Design of a New Water Load for S-band 750 kW Continuous Wave High Power Klystron Used in EAST Tokamak

In order to test the klystrons operated at a frequency of 3.7 GHz in a continuous wave （CW） mode, a type of water load to absorb its power up to 750 kW is presented. The distilled water sealed with an RF ceramic window is used as the absorbent. At a frequency range of 70 MHz, the VSWR （Voltage Standing Wave Ratio） is below 1.2, and the rise in temperature of water is about 30 ℃ at the highest power level.

7.8 GHz power generation device design using a rectangular dielectric-loaded waveguide

In this paper, we present a design where a bunched relativistic electron beam traversing inside the rectangular dielectric-loaded （DL） waveguide is used as a high power microwave generation device. Two kinds of methods of calculating the electromagnetic （EM） field excited by a bunched beam are introduced, and in the second method the calculation of EM pulse length is discussed in detail. The desired operating mode is the LSM11 due to its strong interaction with the electron beam. For the designed 7.8 GHz operating frequency, with a 100 nC/bunch drive train of electron bunches separated by 0.769 ns, we find that high gradient （〉 30 MV/m） and high power （〉 160 MW） can be generated. An output coupler is also designed which is able to extract the generated power to standard waveguides with a 94% coupling efficiency.

A C-band 55% PAE high gain two-stage power amplifier based on AlGaN/GaN HEMT

A C-band high efficiency and high gain two-stage power amplifier based on A1GaN/GaN high electron mobility transistor （HEMT） is designed and measured in this paper. The input and output impedances for the optimum power-added efficiency （PAE） are determined at the fundamental and 2nd harmonic frequency （f0 and 2f0）. The harmonic manipulation networks are designed both in the driver stage and the power stage which manipulate the second harmonic to a very low level within the operating frequency band. Then the inter-stage matching network and the output power combining network are calculated to achieve a low insertion loss. So the PAE and the power gain is greatly improved. In an operation frequency range of 5,4 GHz-5.8 GHz in CW mode, the amplifier delivers a maximum output power of 18.62 W, with a PAE of 55.15 % and an associated power gain of 28.7 dB, which is an outstanding performance.

正弦波逆变器波形稳定混合控制策略研究

受蓄电池放电能力和实际电压限制,逆变器在稳定运行状态下,若瞬间断开或连接大负载,会使负载电压出现较大波动,严重时损坏设备。若直流母线电压较低,则逆变器输出的正弦波波形易产生削顶削底现象,对感性负载有影响。针对该问题,提出有效值闭环控制与定点电压闭环控制相结合的混合控制策略,在电压高于320 V时,采用定点电压闭环控制方式;若直流母线电压低于320 V,采用有效值闭环控制方式。经过仿真分析和实验验证,采用该混合控制策略,逆变器能够快速响应负载变动并使正弦波波形不会产生畸形。

高功率载荷卫星供配电系统安全性设计及在轨验证

卫星供配电系统一旦发生短路或断电等故障,可能造成整星失效的灾难性后果,卫星供配电安全性是在轨可靠运行的基本保障条件。针对某承载高功率高压载荷卫星的供配电高风险的特性,采取了平台载荷双独立母线、蓄电池组放电过压保护、限流保护、卫星放电开关安全控制等多种安全性设计措施,确保卫星能源安全。卫星在轨运行情况表明,卫星供配电在轨状态稳定可靠,系统安全性良好。

几种家用大功率负荷精细化建模研究

该文基于家用负荷的物理模型、用户的使用习惯和用户的舒适度要求,提出了家用大功率负荷的精细化建模方法,该方法可应用于家庭能量管理系统,具有良好的应用前景。首先,建立考虑电热水器负荷的精细化热力学动态模型,考虑气温、墙体等因素的空调房间的精细化热力学动态模型和电动汽车负荷的精细化储能模型;然后,建立这三种负荷的精细化控制模型,通过自定义家庭算例将不同个性化的精细化参数模型对比分析。MATLAB仿真结果表明,该文建立的精细化动态模型能够准确描述用户的用电规律,对用户积极参与到电力系统需求响应中去起到促进作用。

