Improvement of circuit oscillation generated by underwater high voltage pulse discharges based on pulse power thyristor

High voltage fracturing technology was widely used in the field of reservoir reconstruction due to its advantages of being clean, pollution-free, and high-efficiency. However, high-frequency circuit oscillation occurs during the underwater high voltage pulse discharge process, which brings security risks to the stability of the pulse fracturing system. In order to solve this problem, an underwater pulse power discharge system was established, the circuit oscillation generation conditions were analyzed and the circuit oscillation suppression method was proposed. Firstly, the system structure was introduced and the charging model of the energy storage capacitor was established by the state space average method. Next, the electrode high-voltage breakdown model was established through COMSOL software, the electrode breakdown process was analyzed according to the electron density distribution image, and the plasma channel impedance was estimated based on the conductivity simulation results. Then the underwater pulse power discharge process and the circuit oscillation generation condition were analyzed, and the circuit oscillation suppression strategy of using the thyristor to replace the gas spark switch was proposed. Finally, laboratory experiments were carried out to verify the precision of the theoretical model and the suppression effect of circuit oscillation. The experimental results show that the voltage variation of the energy storage capacitor, the impedance change of the pulse power discharge process, and the equivalent circuit in each discharge stage were consistent with the theoretical model. The proposed oscillation suppression strategy cannot only prevent the damage caused by circuit oscillation but also reduce the damping oscillation time by77.1%, which can greatly improve the stability of the system. This research has potential application value in the field of underwater pulse power discharge for reservoir reconstruction.

Three-dimensional simulation method of multipactor in microwave components for high-power space application

Based on the particle-in-cell technology and the secondary electron emission theory, a three-dimensional simulation method for multipactor is presented in this paper. By combining the finite difference time domain method and the panicle tracing method, such an algorithm is self-consistent and accurate since the interaction between electromagnetic fields and particles is properly modeled. In the time domain aspect, the generation of multipactor can be easily visualized, which makes it possible to gain a deeper insight into the physical mechanism of this effect. In addition to the classic secondary electron emission model, the measured practical secondary electron yield is used, which increases the accuracy of the algorithm. In order to validate the method, the impedance transformer and ridge waveguide filter are studied. By analyzing the evolution of the secondaries obtained by our method, multipactor thresholds of these components are estimated, which show good agreement with the experimental results. Furthermore, the most sensitive positions where multipactor occurs are determined from the phase focusing phenomenon, which is very meaningful for multipactor analysis and design.

Programmable Voltage Regulating Method for 15 kV High Voltage DC Power Supply

In order to solve the disadvantages caused by mechanical slide rheostat that has big errors and low precision,a novel voltage regulation method for high voltage DC power supply was introduced.The key of this method were digital potentiometer MAXIM 5455 and linear photoelectric coupling LOC110,and application programs were compiled using Visual Basic which was graphical compiling language,furthermore the communication between exterior and computer was carried out by ICP7044D module,in consequence the output value of high voltage DC power supply could be regulated with computer.The measured results showed that this method could accurately,conveniently and rapidly regulate the output value of high voltage DC power supply.

An Effective Thermal Splicing Method to Join Fluoride and Silica Fibers for a High Power Regime

A repeatable and simple thermal splicing method for low loss splice between fluoride and silica fibers is presented. The minimum splicing loss of 0.58 dB is achieved experimentally with this approach, Meanwhile, the power capacity of this splicing joint is also tested with a high power fiber laser. The maximum input power is up to 15 W, only limited by the available power of the laser source. To the best of our knowledge, this is the first report on thermal splicing between fluoride and silica fibers operating in a high power regime without any complicated ion-assisted deposition process.

