电动汽车并联动力电池放电电压混沌行为研究

为了解电动汽车并联动力电池组放电电压混沌机理,掌握电池组放电非线性规律,为电池组放电机理研究提供理论依据,改善电池组均衡与电池组差异故障预警的经验性与盲目性。构建并联电池组模型,并进行电池组实验验证;基于混沌理论,对并联电池组放电电压混沌规律研究,发现动力电池会发生混沌现象,但不会发生超混沌现象;混沌是由电池短时效应引起;混沌行为对动力电池系统产生负面性影响,理论上需抑制;并联电池组放电混沌行为发生时间受电池组不一致引发的原因影响,引发不一致的原因不同,并联电池组均衡和电池差异故障预警处理的优先级也不同。

考虑电感饱和的逆变器变开关频率控制仿真

不当操作会导致电感饱和状态下逆变器功率损耗严重,为了提升频率控制的稳定性,提出考虑电感饱和的逆变器变开关频率控制方法。根据逆变器的构成获取相关参数的矢量关系,利用基尔霍夫电压定律生成电感饱和状态的逆变器数学模型,通过旋转构建逆变器在dp坐标系下的数学模型,用于预测推导逆变器的电压值。设计开关控制的三大核心成分,分别为功率鉴定器、频率鉴定器和频率滞环比较器,利用电压定向矢量控制方法分别从三个核心成分中得出逆变器的损耗、功率控制结果以及频率状态量误差,完成逆变器变开关频率控制。实验结果表明,所提方法的电压控制效果较好,频率控制稳定性较高。

磁力馈能悬架的设计与实验研究

馈能悬架在完成被动悬架相关功能的同时,可实现对振动能量的回收。本文提出了一种在保留原被动悬架弹簧与阻尼结构的基础上,融入法拉第电磁感应馈能元件的磁力馈能悬架结构,保证原有悬架的安全性,同时实现无接触、无摩擦、无需润滑的馈能功能。本文阐述了该馈能悬架的工作原理与基本结构,并对悬架结构进行优化设计。进而研制了磁力馈能悬架的原理样机及馈能实验台架,研究在变频率、变幅值的正弦激励下,悬架系统的输出电压特性。实验结果表明:馈能悬架的输出电压与正弦激励的幅值和频率呈正相关。为了验证馈能悬架的自供电性与实用性,选用传感器作为负载,在7 Hz,4 mm的正弦激励下,馈能悬架可持续输出的电压为22 V成功地为传感器供电。

Transitional Recovery Voltages at Capacitive Currents Switching-off by Vacuum and SF6 Circuit-Breakers

Results of calculation the recovery voltages conditioned by capacitive currents switching-off by high voltage vacuum and auto-compression （SF6） circuit-breakers are presented in the article. The purpose of research was evaluating the maximum values of recovery voltages and also studying the dependence of recovery voltages on some influencing factors, especially on type of circuit-breaker presented in numerical models with its dielectric strength restoration law, chopping current and operation time. The research was carried out with using computer simulation.

基于支路变化影响域的大型电网电压暂降评估

大型电网拓扑结构变化会导致节点电压暂降评估结果改变,需重新进行海量线路故障场景仿真,但现有评估方法仿真时间过长,难以保证工程实用性。针对上述问题,提出了一种基于支路变化影响域的大型电网电压暂降评估方法。首先,通过构建针对基于支路变化的等值网络,推导出支路变化后待评估节点的暂降幅值变化函数,研究支路变化对节点电压暂降水平的影响规律;其次,基于各区域的不同影响程度提出自适应电气距离阈值选取方法,划分支路变化影响域范围,以此构建支路变化影响域内的故障场景并进行仿真;再次,利用支路变化影响域故障仿真结果,更新全网历史仿真结果,计算支路变化后的节点电压暂降严重程度;最后,通过对IEEE118节点系统以及华东某地市的实际网架结构进行实例分析,证明该文方法至多能够有效减少约91%的故障仿真时间,提升大型电网电压暂降评估效率。

