IGBT水冷基板瞬态启停及变工况运行特性实验研究

为避免绝缘栅双级晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）水冷基板在非常情况下导致冷却失效甚至造成系统瘫痪的危险发生,针对设计制作的一种平行微通道水冷基板在多种变工况条件下进行了其传热性能的实验研究；实验研究的变工况条件包括供水系统的瞬态启动或停止条件,质量流量60～330 kg/h的波动变化条件以及水冷基板部分流道堵塞的条件,重点研究了实验条件对被冷却器件表面温度及其冷却效果的影响规律。结果表明：瞬态变化条件下高热流密度时会发生危险工况,其反应时间τR＜10 s,流量波动条件下当平均努赛尔数Nu较小时对冷却效果影响较大,水冷基板部分流道堵塞的条件不会导致大幅温升。

基于PSPICE的IGBT宽频等效电路模型研究

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)阀是柔性直流换流系统的核心,建立实用准确的IGBT模型,对于模拟电磁骚扰源具有非常重要的意义。在IGBT等效电路基础上,采用复合模型法构造IGBT宽频等效电路模型,利用PSPICE软件的模型参数提取程序Parts分别提取功率MOSFET和BJT的模型参数。在此基础上,从IGBT的导电机理出发,用二极管的势垒电容表征其内部的压控寄生电容,建立其等效电路模型,并利用IGBT数据手册和计算相结合的方式提取寄生参数,仿真其稳态、动态特性。仿真结果和厂家给出的实测结果的对比,验证了该模型的正确性。

高速飞轮储能系统的研究与实现

飞轮储能系统利用飞轮加减速旋转来实现电能与机械能的相互转换,是一种新兴的电能存储技术。研制了用于电力系统的高速飞轮储能系统,该系统主要包括储存能量的飞轮、支撑飞轮的轴承、进行机电能量转换的高速永磁电机和与电网进行能量交换的双向变流器。研究了高速飞轮储能系统整体控制策略、电网侧变流器的控制,高性能LCL滤波器的设计,高速永磁同步电机的弱磁控制。进行了高速飞轮储能系统加速储能试验和减速释能试验,分析了试验测试结果。

高压智能开关快速切换不同属性负载控制策略

针对目前高压快速切换开关(SSTS)存在10ms左右的切换延时及切换控制策略单一等问题,提出分相快速切换变压器带不同属性负载的控制策略。建立切换不同属性负载的数学模型.分析研究智能开关在切换延时期间内系统残压规律,在此基础上提出一种分相快速切换控制策略。所提出的分相快速切换控制策略解决了速动性与可靠性之间的矛盾,并利用仿真和现场录波验证了其技术可行性。

飞轮储能技术在电网中的应用综述

飞轮储能是一种新兴的电能存储技术,在电力系统中具有广阔的应用前景。与其他储能技术相比,飞轮储能具有能量存储密度高、适用范围广、过充电与过放电危害小、功率大、效率高等优点。飞轮储能系统靠飞轮加减速旋转来实现电能与机械能的相互转换,它与超导储能技术、超级电容器储能技术一样,是近年来储能技术的研究热点。

城市电网紧凑化输电增容技术探讨

为充分利用原有输电走廊,提高电网输送能力,提出一种基于电压源换流技术的紧凑化输电增容技术新思路,研究将原有交流输电走廊改造为电压源型换流器(voltage source converter,VSC)三极直流或长周期交流方波输电的方式,提出针对不同应用场合的增容改造技术方案,并详述其运行方式和技术特点。所提出的技术方案将拓展城市电网输电增容改造的思路,可以为城市电网的规划、建设和运行提供参考。

一种单相不对称五电平有源电力滤波器控制系统

在高压大功率场合,传统有源电力滤波器的应用受限于功率器件的耐压与频率。研究一种单相不对称五电平变换器,它能充分利用不同电力电子器件的耐压和工作频率,在保证良好补偿性能的情况下所需电力电子器件和直流母线电源较少;控制策略上,针对该变换器提出基于载波层叠脉宽调制(pulse width modulation,PWM)的新型调制方法,使高压电力电子器件工作在基频,低压电力电子器件工作在高频;采用无需谐波电流检测的双闭环控制策略,并在此基础上引入电压均衡控制方法,可有效均衡直流侧电容电压。最后,搭建控制系统仿真模型,仿真结果表明:在新型调制方法和控制策略下,该五电平有源电力滤波器具有良好的补偿特性,也验证了均压控制方法的正确性。

电力系统用光学电压互感器的原理及研究现状

光学电压互感器可以有效克服传统电压互感器的固有缺陷,并且具有许多传统电压互感器无法比拟的优点,在电力系统具有广阔的发展前景。介绍了光学电压互感器的基本原理,包括基于普克尔效应和逆压电效应的光学电压互感器,分析了各种方案的优缺点。分析了国内外光学电压互感器的研究现状,提出了目前光学电压互感器发展中存在的主要问题,并对光学电压互感器未来的发展方向提出了几点展望。

