Perovskite Self-Passivation with PCBM for Small Open-Circuit Voltage Loss

It is well known that [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) is a common n-type passivation material in PSCs, usually used as an interface modification layer. However, PCBM is extremely expensive and is not suitable for future industrialization. Herein, the various concentrations of PCBM as an additive are adopted for PSCs. It not only avoids the routine process of spin coating the multi-layer films, but also reduces the PCBM material and cost. Meanwhile, PCBM can passivate the grain surface and modulate morphology of perovskite films. Furthermore, the most important optical parameters of solar cells, the current density (Jsc), fill factor (FF), open-circuit voltage (Voc) and power conversion efficiencies (PCE) were improved. Especially, when the PCBM doping ratio in CH3NH3PbI3 (MAPbI3) precursor solution was 1 wt%, the device obtained the smallest Voc decay (less than 1%) in the p-i-n type PSCs with poly (3,4-ethylenedioxythiophene):poly (styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) as hole transport layer (HTL) and fullerene (C60) as electron transport layer (ETL). The PSCs Voc stability improvement is attributed to enhanced crystallinity of photoactive layer and decreased non-radiative recombination by PCBM doping in the perovskites.

基于全桥型MMC的开关序列切换方法及IGBT开路故障诊断策略

全桥型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因具备直流故障穿越能力受到广泛关注,但全桥子模块(full-bridge submodule,FBSM)中更多的开关器件数量对MMC的运行可靠性带来了巨大挑战。针对于此,首先提出了基于全桥型MMC的开关序列(switching sequence,SS)切换方法,通过增加一种子模块(submodule,SM)切除状态,能在不额外增加开关损耗的基础上,使所有类型IGBT开路故障均能够体现故障特性。进一步,分析了所提SS切换方法下的故障特点,并提出了IGBT开路故障诊断策略。所提策略通过判断SS计数是否超出阈值对故障进行检测,并定位故障SM,之后基于SS计数的正负或电容电压变化值进一步辨别故障类型。所提故障诊断策略能够准确检测出IGBT故障,定位出发生IGBT开路故障的SM,并辨别其故障类型,有利于主动运维。此外,所提策略无需额外硬件,并可在一个工频周期(20 ms)内完成对所有故障的准确诊断。最后通过硬件在环平台验证了所提SS切换方法及IGBT开路故障诊断策略的有效性。

双三相永磁同步电机驱动系统简易容错控制方法研究

针对双三相电机驱动系统开路故障容错控制问题,依据双三相电机空间矢量解耦理论,提出一种简易的容错控制方法,即虚拟健全系统。研究了双三相永磁同步电机驱动系统单相缺相和开关管故障,给出了基于电流补偿的容错控制和最小铜耗容错控制的参考电流,其中以绕组总铜耗最小为优化目标得到的容错参考电流为全局最优铜耗解。采用重复控制器实现非常规容错控制参考电流的有效精确跟踪。提出的容错控制方法可确保系统容错切换过程中,整体控制框架、数学模型、调制策略均保持不变,仅需改变参考电流,降低了容错控制的复杂度。同时,提出的容错方法也可以扩展到其他相数多相电机的容错控制。