一种L波段300W GaN脉冲功率模块

随着第三代半导体GaN器件技术的不断发展,GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在电子系统中逐步得到了广泛应用。研制了一款小型化L波段300 W GaN脉冲功率模块。研发了满足高压脉冲工作条件的GaN HEMT芯片,采用负载牵引技术进行了器件大信号阻抗参数提取,并以此为基础设计了小型化匹配网络进行阻抗变换。基于高压驱动芯片和开关器件芯片设计了小型化高压脉冲调制电路。测试结果表明,在工作频率990~1130 MHz、工作电压50 V、脉冲宽度100μs、占空比10%下,功率模块脉冲输出功率大于300 W,功率附加效率大于53%,功率增益大于38 dB。功率模块尺寸为30 mm×30 mm×8 mm。

用于提升风电消纳能力的高载能负荷调度策略研究

近年来,我国大力发展以风电为主的新能源发电,尤其是在我国风资源丰富的“三北”地区,但这些地区往往负荷需求量较小,与风电装机容量难以匹配,因此在我国“三北”地区存在大量弃风现象。为解决这一问题,文中介绍了用于提升风电消纳能力的高载能负荷调度策略。参与调度的负荷为两种高载能负荷,分别为电解铝负荷和铁合金负荷。根据两种高载能负荷的运行特性及调节特性,对其进行分类并建立数学模型,并根据两类负荷的不同特性,分别建立日前调度和日内调度的数学模型,通过算例验证了所提调度策略的有效性。

从美路线图看无人系统技术体系与发展趋势

对无人系统技术进行了综合评述,并对其发展趋势进行了展望。首先,基于美国国防部八版无人机/无人系统路线图的规划,深入分析了互操作性、自主性、人机协同、通信、网络安全、动力与能源、载荷等主要技术方向的内涵和关键能力,绘制了各个技术方向的发展规划脉络。随后,调研分析了美国在不同技术方向的发展现状和应用情况。最后,综合路线图分析和发展情况分析,研判了未来无人系统技术的发展趋势。综述表明,未来无人系统技术将呈现体系化、智能化、高能化三大发展趋势。所提出的从路线图规划和发展现状分析来研判无人系统技术发展的方法对厘清无人系统技术体系和发展趋势具有一定借鉴意义。

计及电解铝高耗能负荷调控和火电深调的高比例风电系统分层优化策略

对于高比例风电系统,风电出力典型的随机波动性和反调峰特性极大增加了其调峰负担,火电机组深度调峰虽已常态化,但系统调峰资源仍显不足,弃风问题有待解决。提出利用电解铝高耗能负荷(electrolytic aluminum energy-intensive load,EAL)作为新的调峰资源参与电网调度。首先,根据电解铝高耗能负荷的真实生产调节特性,耦合电流、温度及产量等多种因素,建立电解铝负荷参与电网调峰的精细化调节模型;然后,结合火电机组深度调峰模型,以系统弃风量最小和运行成本最小为目标,建立电解铝负荷和火电深调联合调峰的分层优化模型;最后以某实际区域系统为例,采用商业优化软件GUROBI进行求解分析,验证了所提方案可大幅减少系统弃风量,改善系统调峰运行经济性,并优化了火电机组深度调峰结构和发电经济性。

超高层建筑电气设计探析

本研究针对超高层建筑电气设计的关键性挑战,提出实用性的建议。以一个完成设计的超高层综合体为例,提出建筑高度150 m及以上公共建筑采用柴油发电机作为应急电源,保障特级负荷供电。推荐将发电机房置于地下室靠近变电所的位置,变电所则应选在负荷中心附近、商业价值较低且易于运输的区域。对于强电和弱电线路,分开设置竖井,并在建筑高度超过250 m时增设强电井,以优化电力分配。这些建议,旨在提升设计规范的适应性和建筑的电气安全。

