术的发展,设计了一种基于全过程监督技术的感应电机全寿命周期监督定子温度监测系统。以1台5.5 kW感应电机为例进行试验验证,结果表明该系统具有较强的鲁棒性。所提出的理念和技术可以为其他大型电力设备的状态监测提供重要参考和技术支撑。

基于快速参数辨识的感应电机转子温度在线评估方法

工程实际中,如何快速准确监测感应电机转子温度对电气设备状态评估、故障预测和安全生产具有重要意义。但受运行条件限制,转子温度很难直接测得且通过间接评估方法也存在较大难度。针对这一问题,提出一种快速参数辨识的转子温度评估方法,利用转子槽谐波辨识得到转子转速,进而利用可模拟电机堵转运行的起动初始阶段的实测电参数求解得出转子电阻。将上述求解得到的转速与转子电阻,当作实时辨识转子电阻的扩展卡尔曼滤波法(EKF)所需初值,避免了初值求解迭代时间过长的问题,实现了快速在线辨识转子电阻。进而基于金属材料电阻值与温度之间的关系,求出转子实时变化温度数据。以1台22 kW感应电机为例,辨识了负载条件下的转子温度情况,验证了所提出方法的有效性与可行性。