检索结果-南通市图书馆

作者：何智鹏华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着电力电子技术的快速发展,多电平换流器在高压大容量领域的应用受到了越来越多的关注。模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)作为新一代柔性直流输电技术的核心设备,在清洁能源传输、电力系统互联、海上钻井平台... 详细信息

随着电力电子技术的快速发展,多电平换流器在高压大容量领域的应用受到了越来越多的关注。模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)作为新一代柔性直流输电技术的核心设备,在清洁能源传输、电力系统互联、海上钻井平台供电、大城市供电以及海上孤岛供电等场合具有广阔的应用前景。近年来,包括换流器启动控制策略、子模块电容电压均衡控制策略以及降低子模块IGBT平均开关频率等阀基控制等方面已有大量文献进行了研究,本文在总结前人研究成果的基础上,针对以上几个方面进行了更深入的研究。(1)论文介绍了MMC的主电路及子模块拓扑、基本的调制方式以及控制策略。基于半桥子模块(Half-bridge Sub-module, HBSM)的HBMMC和全桥子模块FBMMC (Full-bridge Sub-module, FBSM)拓扑结构的不同,提出了一种针对FBMMC-HVDC的新型三段式启动控制策略,将不控充电过程分为两个阶段对子模块进行预充电,理论推导证明了通过全桥换流器闭锁不控充电阶段的子模块电容电压仅为半桥不控充电阶段后子模块电容电压大小的一半。从桥臂电流最大值方面提出了交流侧限流电阻的计算方法。在PSCAD/EMTDC中搭建电磁暂态仿真模型,仿真验证了所提启动控制策略的可行性与有效性。(2)提出了一种采用质因子分解法与希尔排序算法的混合排序算法。推导了适用于MMC-HVDC系统的希尔排序步长的时间复杂度,给出了基于混合排序算法的排序次数计算公式,分析了分组层数对降低系统频率的影响,得到了分组层数与混合排序算法优化效率成反比例关系的结论。仿真结果表明混合排序算法能实现电容电压的动态平衡,并对模型的仿真速度有较大的提高。(3)提出了一种MMC阀基主动控制策略。首先,提出了一种改进的电容均压排序算法并推导得到了其子模块电容电压纹波幅值与IGBT平均开关频率呈反比例的数学关系,为设计基于PI控制器的主动均压策略提供了输出阈值的设计准则;其次,设计了一种在线测量IGBT平均开关频率的模块,可以实现开关频率的划窗式动态测量,设计了定量控制IGBT平均开关频率的闭环控制器。最后搭建仿真模型,分别针对稳态、潮流翻转以及严重交直流故障情况验证了所提出的MMC阀基主动均压控制策略鲁棒性和工程适用性。

关键词：模块化多电平换流器(MMC) 启动控制策略电容电压平衡混合排序算法平均开关频率阀基主动均压控制策略

太阳能驱动的中空纤维膜溶液除湿系统的数值模拟与实验研究

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太阳能驱动的中空纤维膜溶液除湿系统的数值模拟与实验研究

作者：何智鹏桂林电子科技大学

学位级别：硕士

溶液除湿系统是克服传统压缩制冷空调系统能耗高,实现温湿度独立控制的高效方案。太阳能驱动的中空纤维膜溶液除湿系统利用太阳能再生溶液,实现能源高效利用。除湿器采用中空纤维膜组件,有效避免了气液夹带和霉菌污染空气等问题,因此膜... 详细信息