光纤1/4波片相位延迟温度特性测量方法及实验研究

光纤1／4波片是全光纤电流互感器（FOCT）的关键器件，为减小变温环境下光纤波片对互感器变比的影响，需要更精确地测试波片相位延迟随温度变化规律。基于光强测量法提出了一种适用于光纤1／4波片的相位延迟温度特性测量方法，借助琼斯矩阵，建立了测试系统的数学模型，并对波片的温度性能进行了实际测试。实验结果表明：椭芯光纤1／4波片的相位延迟与温度之间呈负系数的线性关系，且国内光纤1／4波片相位延迟温度系数远大于国外相关研究单位对应波片的温度系数。将该方法应用于FOCT变比温度误差自补偿技术，在-40℃～60℃范围内，互感器的变比误差在±0．2％以内。另外，光纤1／4波片相位延迟的温度系数越小，互感器变比温度误差的自补偿极限精度越高，初值可选范围越大。

基于IGBT串联阀组的UPQC换流器带载实验方法

采用绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)串联阀组可使得统一电能质量控制器(unified power quality conditioner,UPQC)换流器结构紧凑,控制简单。其中串联IGBT的动态均压及换流器的带载实验方法是关键技术。采用有源电压箝位方法实现串联IGBT的动态均压,并采用以UPQC一侧换流器为电源、另一侧换流器为负载的方法,实现UPQC换流器的带载实验,验证基于IGBT串联阀组的换流器的有效性。

三相不平衡扰动源的定位

通过仿真算例研究了在正常运行工况下导致公共耦合点电压产生不平衡现象的主要因素。以不平衡负序分量为例,提出将公共耦合点上游侧的不平衡源等效为戴维南等值电路,建立了判定公共耦合点不平衡扰动源所处位置的数学分析模型,进而提出了划分不平衡责任的指标。从公共耦合点的电压和电流数据中,选出在负荷侧波动而在系统侧基本保持恒定的数据用于估算上游侧戴维南等值电路参数,该方法不需同步采样数据、不受系统频率变化的影响。仿真算例验证了所提方法的有效性和精确度。

基于普克尔效应的双晶体光学电压互感器

提出了一种基于普克尔效应的双晶体光学电压互感器。设计了双晶体光学电压传感单元和光学电压互感器系统。设计了3种互感器加压方式,并在常温条件下进行了交流实验。实验结果表明该传感单元在3种加压方式下的输出都具有良好的线性关系,响应迅速,无延迟;输出波形较好,无失真。在传感单元上直接接电极引出线测量灵敏度最强,金属圆筒和平行平板加压方式下互感器输出的变比误差较小,电压较高时变比误差不大于±0.12%。表明了该互感器设计方案的可行性,为下一步原理性样机的研制提供参考。

基于普克尔效应的双晶体互易型光学电压传感器

提出了一种基于普克尔效应的双晶体互易型光学电压传感器，利用两块电光晶体抵消无用双折射引起的相位差，利用法拉第旋光器实现互易型光路模式，提高了光路的抗干扰能力。在常温条件下，对传感器进行了直流和交流实验。0～3kV的直流电压和0至约2．5kV的交流电压测试结果表明，传感器的输出和输入具有良好的线性关系，直流测量误差不大于±0．28％，电压较高时交流测量误差不大于±0．22％。传感器对于输入电压的响应迅速没有明显拖尾现象且输出稳定，交流波形不失真。实验结果表明了该系统方案的可行性。

双馈感应风力发电机低电压穿越综合分析（英文）

在过去10年中发电和电网的稳定性已成为关键问题。大容量风力发电并入电网的快速发展引起了对电力系统动态行为的高度关切和对风能合理利用所需电网规范的迫切需求。在电网故障时双馈风力发电机的低电压穿越能力是其中一个核心问题。该文全面研究与电网连接的双馈风力发电机的低电压穿越问题,通过仿真对低电压穿越原则和并网风力发电机的控制进行详细的理论研究,介绍在电网故障期间风力发电机的瞬态特性和复杂的动态行为,并对并网操作中最具挑战性的问题进行调研。

保偏延迟光纤环偏振串音对光纤电流互感器的影响

利用保偏延迟光纤环的偏振耦合模型,考虑幅值较大的互易性寄生波列,计算了光纤电流互感器(FOCS)光路系统的干涉光强,得到了互感器变比与延迟环偏振串音之间的理论关系,揭示了延迟环偏振串音的温度相关性对互感器变比的影响机理,并提出了抑制方法。为保证变温环境下互感器的变比误差在0.2%以内,延迟环的偏振串音应低于-30dB。实验结果表明:在绕制延迟环的过程中,降低绕环张力、减少胶的用量,采用低温度系数骨架可有效地改善互感器变比的温度稳定性,在-40℃!70℃范围内,互感器变比的变化量由0.63%降低至0.07%。该研究为光纤电流互感器中保偏延迟光纤环的设计和绕制工艺提供了理论指导。