论高压触电案件责任主体界定标准

高压触电致人损害案件的赔偿主体如何界定一直都是理论界与实务界的难题。以立法学角度观之,是因为不同部门及位阶的法律规范之间存在大量冲突。而择法教义学角度分析,是司法者机械解释“经营者”等不确定概念,未能回归高度危险理论来探究“经营者”的本质内涵所致。实际上,高压电能一样具有观念上的产权,当高压触电事故发生时,应当由高压电能产权人以及高压电能载体产权人共同承担无过错侵权责任。无论是高压电能的生产主体、还是销售主体抑或是使用主体,三者皆可“实际控制”高压电能运行,具体由何者承担,应当根据具体的电能交易形式进行责任判定。

控制参数对光伏并网系统间谐波电流影响分析

针对光伏并网系统在最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制下直流侧电压振荡引起的间谐波电流现象,结合光伏逆变器控制系统特点,建立了单级式光伏并网系统解析模型。分析了直流侧电压振荡到交流侧间谐波电流的传变规律,并通过仿真实验验证了传变规律的准确性。分析了MPPT控制参数和逆变器控制参数对光伏并网系统输出间谐波电流的影响。仿真结果表明MPPT控制参数影响间谐波电流幅值和频率分布,逆变器控制参数在不同频段下对间谐波电流幅值影响不同。

配电网电缆在线监测装置的三相取能电源设计与探讨

针对配电网三芯电缆绝缘状态在线监测设备的供能问题,对三相在线取能电流互感器(current transformer,CT)的工作原理进行研究,开发一种适用于三芯电缆在线监测设备的三相取能CT,并设计后续倍压整流电路。通过仿真和试验,对影响取能CT输出功率和电压的因素进行定性分析和探讨。结果表明,在取能CT尺寸确定的情况下,影响输出功率的主要因素是一次侧电流,影响输出电压的主要因素是二次侧绕组匝数、磁芯与缆芯垂直距离、磁芯侧面积。该取能电源的研发验证了三相在线取能的合理性与可行性。

脉冲电压老炼过程中真空击穿机制演化机理

脉冲电压老炼是提高真空电极间隙击穿特性的有效方法。该文采用64/700μs冲击电压对纯铜球电极进行脉冲电压老炼试验,利用X射线光子能谱表面分析、阴极表面粗糙度及扫描电子显微镜测量,结合Fowler-Nordheim理论,分析诊断了脉冲电压老炼过程中真空击穿波形的击穿机制,并揭示真空击穿机制的演化机理。结果表明:阴极表面X射线能谱Cu峰变化对比,表面粗糙度及其突起结构和微观金属微粒分别支撑验证了老炼过程中击穿波形包含脉冲电流诱发真空击穿,场致发射诱发真空击穿和微粒诱发真空击穿3种击穿机制。脉冲电压老炼过程中存在不同真空击穿机制的演化过程,具体为:老炼起始阶段的击穿机制主要为脉冲电流诱发真空击穿和微粒诱发真空击穿;随后老炼过程由微粒诱发真空击穿主导,脉冲电流诱发真空击穿消失,场致发射诱发真空击穿逐渐增多;最终,老炼饱和阶段由场致发射诱发真空击穿与微粒诱发真空击穿共同主导。该试验结果为从击穿机制演化机理角度提升真空电极间隙击穿特性提供重要理论参考。

基于新型电压控制律的永磁同步电机滑模补偿控制

针对永磁同步电机转矩闭环控制系统中动态耦合项和反电动势项引发弱动态性能的问题,提出一种基于新型电压控制律的永磁同步电机滑模补偿控制方法。首先,基于永磁同步电机模型建立新型电压控制律,保证转矩闭环控制系统的稳定性。其次,利用速度估值与滑模面的函数关系,设计自适应速度观测器,对d、q轴耦合项和反电动势项进行补偿,同时实现系统的速度闭环控制。在此基础上,引入含sigmoid非线性光滑函数的滑模面,构造滑模补偿控制策略,实现控制律在整个运动过程中对参数摄动和外扰动的鲁棒性。最后,搭建Matlab/Simulink仿真模型和由TMS320F28335控制的400 W永磁同步电机的实验平台。仿真和实验结果表明所提控制方法具有转矩和电流波动小、响应快和鲁棒性强的特性。