具有热退火提升器件V_(OC)特性的Z构型A-DA'D-A结构受体

开发具有高开路电压(V_(OC))和有利于减少非辐射重组损失的有机太阳能电池新活性层材料至关重要.本文基于经典吸电子单元(A)-给电子单元(D)结合的A-DA'D-A型受体Y6,开发了一种具有高最低未占分子轨道(LUMO)能级的“Z”构型萘并[1,2-c∶5,6-c']双[1,2,5]噻二唑(NT)核A-DA'D-A受体(ZNT),此分子构型呈现“Z”构型,并通过提高退火温度实现了D18作为给体的器件非辐射复合损失的降低和V_(OC)的提升.为了研究此现象与热退火降低V_(OC)的普遍现象的不同,制备了D18∶Y6体系作为参考.通过提高热退火的温度, D18∶Y6体系的乌尔巴赫能量(EU)升高,非辐射复合损失增大,因此V_(OC)持续降低;与此相反, D18∶ZNT体系的EU随热退火温度升高而降低,非辐射复合损失也有效降低,因此实现了V_(OC)的提高. V_(OC)从未退火条件下的0.950 V提高到80℃退火时的0.963 V, 100℃退火时的0.993 V,直至110℃退火时的0.995 V.退火温度上升时电子迁移率增加,纯ZNT的晶体相干长度增大,证实了能量无序的减少来源于受体ZNT有序性的增加.此外, ZNT受体的(LUMO)、最高占有分子轨道(HOMO)能级和带隙都比Y6的高,结构的平面性更高,器件的激子分离效率较低,使得基于ZNT受体的器件效率低于以Y6为受体的器件.本文报道的“Z”构型A-DA'D-A受体的中热退火使V_(OC)升高的独特现象可为未来高V_(OC)有机太阳能电池的发展提供一个材料设计方向.

配电变压器短路和开路损耗在线测量系统

针对配电变压器短路损耗和空载损耗离线测量影响供电连续性的问题,提出一种新的变压器损耗在线测量方法并设计了在线测量系统。依据变压器等效电路模型建立变压器短路阻抗与其一、二次侧电压、电流的关系,并推导出了短路阻抗与空载和短路损耗之间的关系。采用线性拟合方法拟合在线采集到的配电变压器相电压和相电流值来实现短路电阻的在线测量,进而实现变压器短路和空载损耗的在线测量。给出一种新的变压器损耗在线测量方法,建立一套变压器损耗在线检测系统,并在Matlab/SIMULINK仿真平台上进行仿真研究。结果显示,使用该方法计算出的空载损耗和短路损耗分别小于或等于0.4%和2.12%,验证了该方法的有效性和准确性。

变压器空载损耗和短路损耗在线检测方法

空载损耗和短路损耗是变压器的重要性能参数。目前电力部门主要是在离线状态下通过空载试验和短路试验来测量这两个参数,该方法既不经济又影响供电的连续性。基于此,提出了一种变压器空载损耗和短路损耗的在线检测方法,通过分析变压器的工作原理和等效电路模型,推导出了空载损耗和短路损耗计算公式,并结合数据采集系统在线采集变压器的运行电压和电流,实现了空载损耗和短路损耗的在线检测。仿真研究表明该方法是正确的、可行的。

3种谐波电流注入模式下的磁通切换永磁电机缺相容错控制

对矢量控制九相定子36槽/转子34极磁通切换永磁(flux-switching permanent magnet,FSPM)电机驱动系统中一相断路故障工况进行研究。单相故障时,根据转矩电流分量不变及定子铜耗方程,提出了3种谐波电流注入模式下无扰运行的容错控制策略,即在容错运行时分别注入3次,3、5次以及3、5、7次谐波电流,进而获得铜耗最小优化目标的容错电流通用在线生成方法。仿真分析和原理样机容错实验结果,证明了所提方案可以减小定子绕组断路故障引起的转矩脉动,使九相FSPM电机在故障状态下的运行性能得到明显改善,有效提高调速系统的可靠性。

烧结Nd-Fe-B磁体的温度稳定性缺陷分析

采用SEM、EDAX及粒度分析手段,研究了烧结Nd-Fe-B磁体开路磁通不可逆损失(hirr)异常偏高的原因。结果表明,磁体显微组织中晶粒尺寸分布不均匀及存在少量粗大晶粒,是导致其温度稳定性缺陷的主要因素,表现为少数产品hirr异常偏高。在磁体工业生产过程中,改进原料的铸锭和制粉技术,避免出现粗大粉末颗粒,减少极细粉末颗粒的数量,保证磁体显微组织精细均匀,是制备温度稳定性高的烧结Nd-Fe-B磁体的基本措施。

