平面螺旋线圈电感参数解析计算模型研究

利用无线电能传输系统无需电气连接即可实现电能传输的特性,电网监测设备可直接从电网高压侧取能.系统线圈电感参数与无线电能传输系统的传输效率、恒压增益、恒流增益、传输功率密切相关,因此对线圈的电感参数的精确建模尤为重要.首先,将平面螺旋线圈等效为具有相同匝数的等间距同心圆,然后,从磁矢势的定义出发,推导并建立了平面螺旋线圈的互感和自感的解析表达式.先后基于Aglent 4294A和Comsol Multphysics对密集绕制型和松散绕制型平面螺旋线圈的电感分别进行验证.研究表明,平面螺旋线圈的自感模型和互感模型的最大误差分别为4.12%和4.90%.因此,本文所提平面螺旋线圈电感参数解析计算模型具有较高计算准确度,同时兼顾密集绕制和松散绕制型线圈,无适用条件限制.

UPFC控制器设计

分内部控制和外部控制2部分对统一潮流控制器(UPFC)进行控制器设计。内部控制采用SVPWM控制,负责提供UPFC串、并联侧电压源逆变器的触发信号,并采用一种改进的相位求解方法解决了期望输出电压矢量相位计算过程中的数值溢出问题。外部控制采用在全论域范围内带有自调整因子的变间距模糊交互控制,负责产生UPFC串、并联侧逆变器所需的控制矢量。运用Matlab仿真工具对含UPFC的单机无穷大系统进行了仿真研究。仿真结果表明所设计的UPFC可以有效地控制线路潮流、节点电压和UPFC直流侧电容电压,并且具有响应速度快、超调小、控制精度高、鲁棒性强的优点。

一种新型的UPFC控制策略设计

针对给定的UPFC的控制目标,提出了一种在全论域范围内带有自调整因子的变间距模糊交互控制策略,并将其应用于UPFC的控制系统设计中,减少了多个调整因子寻优的复杂性,克服了等间距模糊量化在提高系统稳态精度和提高系统的动态性能之间存在的矛盾以及解耦控制在电力线运行点不确定的情况下很难做到精确解耦的缺点。并对含有UPFC的单机无穷大系统进行了仿真研究,仿真结果表明所设计的UPFC控制系统可以有效地控制线路潮流、节点电压和UPFC直流侧电容电压,并且响应速度快、超调小、控制精度高、鲁棒性强。

多支路开断潮流自转移和互转移识别算法研究

针对多支路开断的潮流转移问题,给了一种分析潮流自转移和互转移的多支路开断识别新算法。当电力系统发生多支路同时开断时,分析潮流转移的折返过程,利用改进Floyd算法通过路径搜索确定潮流转移线路集合。利用直流潮流方法推导了多支路开断的支路开断分布因子,计算潮流转移危险指数识别出存在过载风险的支路构成关键支路集。文中在最短路径搜索、广义潮流转移严重区的确定方面作了重要改进,适应于多支路开断潮流转移的有效识别。IEEE 39节点算例验证了该算法对多支路开断潮流转移识别的有效性。

基于纳什均衡迁移学习的碳–能复合流自律优化

提出了一种全新的纳什均衡迁移学习算法,并应用于求解大规模电力系统分散式碳–能复合流自律优化.首次引入碳排放责任分摊机制,避免了碳排放责任的重复计算.将大规模电网分解成若干小型区域电网,每个小型区域电网被定义为一个智能体,通过纳什博弈实现分散式自律优化.智能体利用记忆矩阵对寻优知识进行存储,并通过多个个体与环境的反复交互实现记忆更新;采用状态–动作链对记忆矩阵进行降维,有效避免了"维数灾难".此外,基于相似度的迁移学习可以对历史任务知识进行高效提炼,提高了新任务寻优效率.IEEE 57和300节点系统仿真表明:所提算法非常适合求解大规模电网的碳–能复合流自律优化,在保证纳什均衡解质量的同时,明显加快寻优速度.