公立医院文化软实力评价指标体系构建

目的:探讨公立医院文化软实力的重要性及核心内涵,构建科学的公立医院文化软实力评价指标体系,为医院文化建设和高质量发展提供参考。方法:采用文献回顾法,整合文化软实力相关国内外理论与实践,初步构建公立医院文化软实力评估指标;运用德尔菲法,经两轮专家咨询后确立指标内容与层次,并应用加权平均法确定各指标权重。结果:构建了公立医院文化软实力评价体系,包括5项一级指标、14项二级指标和42项三级指标,确定了各指标权重。结论:本研究从多角度、多层次构建的公立医院文化软实力评价指标体系具有科学性和适用性,为公立医院文化软实力评估与提升提供了科学工具,对公立医院高质量发展有积极意义。

大型光伏电站全直流送出关键问题研究

研究浙江舟山地区小洋山薄刀咀118 MW光伏电站全直流送出方案。介绍全直流送出系统的构建原理,重点阐述拓扑结构选择、接地方式、直流电压控制等关键技术问题。明确多级直流升压系统的构建原理。在PSCAD/EMTDC平台上搭建相应仿真系统,通过时域仿真验证所提小洋山薄刀咀118 MW光伏电站全直流送出方案的可行性。

基于七阶NR法与Broyden方法的柔性直流系统潮流新算法

目的 为了解决当前柔性直流输电系统潮流算法求解效率低的问题,方法 首先提出基于七阶NR法的潮流算法,该算法相较于传统的潮流算法具有更高的收敛阶数,可以有效减少迭代次数,提高算法效率;其次,针对七阶NR法单步迭代计算量大的问题,提出基于七阶NR法与Broyden方法的改进算法,利用七阶NR法突出的收敛特性,减少迭代次数,同时保留Broyden方法单步迭代计算成本较低的优势,避免浪费计算能力,使计算效率得到较大提升;最后提出一种经验法则,以确定改进算法中高阶NR法的迭代次数。结果 使用经典和改进算法对修改后的IEEE标准算例进行仿真测试,结果表明:与经典NR法相比,交流和直流的改进算法潮流计算结果最大误差分别为1×10^(-8)和2×10^(-8);平均计算时间方面,在IEEE-14、IEEE-30、IEEE-57、IEEE-118共4种算例系统下,改进算法的平均计算时间比经典NR法的减少了约61%;当算例系统由双端变为三端和双馈入后,改进算法的迭代次数保持不变,计算时间分别增加0.352 ms和0.636 ms;在重负荷情况下,改进算法的计算效率最高,且预设迭代次数较简单,当负荷值达到2.992时,其计算时间仅为经典NR法的60%。结论 本文的改进算法具有与经典NR法相同的精确性,但在计算速度方面更有优势,且更有利于在重负荷等极端情况下使用。

高低频复合励磁磁心损耗量化的研究

针对高低频复合励磁磁元件磁心损耗难以精确测量和建模的问题,在详细分析现有磁心损耗测量方法和磁心损耗模型局限性的基础上,根据直流功率法测量原理搭建高低频复合励磁磁心损耗测量系统,利用损耗能精确测量的空心电感验证其测量精度。最后,基于直流偏置下脉宽调制(pulse width modulation,PWM)波励磁的磁心损耗模型,提出高低频复合励磁磁性元件的磁心损耗预测模型,并实验验证预测模型最大相对误差为-8.83%,具有较高的精度。

适应我国高集中度电力现货市场的发电侧市场力辨识方法

我国电力现货市场发电侧拥有高市场集中度的特点,市场力的滥用辨识变得尤为重要。对美国事前市场力的辨识方法进行了详细综述,分析指出了行为-影响测试方法更适用于我国电力现货市场。在此基础上,进一步研究提出了高市场集中度下的事前-事后市场力辨识方法,包括用于辨识潜在市场力的剩余供给指标测试法和市场模拟仿真法、用于辨识事中市场力的行为-影响测试方法和从市场整体运行情况、用户侧、发电侧和电网侧4个维度进行全面评估的事后市场力辨识方法。最后,通过算例分析,论证了所提市场力辨识方法的合理性和可行性。

计及动态频率响应约束的高比例风电电力系统日前-日内联合调度策略

高比例风电电力系统具有转动惯量低、调频能力弱等特征,容易引发频率安全问题。现有计及频率安全约束的调度策略研究中,调频手段主要为惯性响应与一次调频,鲜见在单机故障等大功率扰动下考虑系统旋转备用与紧急功率支撑的动态响应作用。对此,在日前-日内联合调度模型中引入预想小功率扰动及大功率扰动下的系统动态频率响应约束。首先,分别构建两种预想功率扰动下的系统动态频率响应模型,采用阶梯备用等方法进行模型降阶,并进一步推导两种模型下的频率指标解析式。其次,提出计及动态频率响应约束的日前-日内联合调度架构,并分别构建日前及日内调度模型。进而,针对调度模型中最大频差约束导致的非线性问题,采用两阶段迭代方法求解。最后,开展算例分析,结果表明,所提联合调度策略能够兼顾系统运行经济性要求与频率安全性要求。