基于电压不对称故障修正的电网稳定控制仿真

因电网动态电流和电压的变化难以控制,且电压不对称问题修正过程干扰因素过多,提出一种电网稳定控制方法。根据动力守恒定律建立电网功率输出模型,分别计算在有、无功率输出时电网运行相关量的正、负序量值,将其作为电网稳定控制阈值。考虑到电网故障分为电压变化、电流变化以及运行功率变化三个阶段,采用无功注入方式补偿出现故障时既定电压的差值会出现空缺问题,设置逆变输出器,控制故障电流的跌落值,完成电网稳定的控制。经仿真证明,当电网出现电压不对称故障时,电网的360个测试点经过研究方法控制后电压、电流均回到了稳定阶段,整体波形变化相对平稳没有出现过高或过低的幅值,电网实现高效稳定运行。说明所提方法对电压、电流的稳定控制效果好,鲁棒性较强,实用价值更高。

基于拉格朗日乘子的交流放大电路参数优化方法

交流放大电路是电子工程中重要的一类电路,它的基本结构和参数对于其工作性能有着重要的影响。然而由于交流放大电路设计中存在元器件参数耦合以及不连续问题,导致电路设计无法达到最优性能,即品质因数不能取最大值。为此提出了一种基于拉格朗日乘子的交流放大电路参数优化方法。首先介绍了采用基尔霍夫定律推导放大电路的传递函数方程。随后讨论了交流放大器的主要参数,包括中心频率和放大倍数,最终推导出品质因数。最后,使用拉格朗日函数来求解在给定中心频率和放大倍数下品质因数的最大值问题,即通过将中心频率和放大倍数视为约束,在这两个完整约束下求解函数的最大值。基于典型交流放大电路系统地阐述了基于拉格朗日乘子的参数优化方法,为交流放大电路的优化设计提供了理论基础。

变压器油与绝缘纸板电导特性研究

从电导特性的角度研究了变压器油在高场强下的预击穿过程及机制,将变压器油在不同电场下的电导机制分为3个阶段:①在电场低于0.44 kV mm 1时,电导电流I与外施场强E成正的线性关系,符合欧姆定律;②电场强度在0.44 1.33 kV mm 1范围内时,ln(I/E2)1/E成正比,满足Fowler-Nordheim场致发射方程,属于隧道效应电流阶段;③当油中电场强度E>1.33 kV mm 1,I与电压的二次方U2成正比,属于空间电荷限制电流阶段,载流子视在迁移率c约为2.93 10 3cm2/(V s),当外施电场为2 kV mm 1时,载流子流速v为0.586 m s 1,电流体力学迁移率h约为1.5 10 3cm2(V s)1。同时,对影响变压器油电导特性的温度、流体压强、油中含水等因素进行研究,试验结果表明,随着温度的升高、流体压强的减小以及油中含水量的增加,变压器油的电导电流均将明显增加。此外,对工程上关注的不同浸油程度的绝缘纸板的电导和介电特性及其影响因素进行研究,结果表明,随着浸油水平、温度和工作频率的提高,绝缘纸板的电导电流均将相应增加。

脉冲序列Buck变换器的控制规律及特性

研究了开关DC-DC变换器电压型和电流型脉冲序列控制的特点和实现方式,分析和对比了脉冲序列控制Buck变换器的稳态工作特性、控制规律和启动特性.理论分析、仿真和实验结果表明:电压型和电流型脉冲序列控制变换器在负载变化时控制规律基本相同,即负载增大时控制器产生较多的高能量脉冲.当输入电压升高时,电压型和电流型脉冲序列控制器分别产生较多的低能量脉冲和高能量脉冲.与电压型相比,电流型脉冲序列控制变换器具有更平稳的启动特性.

用于电压波动研究的交流电弧炉电弧模型

电弧炉对供电系统造成的电能质量问题主要是引起供电系统电压波动。建立了用于电压波动研究的电弧模型,新模型是将确定性电弧模型与弧长变化规则相结合来模拟电弧炉负荷的非线性和随机性。其中确定性电弧模型以能量守恒定律为基础,用非线性微分方程描述电弧电导、电流和弧长之间的函数关系;电弧弧长变化规则是在理想弧长基础上叠加带通白噪声。在Simulink环境下,将新的电弧数学模型作为一个等效电压源接入电弧炉供电系统进行仿真。通过与现场实测数据进行对比,证明新模型可用于仿真研究电弧炉引起的供电系统电压波动问题。

高压输电线路杆塔采动变形规律研究

高压输电线路下压煤是许多矿区一种普遍存在的问题,研究高压输电线路杆塔采动变形规律具有重大的现实意义。文章对杆塔的采动变形规律进行了初步研究,根据杆塔所处位置不同,将工作面沿推进方向划分为五个区域,并分别阐述了杆塔处于每一区域的移动变形规律,总结了杆塔位于地表移动盆地不同位置移动变形规律的特点,并结合矿区实例进行了简要分析。