大型半速汽轮发电机非全相工况下转子涡流损耗的研究

发电机不对称运行时,会产生负序电流,负序电流会在转子表面感生一定的涡流损耗,这将导致发电机涡流损耗增大,温升变高。而非全相运行属于一种较为严重的不对称故障状态,所以对发电机非全相运行时转子表面涡流及涡流损耗的研究就显得尤为重要。首先,为了准确分析计算发电机非全相运行时转子表面涡流和涡流损耗,建立了用于单机无穷大系统动态分析的场–路–网耦合时步有限元模型,分析计算了发电机额定并网运行时变压器高压侧一相和两相断开的非全相工况下,产生的负序电流在转子表面感生出的涡流损耗,揭示出转子各部分涡流损耗的分布规律。其次,计算了发电机额定并网工况下转子涡流损耗,将计算结果与非全相工况下的结果进行了对比分析,得出一些有价值的结论。最后,为了分析槽楔连接方式对转子涡流损耗的影响,分析计算了槽楔短接和断开两种情况下的转子表面涡流损耗,结果表明槽楔不同的连接方式对转子各部分涡流损耗有很大的影响。

锂离子电池开路电压曲线形状与多阶段容量损失（英文）

锂离子电池老化过程中的多阶段容量损失,即由大致成线性的容量损失阶段突然变为急速下降的容量损失阶段,引起了人们越来越多的关注。我们发现这种多阶段容量损失特征可以由锂离子电池开路电压曲线的多段斜率形状引起。电池老化过程中的内阻增加,给定放电规程下的放电截止电压落到电池开路电压曲线的不同斜率区间,导致了不同的容量损失速率。为了解释这一现象,我们首先以一个两阶段的示例演示了此过程,然后,建立了一个通用的模型来模拟电池老化过程中的容量多阶段衰减,该模型考虑了电池正负极的开路电压曲线与内阻,可以引入多种材料体系、多种老化机理。本研究为锂离子电池老化行为研究提供了新的视角,可为锂离子电池全生命周期使用提供帮助。

模拟体液中的尿酸对AZ31B镁合金腐蚀行为的影响

过去，探讨高尿酸浓度体液中AZ31B锾合金腐蚀状况的研究不多。采用开路电位、交流阻抗谱和失重法等研究了AZ31B镁合金在不同尿酸浓度的模拟体液中的腐蚀行为。结果表明：在模拟体液中尿酸会加快镁合金的腐蚀，但是尿酸加入量与腐蚀速度不是简单的线性关系，尿酸浓度较小时其对腐蚀速率影响较大，当尿酸浓度超过104μmoWL后，镁合金的腐蚀速率不再显著增大；镁合金的失重速率随着浸泡时间的延长而减小，经8～12d的浸泡后，镁合金的腐蚀过程基本达到稳定状态。

基于开路阻抗参数的EMI电源滤波器插入损耗研究

提出了利用开路阻抗参数矩阵分析EMI电源滤波器插入损耗的方法。分析共模、差模等效电路的阻抗参数和插入损耗的关系,通过Matlab绘出不同于50Ω测试系统时的插入损耗曲线,并用试验验证了方法的有效性。

MH-Ni电池储存的研究

研究了MH-Ni电池以不同荷电态储存时容量的衰减程度;对AA型1.4Ah电池进行了常温(25℃)180d和高温(65℃)30d储存测试,结果表明,电池按额定容量的0%,50%和100%荷电态储存后,容量损失分别为2.4%,5.7%和6.8%,这种损失主要由正极引起并且不可恢复。通过研究还发现,在电池正极中掺杂由化学氧化法合成的NiOOH和使用磺化隔膜,可以有效地提高电池荷电保持率近10%,放电态常温(25℃)90d和高温(70℃)20d储存过程中开路电压降低缓慢,储存后容量损失相对较小,更有利于长期储存。