基于高频振荡的变流器杂散电感多参数提取方法

针对变流器不同位置杂散电感准确获取困难的问题,提出一种基于LC高频振荡原理的杂散电感多参数提取方法,充分利用变流器自身结构,通过3个现场实验主动构建不同的谐振电路,并根据它们的振荡频率计算变流器不同位置的杂散电感。首先阐述了高频振荡法的基本原理,建立了不同谐振实验的等值电路模型。然后,以1700 V/450 A IGBT变流器系统为例,通过仿真与实验进行了可行性与有效性验证。最后,通过实验与传统双脉冲法进行了对比分析。研究表明:所提出的方法可有效提取变流器内不同位置的杂散电感参数,与双脉冲法提取开关杂散电感结果基本一致,精度可达纳亨级。

典型光电系统强电磁脉冲耦合分析与加固方法

随着电磁环境的日益复杂,电子设备面临的电磁威胁愈加严峻。光电系统作为高灵敏集成化电子设备,强电磁脉冲能量耦合进入系统内部,影响防护能力本就薄弱的光电系统的正常运行。为明晰典型光电系统强电磁耦合过程,通过仿真分析不同强电磁辐照条件下筒型、侧窗型和多窗口型三种典型光电系统的强电磁耦合情况,提取了光电系统强电磁耦合特征及其制约因素,验证了光电系统进行强电磁防护加固的必要性和紧迫性。为解决光电系统强电磁防护能力薄弱的问题,通过仿真分析,验证了透明电磁防护窗口的强电磁加固效能;开展了基于支撑台阶与导电侧壁的电磁缝隙防护加固方法研究,分析了透明防护窗口缝隙耦合泄露的关键安装结构参数,提出了一种非电接触式装配缝隙强电磁防护加固方法。经测试,当缝隙防护结构长度为6 mm时,在0.2~4 GHz频率范围光电系统平均强电磁防护效能提升4.51 dB。研究结果为光电系统强电磁防护能力提升提供了理论指导和具体解决方案。

基于量热法的高功率激光功率测试技术

针对高功率激光功率的测试,尤其是高功率激光器烤机时的长时间测量需求,设计了基于水冷却的激光功率测量方法。利用热敏电阻测量冷却水进水口和出水口的温差计算激光功率。利用有限元仿真软件建立了吸收腔热路结构的三维有限元模型,并对不同口径的冷却水路进行模拟仿真。测试结果表明,用该方法测试高功率激光功率,测量相对误差可以保证在1.6%以内。

基于副边LLC谐振变换器的功率处理单元建模与分析

随着航空航天技术的不断发展,航天器对于霍尔电推进功率处理单元(PPU)的需求不断提高,高增益、大功率以及高效的PPU成为研究的主流方向。LLC拓扑能够在全负载范围内实现软开关,因此在PPU阳极电源中具有广阔的应用前景。原边LLC因其原副边增益特性,给阳极电源高增益变换器的谐振电感设计带来极大的挑战。针对上述问题,提出了一种改进的副边LLC谐振拓扑,在保留原边LLC谐振电路软开关特性的同时,有效解决了谐振电感设计问题,使得PPU阳极电源具备高增益的性能。首先利用时域分析法建立了副边LLC拓扑数学模型,其次在模型的基础上给出其峰值增益的计算方法,最后通过一台样机验证了所建模型的正确性并验证了副边LLC电路的有效性。

带散射体的电力系统多级传输线高频耦合模型

高频电磁场会与架空输电线路产生耦合,一旦高频电磁场的波长小于传输线的高度,经典传输线理论就不再适用。传统的全波数值算法虽然可以解决这一问题,但求解效率不高,需要消耗大量的时间与计算资源。此外,电力系统输电线路往往有多个垂直端,线路布局复杂,而以往针对电力系统传输线的高效求解研究都是只有左右两个垂直端的较为简单的模型,与实际电力系统传输线的结构不符,没有考虑中间带有垂直端的情况。为了解决这些问题,文中提出一种理论有效的方法来解决有损耗地面上方带有散射体的电力系统多级传输线的高频电磁场耦合问题。采用计算效率高的渐近法,并在渐近法中引入散射体的概念,以考虑更复杂的电路结构。最后通过数值算例验证了该方法的准确性和有效性。