新型自旋导流表面曝气反应器性能的研究

应用多层桨自旋导流技术 ,设计了一种新型自旋导流表面曝气反应器。在内径为 15 4mm、液位高度 2 35mm的搅拌槽中 ,测定了自旋导流表面曝气系统的混合时间、搅拌功率和气液传质性能 ,并与Rushton桨与 4 5°上推斜叶透平桨组成的Rushton桨表面曝气系统进行比较。结果表明 ,自旋导流装置能有效改善上层桨和下层桨间流场的耦合 ,提高搅拌桨的操作效率 ,促进反应器内的分散和循环。与Rushton桨表面曝气系统相比较 ,在相同搅拌转速条件下 ,自旋导流表面曝气系统的混合时间更短 ,搅拌功率小 ;在相同功耗条件下 ,自旋导流表面曝气系统的气液传质性能优于Rushton桨表面曝气系统。

无线充电系统耦合器自感与互感的非线性研究

当前在电动汽车无线充电系统的耦合器中,铁氧体板被广泛使用.本文借助数值计算方法深入研究带有铁氧体板的耦合器的自感与互感的非线性,并考虑铁氧体板的厚度、线圈与铁氧体板的间距、铁氧体板的尺寸以及传输距离等4个关键参数对非线性的影响.研究发现:自感与互感的非线性受铁氧体板厚度的影响最大,受线圈与铁氧体板的间距以及铁氧体板的尺寸的影响较小,而受传输距离的影响很小.此外,自感与互感非线性对应的饱和电流与铁氧体板的厚度和线圈与铁氧体板的间距正相关,与铁氧体板的尺寸成负相关,而互感的饱和电流随传输距离的增大而小幅增大.继而给出了对应最小饱和电流的4种参数组合,并得到了最小饱和电流为160 A,即当线圈电流小于160 A时,耦合器的自感与互感为线性,耦合器可看作线性设备.最后,利用实验验证了仿真结果的正确性,并利用耦合器在电流不大时的线性特性对耦合器周围的磁场进行了分析.

基于完全信息序贯博弈模型的大型变压器柔性保护策略

枢纽变压器的突然退运会导致电网潮流大量转移,并最终导致连锁故障大停电。为此,提出一种平稳退运变压器的柔性保护策略。建立以博弈论为理论基础的序贯模型,从攻击和防御2个角度研究变压器退运后电力系统的脆弱性和防御控制方法。从攻击方角度,根据变压器在线监测理论,建立变压器和支路停运模型,并制定造成系统损失最大的攻击策略;从防御方角度,利用自组织临界理论对电网实时运行状态进行辨识,提出灵敏度控制与后备保护自适应相配合的柔性保护控制方法。结合风险理论,计算不同控制策略下的收益函数。仿真结果表明,与传统的防御策略相比,变压器柔性保护策略具有更好的可靠性和经济性。

考虑大型变压器退运的电力系统连锁故障风险评估

针对大型变压器突然退运造成的潮流转移问题,提出考虑大型变压器退运的电力系统连锁故障风险评估方法,即先利用变压器在线监测技术对变压器的老化失效和偶然停运进行分析,建立变压器失效模型;然后,从系统能量和结构角度对潮流转移支路状态进行评估,定义了能量转移因子和支路传输能力因子,并结合连通率和失负荷率指标,得到元件风险集;最后,根据连锁故障阶段模拟和自组织临界状态辨识方法,对连锁故障演化路径进行了全面预测。仿真结果验证了该方法的可靠性,可为能源互联网下的电网安全调度提供参考。

基于分流式结构的锂离子动力电池热管理系统研究

锂离子动力电池作为目前纯电动汽车使用的最主要的动力电池类型,其性能、寿命、成本、安全性对电动汽车的发展具有决定性作用,锂离子动力电池的运行温度对其性能、寿命、安全性等有重要影响,因此,电池的热管理系统便至关重要,本文针对方形锂离子动力电池,基于板式和分流式热沉结构,设计了专门的冷却结构,单个冷板采用了自相似热沉结构,由三层结构构成,包含中间的分流通道层和两个对称的溢流通道层。