高压输电线路的故障测距方法

高压输电线路的准确故障测距是保证电力系统安全稳定运行的有效途径之一。比较全面地讨论了故障测距方法及其研究现状。根据各测距算法采用的原理不同,将其分为故障分析法和行波法两类,在简单介绍故障分析法之后,重点对行波法的行波获取、波头识别、波速确定等问题以及单端、双端和多端行波测距算法分别进行了分析、对比和讨论,并在此基础上总结得出了行波法中仍需解决的问题和可能的解决办法以及各种测距算法的优点和存在的问题。指出了每种测距算法的适用范围和应用局限性。最后,对高压输电线路故障测距的研究及应用前景进行了展望。

同轴电缆强电磁脉冲辐照下的终端负载响应规律

为清楚得到设备互联电缆在超宽带辐照条件下的耦合响应规律,以典型射频同轴电缆为受试对象,将电缆终端连接的设备等效为集总负载,通过对其进行超宽带辐照效应试验,分析了受试电缆长度、终端负载状态等对同轴电缆终端负载响应规律的影响。结果表明:同轴电缆对电磁辐照响应具有选频特性,终端负载响应电压的峰值出现在电缆相对长度为1/2的整数倍的频点;同轴电缆受到超宽带辐照后,感应皮电流通过转移阻抗转化为芯线与屏蔽层之间的差模感应电压,而这一感应电压源的内阻就是同轴电缆的特性阻抗;同轴电缆终端等效负载阻值的变化不会对电磁脉冲辐照响应波形产生影响,但影响其响应电压峰-峰值的大小,终端负载与等效感应电压源内阻上的电压响应满足分压原理;屏蔽室内部采用不同长度的连接电缆时,受试电缆超宽带辐照终端负载响应电压相近、峰值响应频点基本相同,说明了屏蔽室内连接电缆的长度对受试电缆超宽带辐照终端负载的响应无明显影响。

柔性直流输电换流器故障特性分析及诊断研究

为了准确识别柔性直流输电电压源换流器故障类型及位置,在分析换流器故障特性的基础上,给出了一种简便快速的故障识别及定位方法。基于两电平电压源换流器的VSC-HVDC的系统仿真,分别建立了交流侧单相断线故障时直流电压、直流电流波动分量计算模型和两侧换流器故障交流电流计算模型,分析了故障换流器交流侧谐波与直流侧谐波分量的关系,给出了柔性直流输电换流器故障谐波传递规律。根据已建立的故障换流器数学模型和交直流侧谐波传递规律,以直流电流各次谐波分量、交流电流有效值和标幺化直流分量作为诊断特征量,提出了一种运算简便快速的故障定位方法,可用于识别电压源换流器中轻微故障的位置。仿真结果表明,提出的故障识别及定位方法能够在线实时准确地诊断电压源换流器轻微故障类型和位置,诊断时间最多需要35 ms。

电压暂降时空多粒度属性分析与知识发现方法

随着高端制造业的发展,以电能质量为代表的电力扰动已对敏感用户造成极大的经济损失,为了提升电网安全稳定水平并优化营商环境,针对电压暂降这一典型电力扰动事件,提出电压暂降时空多粒度属性分析与知识发现方法。由于传统电力扰动分析方法依赖机理分析与精确建模,难以处理包含多不确定因素的复杂问题,从复杂问题认知规律的角度出发,提出“数据—特征—指标—信息—知识”所构成的递进认知架构,作为解决复杂问题的一般思路。在此基础上,通过电压暂降时空多粒度属性分析对不同时空尺度下的暂降相关属性进行拓展,克服了传统方法仅从单一粒度分析问题造成暂降信息缺失的问题。由于不同时空粒度下的暂降属性变化反映了其他不确定性因素对电压暂降的影响,通过粒度约简挖掘监测数据背后蕴藏的电压暂降影响程度与电网结构属性之间的关联关系,推导发现电压暂降传播规律。通过仿真和实测数据对本文方法的有效性和可靠性进行了验证,本文方法可适用于包含多不确定因素的复杂问题,有助于突破电力扰动相关的诸多技术瓶颈。