超高层建筑综合体消防负荷供配电系统设计

结合现行国家、行业及地方规范、标准,对超高层建筑综合体的消防负荷供配电系统、柴油发电机选择等设计方法及设计要点进行详细探讨。

“工业上楼”建筑电气设计要点浅析

随着经济的发展,城市产业发展往往面临产业转型升级加速和土地资源紧张的双重压力,“工业上楼”举措成为了当今城市产业发展的趋势和研究方向。“工业上楼”面向的产业类型较多,不同产业类型对电气设计的需求也不同,因此“工业上楼”建筑电气设计也相对复杂,对电气设计也带来一定挑战。本文将针对“工业上楼”建筑电气设计关键要点进行探索,以供参考。

某超高层建筑供配电系统设计探讨

通过大连某工程实例,介绍超高层公共建筑的供配电系统设计,包括负荷分级、供电电源、备用电源配置、变配电所及变压器选择,重点对高区变配电所不同位置及数量的设置方案进行比较分析,最后结合新版变压器能效标准介绍变压器的节能设计。

基于熵值模糊层次分析法的碳化硅负荷接入位置对电网影响评估

高载能负荷参与需求侧响应已成为促进新能源消纳的重要举措,未来新型电力系统面临新能源占比不断提高及高载能负荷大规模接入的情况。亟需研究高载能负荷大规模接入对电网影响,以合理规划新能源机组与高载能负荷在配电网中的位置与容量。为此,以碳化硅负荷为研究对象,基于Matlab/Simulink仿真平台构建含高比例风电的IEEE33节点系统。基于参数摄动法,从电能质量、技术经济性、安全性3个方面评估风电机组与碳化硅负荷不同接入位置对电网的影响。应用熵值模糊层次分析法对仿真结果进行综合评估;评估结果与理论分析一致,验证了熵值模糊层次分析法的有效性。

Mechanical response of bridge piles in high-steep slopes and sensitivity study

The bridge piles located in high-steep slopes not only endure the loads from superstructure, but also the residual sliding force as well as the resistance from the slope. By introducing the Winkler foundation theory, the mechanical model of piles-soils-slopes system was established, and the equilibrium differential equations of pile were derived. Moreover, an analytic solution for identifying the model parameters was provided by means of power series method. A project with field measurement was compared with the proposed method. It is indicated that the lateral loads have great influences on the pile, the steep slope effect is indispensable, and reasonable diameter of the pile could enhance the bending ability. The internal force and displacements of pile are largely based upon the horizontal loads applied on pile, especially in upper part.

基于联合时序场景和改进TCN的高比例新能源电网负荷预测

为充分挖掘新型电力系统建设过程中高比例新能源并网对负荷预测的影响,以风光负荷数据为研究对象,提出一种基于联合时序场景和改进型时间卷积网络的短期负荷预测方法。首先,基于3σ准则对风光负荷历史数据进行分析,剔除异常数据,然后应用联合时序场景刻画负荷需求与风光出力的相关性,分类出不同负荷预测场景。接着,利用随机森林算法进行负荷预测特征量提取,构建随机森林时间卷积网络(RF-TCN)预测模型,并采用Bootstrap算法对预测结果进行修正。最后,以甘肃省2022年数据为例进行仿真,并设置4种对比算例。仿真结果证明了所提方法的有效性,以期在新型电力系统建设过程中发挥积极作用。

某型航空发动机高压直流电负载系统设计

为满足某型航空发动机功率分出试验要求,设计了一套高压直流电负载系统,介绍了系统的组成架构、软硬件设计思路、实现方法以及功能特点。该系统通过对负载电阻档位进行科学设计,并充分发挥PLC和组态软件配置灵活、自动化控制能力强的优势,利用软硬件的配合设计,实时控制和监视电负载系统状态,实现与加载载荷谱连锁进行自动加载及实时功率自动补偿,提高了电负载系统的自动化控制水平及控制精度。通过在发动机试验中进行充分验证,结果表明,该系统具有较高的自动控制能力以及较高的稳定性和准确性。

超高层建筑电气相关问题的探讨

通过对超高层建筑的调研,结合多部国内新出的通用规范和美国消防协会NFPA标准等,从业态、单位指标、负荷等级、应急电源、供电计量、消防报警等多方面展开分析,并对标准中的矛盾和不明确之处提出建议图示,供给同行参考和探讨。