基于离散哈里斯鹰算法求解车辆路径问题

针对带容量约束车辆路径问题,提出一种离散哈里斯鹰算法。在哈里斯鹰算法的基础上,根据车辆路径的编解码特点,重新定义算法在全局搜索和局部开发阶段的更新策略;在全局搜索阶段利用随机插入和反转策略更新哈里斯鹰个体的位置,提高算法的全局开发能力;在局部开发阶段利用转移算子和移除算子设计哈里斯鹰个体的更新机制,提高算法的局部精细化搜索能力;通过改进逃逸能量平衡全局搜索和局部开发能力。实验结果表明,重定义的更新策略均能有效提升算法效率,将该算法和其它启发式算法的结果相比较,所提算法在求解精度和稳定性方面更具优势。

能源桩传热特性与热-力响应研究综述

能源桩将地源热泵系统与传统桩基结合,具有换热效率高、占用空间少和成本低等优点。梳理近年来关于能源桩的传热和承载性能两个方面的研究进展,分析能源桩传热性能的影响因素及机理、热—力耦合状态下的结构响应及传热、结构响应的数值模型。在此基础上,提出能源桩下一步的研究建议与展望。分析指出:螺旋形管体的换热面积最大,换热效率最佳;在循环剪切作用下,能源桩的桩—土界面侧摩阻力衰减,使桩基承载力不断弱化;此外,一个周期中的制冷/制热需求不均可能引起地表温度失衡,从而影响换热效率。能源桩的优化设计及长期服役的可靠性将是未来研究的重点。

基于容性能量转移原理的高压大容量DC/DC变换器

随着基于电压源型换流器的柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)技术的快速发展,十几年间世界范围内已建成数十个各种不同电压等级的VSC-HVDC工程。根据交流电网的发展历史,未来构建大规模直流电网是必然趋势。然而直流电网必须采用DC/DC变换器来充当直流变压器的角色,因此高效率、低成本的高压大容量DC/DC变换器是直流电网技术中亟待攻克的关键基础性课题。该文针对不同电压等级直流输电线路互联的技术需求,对经典低压DC/DC拓扑进行改造,推演出一系列基于容性能量转移原理的高压大容量DC/DC变换器拓扑,并揭示此类拓扑的演化规律和换流原理。相比传统变换器方案,该拓扑可降低器件数量,提升拓扑转换效率以及减小变换器体积重量。最后,通过仿真和实验验证基于容性能量转移原理的DC/DC变换器的可行性。

电容耦合谐振式高压无线输电系统的设计与实施

可靠的电源供应一直是限制输电线路在线监测系统广泛应用的瓶颈问题。为解决该问题,本文提出了一种新型的电容耦合谐振式无线能量传输系统。该系统利用高压线路与大地电位稳定的特点,构建虚拟回路,将传统的四极板耦合结构简化为双极板结构。同时,利用电荷分布在耦合极板上的边缘效应,进一步将全面板耦合极板简化为环形空心极板,使系统结构更为简洁,并具有良好的户外防风能力。本文建立了简化系统的电路模型,并对系统的功率、效率特性进行了分析。并且,通过多组对比实验对所提出的系统结构和电路模型的有效性进行了验证。理论和实验结果都表明了简化后的系统结构能有效地实现电能的无线传输,并且拥有比传统的双极板系统更高的传输效率和更远的传输距离。

基于ICCOS的STRETCH meat grinder电路中逆流回路的探讨

将ICCOS换流原理应用于STRETCH meat grinder电路中的电感储能型脉冲电源新型拓扑具有有效提高关断电流和降低系统成本的优势。为构建电气性能和非电性能最优的电感储能型脉冲电源系统,对基于ICCOS的STRETCH meat grinder电路的逆流回路的分析和优化设计是必要的。基于ICCOS的STRETCH meat grinder电路的理论分析,结合初步实验结果,本文提出了ICCOS逆流回路的基本设计约束,通过逆流电容值及其预充电压的优化取值,使逆流能量最小。仿真分析表明,ICCOS最小逆流能量和所要关断的电流大小直接相关,且受到一次直流电源的影响,而与所关断的电感初始储能大小无关。

一种利用非线性电阻和高温超导空心脉冲变压器转换放电的脉冲功率电源

针对传统电容储能脉冲电流电路存在的问题,本文结合高温超导储能技术,提出了一种利用非线性电阻和高温超导脉冲变压器转换放电的脉冲功率电源。对该脉冲电源的工作过程进行了理论分析,分析结果表明提高非线性电阻的转变电压和脉冲变压器变比能提高系统的效率。为了验证该脉冲电源的可行性,设计了一个采用高温超导Bi2223/Ag带材和铜带绕制的小型脉冲变压器进行实验,实验结果和仿真结果基本一致,验证了该放电模式具有较高的能量传递效率和电流上升率。

A 3.3 kV 4H-SiC split gate MOSFET with a central implant region for superior trade-off between static and switching performance

A split gate MOSFET(SG-MOSFET)is widely known for reducing the reverse transfer capacitance(C_(RSS)).In a 3.3 kV class,the SG-MOSFET does not provide reliable operation due to the high gate oxide electric field.In addition to the poor static performance,the SG-MOSFET has issues such as the punch through and drain-induced barrier lowering(DIBL)caused by the high gate oxide electric field.As such,a 3.3 kV 4 H-SiC split gate MOSFET with a grounded central implant region(SG-CIMOSFET)is proposed to resolve these issues and for achieving a superior trade-off between the static and switching performance.The SG-CIMOSFET has a significantly low on-resistance(R_(ON))and maximum gate oxide field(E_(OX))due to the central implant region.A grounded central implant region significantly reduces the C_(RSS)and gate drain charge(Q_(GD))by partially screening the gate-to-drain capacitive coupling.Compared to a planar MOSFET,the SG MOSFET,central implant MOSFET(CIMOSFET),the SGCIMOSFET improve the R_(ON)×Q_(GD)by 83.7%,72.4%and 44.5%,respectively.The results show that the device features not only the smallest switching energy loss but also the fastest switching time.

无线电能传输技术研究与应用

概述了无线电能传输技术的工作原理、技术挑战以及典型应用。首先,介绍了近场传输中的电感与电容耦合机制,并对不同的拓扑结构进行比较分析,得出补偿电容参数;然后,结合近几年国内外学者的研究现状,介绍目前在无线电能传输系统中所面临的技术难题,并对相应的解决方法进行了分析;最后,概述无线电能传输技术在电动汽车和便携式电子设备中的应用,并讨论了无线能量传输技术未来的发展重点。

基于双边动态电容补偿的ICPT拓扑及控制研究

针对传统固定补偿容量的感应耦合电能传输(ICPT)系统中,输出电压会随负载变化而波动,提出了一种基于磁能再生开关(MERS)双边动态电容补偿的ICPT拓扑,使系统的补偿环节具有可控性。采用电路互感理论和松耦合变压器漏感模型对拓扑建模分析,建立了磁能再生开关与输出电压、逆变器功率因数间的数学关系;通过发射端动态补偿抵消系统输入阻抗的电抗分量,提高功率因数;接收端动态补偿削弱负载变化的影响,稳定输出电压。最后搭建了一台5 V电压输出的试验样机,在负载变化范围内,逆变器功率因数稳定在约0.9,验明了所提拓扑在负载变化时的稳压和功率因数调节作用。