溶液除湿系统是克服传统压缩制冷空调系统能耗高,实现温湿度独立控制的高效方案。太阳能驱动的中空纤维膜溶液除湿系统利用太阳能再生溶液,实现能源高效利用。除湿器采用中空纤维膜组件,有效避免了气液夹带和霉菌污染空气等问题,因此膜式溶液除湿系统代表着溶液除湿的发展方向。迄今为止,对太阳能驱动的中空纤维膜溶液除湿系统的可行性研究和性能评估还很有限。为此,本文搭建系统实验台后完成实验测试并分析了不同工况的系统性能,基于TRNSYS平台研究了太阳能驱动的中空纤维膜溶液除湿系统的运行性能。本文的主要研究内容如下:（1）设计和搭建了太阳能驱动的中空纤维膜溶液除湿系统实验台。实验台搭建主要包括中空纤维膜组件的设计和制作、太阳能集热器选取、套管换热器的设计和制作以及相关的测量仪器选取。搭建系统实验台后并分析系统的逐时太阳能集热器效率、除湿器和再生器的逐时除湿量以及系统的逐时COP,完成了空气流量、空气相对湿度、溶液流量、冷却水温度和冷却水流量对除湿性能的研究以及空气流量和溶液流量对再生性能的研究。结果表明,该系统的逐时除湿量在0.152 g/s～0.228 g/s,再生量在0.127 g/s～0.358 g/s,系统的COP在0.278～0.784之间变化。改变空气流量和空气相对湿度对除湿量影响最大,该工况下系统的除湿效率在0.418～0.602之间,这与直接接触式除湿器的除湿效率相当,除湿量为0.160 g/s～0.287 g/s。（2）基于TRNSYS平台搭建了系统仿真模型以进一步分析系统性能。在建立中空纤维膜耦合的传热传质及流动控制方程后,基于TRNSYS建立中空纤维膜除湿器和再生器模块;并通过2020年7月17日的实验数据进行验证,误差均在±15%内,仿真模型准确性较高。（3）基于TRNSYS平台建立了太阳能驱动的中空纤维膜溶液除湿复合蒸发冷却系统仿真模型,以太阳辐射强度和室外空气参数为选择依据,选择广西的北海,南宁,桂林和河池作为对象,研究该系统在广西地区的运行性能和实用性。结果表明,北海的除湿效率和再生效率最高,北海在空调季节的太阳能占比率也最高,为38.1%;而北海的系统总能耗最低6 061 k Wh,南宁次低6 702 k Wh,桂林为6 908 k Wh,河池最高7 110 k Wh,因此该系统在太阳能辐射量充足气候热湿的地区系统性能发挥更好。以上四个城市的室内人员预测平均投票数PMV都在0～0.5之间和月平均不满意者的百分数PPD均低于11%,证明该系统能改善广西地区室内热湿环境,提高人体舒适性。该系统在北海、南宁、桂林和河池四个城市的总能耗比冷冻除湿系统总能耗分别降低45.1%、39.4%、37.7%和36.5%,静态回收期分别为1.74年、1.98年、2.06年和2.19年。

关键词：中空纤维膜溶液除湿太阳能再生 TRNSYS仿真传热传质

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变电站一次设备电气试验策略分析与应用

变电站一次设备电气试验策略分析与应用

作者：何智鹏广东工业大学

学位级别：硕士

电力能源是关键的核心能源之一,它影响着国民经济的发展,安全有效的使用电力能源对于国家建设而言具有十分重要的意义。变电站肩负着将发电机发出的电能升压后馈送到高压电网,以及将高压电网中的电能配送到各级电网的作用,变电站的设备... 详细信息