基于对称分量法的调相机定子故障特征分析

传统同步调相机定子绕组匝间短路故障机理分析方法通常认为电机定子电流接近三相对称,并以此为基础建立同步调相机故障电流的数学表征。但是,一旦发生定子绕组匝间短路故障,同步调相机三相定子电流的对称性将遭到破坏,使得传统故障机理分析方法所建立的数学表征无法准确反映电机内部电气量的变化。文中通过引入对称分量法,建立故障后同步调相机瞬时有功/无功功率的数学模型,提出利用瞬时有功/无功功率中的2次谐波进行定子绕组匝间短路故障诊断。仿真和实验的结果表明:相较于利用定子电流3次谐波与基波幅值之比诊断故障的传统方法,文中方法在轻微故障状态下能提高至少7倍的诊断灵敏度,更易完成早期故障诊断。同时,所提方法中的故障特征量不受同步调相机工况和故障位置的影响,具有强鲁棒性。

考虑新能源高阶不确定性的交直流混联电网静态电压稳定裕度计算

随着大量新能源场站接入交直流混联电网,系统的静态电压稳定裕度(static voltage stability margin,SVSM)水平具有很大的不确定性,需要研究考虑新能源场站高阶不确定性的交直流混联电网SVSM计算方法。针对此问题,首先建立了交直流混联电网SVSM计算模型,模型中考虑了直流换流站控制方式随负荷增长的切换;采用概率盒模型描述风速与光照强度的随机波动,提出了改进区间半不变量法以获得更准确的SVSM概率盒,该方法通过K-means++聚类算法将随机变量样本划分为多个波动范围较小的样本集,以降低半不变量的线性化计算带来的误差;并结合Gram-Charlier级数展开和概率加权和计算得到考虑新能源场站高阶不确定性的系统SVSM概率盒。通过对修改的IEEE-39节点交直流系统和南方电网两个算例的分析,并与区间半不变量法和双层蒙特卡洛法比较,验证了所提出方法获得的SVSM概率盒具有较高的计算精度和效率。

超高压电网二次设备状态评估方法研究

传统超高压电网二次设备状态评估方法直接对指标体系进行分类未对二次设备评估指标体系进行建立,造成传统方法评估效率低。提出超高压电网二次设备状态评估方法研究。对二次设备评估指标体系进行建立,分别列出重要评价指标,并在此基础上进一步对指标体系进行分类,对样本集进行训练,从而实现超高压电网二次设备状态评估,设计对比实验,实验结果表明该研究方法具有更高的评估效率。

大倾角大功率采煤机摇臂润滑及冷却设计方法研究

提出了一种超大采高采煤机大倾角、大功率摇臂多腔润滑结构及冷却设计方法。通过将摇臂分为高速润滑腔、惰轮润滑腔、行星润滑腔构成的多腔腔润滑结构,避免了大功率摇臂在大倾角状态下油液聚集引起的发热问题,降低了齿轮传动飞溅润滑高度,保证了可靠的润滑效果;精确控制润滑油加油量,减少油液搅动摩擦。同时在摇臂上布置冷却效率高、维修拆装方便的多组冷却器,进一步降低摇臂传动系统温度,提高了摇臂传动可靠性,对今后超大采高采煤机大功率、大倾角摇臂设计具有一定的参考意义。

高功率密度电机制造质量提升方法

近年来,我国电动汽车和新能源汽车等高新技术产业的蓬勃发展,高功率密度现已成为电机的一个关键设计指标,其应用优势包括:重量轻、体积小及输出功率大等。但是在促进电机高功率密度化发展的过程中,也面临着一系列的问题,如:加工制造难度大、电机内部发热增高等,这些问题都在很大程度上影响到电机制造的质量和运行的安全性。基于此,本文对上述问题进行深入分析,采取针对性的方法来切实提高高功率密度电机制造质量,从而推动我国电机产业的可持续发展。