DJYL-1型防窃电测录仪

结合现有产品,介绍了针对三相四线制经CT接入式有功电能表的防窃电技术,并对此项技术的推广应用作了探讨。

高压断路器液压操动机构管道特性研究

以550 kV SF6高压断路器液压操动机构为研究对象,分析了液压机构分合闸过程中的管道损失和压力波传递效应,建立了管道损失和压力波动分布参数模型。对系统进行了建模和仿真,讨论了液压机构的管道特性及管道结构参数对系统分合闸性能的影响。试验验证了仿真结果,证明了仿真模型的准确性。

在线测量10kV配电变压器损耗的方法研究

在我国,10kV配电变压器应用较为广泛,对在线测量变压器损耗的方法进行研究有利于电力系统安全可靠运行。在考虑谐波的影响下,实现对变压器损耗实时高效的检测,进而准确判断故障、达到节能降耗的目的。首先把损耗分解为基波损耗及谐波损耗两部分。通过变压器的等效电路模型得出变压器短路阻抗与变压器一、二次侧电压电流关系,理论推导将运行中的变压器不变损耗和可变损耗分解开,依据不变损耗近似为铁耗,可变损耗近似为额定电流下的铜耗,以此为原则来完成配电变压器基波损耗的在线测量。另外建立谐波损耗模型,针对谐波次数对损耗的影响做出分析。在仿真平台上进行仿真,主要针对10kV配电变压器来建立一套完整的配电变压器检测系统,仿真结果的开路损耗和短路损耗分别在0.42%和2.23%以下,该方法有很好的准确性和普适性。

基于铜耗最小的五相永磁同步电机单相断路故障解耦容错控制

为提高五相永磁同步电机故障状态下的转矩性能,提出了一种基于铜耗最小的解耦容错控制方法。在磁动势不变原理与铜耗最小原则的基础上,求解出故障后电机的容错电流,然后根据所求得的补偿电流,推导出电机缺相后的降维变换矩阵,从而建立故障后五相永磁同步电机的数学模型,实现故障后电机的解耦控制。采用联合仿真的方法来验证所提出的容错控制算法。仿真结果表明,缺相后电机的转矩脉动得到了有效的降低,实现了电机的无扰容错运行。

某500kV断路器均压电容器检修试验的安全事故分析

介绍了一起500 kV断路断口间均压电容器的介损及电容量试验与一次检修联合作业过程中的安全事故,并且通过电气回路图及基于此电气回路图的微分方程对产生安全事故的原因进行了分析,提出对开关断口间均压电容器进行介损试验前必须进行周密的危险点预测和分析,以杜绝潜在的人身伤害。

百万千瓦汽轮发电机失磁动态过程仿真分析

励磁故障引起的发电机失磁,将影响电网电压水平和并联运行机组间无功功率的分配,破坏发电机与电网之间的稳定性。以励磁绕组开路失磁为例,利用M AT L A B/S i m u l i n k软件平台,对汽轮发电机失磁物理过程的动态特性进行仿真研究。研究结果表明:失磁故障时,降负荷至稳态异步越快,越有利于保障发电机的安全运行。

不同荷电状态下三元锂离子电池针刺热失控试验研究

基于锂离子电池实际存储与应用的普遍性和危险性,利用自主设计并搭建的试验平台,分别对不同荷电状态(SOC)的锂离子电池进行了针刺热失控试验。利用直径5mm的钨钢针触发圆柱形21700三元锂离子电池热失控,记录其试验现象,测定锂离子电池的温度、开路电压与质量等参数。结果表明:锂离子电池SOC越高,针刺时发生热失控的现象越剧烈,且当锂离子电池SOC高于60%时,电池各测温点的最高温度都在电池正极处,电池外表面的温度峰值均高于电池内部的温度峰值;随针刺的锂离子电池SOC增大,电池各测温点温度峰值升高,电池正极处到达峰值所需时间变短;不同荷电状态的锂离子电池在进行针刺试验后,两端开路电压掉落的时间点不同,电池SOC越高,开路电压掉落的时间越快,在发生针刺后三元锂离子电池安全阀能保护电池不发生明显热失控现象的最大SOC在60%左右;SOC越高的锂离子电池在发生热失控过程中电池损坏越严重,其质量损失率越大。