电力能源是关键的核心能源之一,它影响着国民经济的发展,安全有效的使用电力能源对于国家建设而言具有十分重要的意义。变电站肩负着将发电机发出的电能升压后馈送到高压电网,以及将高压电网中的电能配送到各级电网的作用,变电站的设备包括了一次设备和二次设备,其中一次设备是直接生产、输送、分配和使用电能的设备,变电站的一次设备的管理水平直接关系到了整个电力系统的能否稳定运行。变电站一次设备管理的工作涵盖了设备电气试验、检修、巡视、检查、维护等多方面的工作,而电气试验工作是其中最重要的一环。电气试验能及时发现电气设备内不为肉眼所见的隐藏缺陷,通过对试验数据的分析可以准确判断设备的运行状况,对预防事故发生、制定检修策略、保障设备安全可靠运行具有重要的作用。但通过对现有的电气试验工作分析发现,目前的电气工作中普遍存在质量管控措施的执行力度较低、试验作业程序不严谨、工作安全风险识别和安全防范措施落实不到位等问题。本文将针对现有电气试验工作中的不足之处制定电气试验策略,实行认清目标-定立原则-详细步骤-质量管控-安全管控-制定方案（作业指导文件）的工作模式。新策略中提出了电气试验工作质量管控措施和安全管控措施,并将这些措施编入作业指导书中,最终通过刚性执行作业指导书的方式促进电气试验工作标准化、规范化。这种优化电气试验策略的方法,同样适用于优化各环节的设备管理工作,有利于设备管理工作水平的整体提升,文中也对这种策略在设备调试工作中的应用进行了介绍。本文以110k V电力变压器预防性试验工作为例,根据新的试验策略要求编制出110k V电力变压器预防性试验作业指导书的内容,其中包括了编写依据、试验准备、作业标准、施工作业流程、试验方法方法及工艺要求、试验安全管理及措施、关键危险点分析及控制措施等内容。文章的最后将通过电气试验实例观察,对作业指导书的使用效果进行评价,从而对新的电气试验策略应用效益进行分析。

关键词：电气试验一次设备变电站

利用虚拟电阻提高接入弱交流电网的MMC小信号稳定性控制方法

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中国电机工程学报 2015年第15期35卷 3794-3802页

作者：苑宾许建中赵成勇何智鹏新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)换流阀具有自关断能力,适用于向弱交流电网供电。该文对已有功率同步控制方法进行改进,通过在电压调制波处增加虚拟电阻控制,等效增大系统与弱交流电网之间的电阻,从而增强系统的... 详细信息

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)换流阀具有自关断能力,适用于向弱交流电网供电。该文对已有功率同步控制方法进行改进,通过在电压调制波处增加虚拟电阻控制,等效增大系统与弱交流电网之间的电阻,从而增强系统的稳定性。该方法实现简单,同时虚拟电阻并不消耗能量,不会降低换流器的传输效率。文中建立了受端弱交流电网MMC系统小信号数学模型,通过对多输入多输出系统开环传递函数矩阵进行分析,得到虚拟电阻对系统稳定运行特性的影响;同时对虚拟电阻的作用机理进行研究,分析得出虚拟电阻对系统运行极限的影响。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了101电平受端弱交流电网MMC系统仿真模型,仿真结果验证了虚拟电阻控制的有效性,同时体现了虚拟电阻对系统运行极限的影响。

关键词：虚拟电阻模块化多电平换流器弱交流电网功率同步控制稳定性分析运行极限

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米非司酮中间体合成工艺改进

米非司酮中间体合成工艺改进

作者：何智鹏浙江工业大学

学位级别：硕士

米非司酮是一个目前临床上大量应用的抗孕激素,现有工艺大部分是以薯蓣皂苷元制备的醋酸妊娠双烯醇酮酯为原料,原料昂贵、制备工艺复杂且反应过程对环境污染较大。近年来,薯蓣皂苷资源的匮乏导致了醋酸妊娠双烯醇酮酯价格的上涨。为此,... 详细信息

米非司酮是一个目前临床上大量应用的抗孕激素,现有工艺大部分是以薯蓣皂苷元制备的醋酸妊娠双烯醇酮酯为原料,原料昂贵、制备工艺复杂且反应过程对环境污染较大。近年来,薯蓣皂苷资源的匮乏导致了醋酸妊娠双烯醇酮酯价格的上涨。为此,本文设计了以廉价易得的4-雄烯二酮(4-AD)为原料合成米非司酮关键中间体(3-乙酰氧基-5α-氯-6β,19-环氧雄甾-17-酮)的新工艺。本论文共分为两章:第一章:介绍了米非司酮及其药代动力学、药理作用和临床应用,并简述它的全合成方法。此外,本文也概括介绍了新型甾体原料4-AD和脱氢表雄酮(DHEA),以及两者的合成概述和工业应用,同时简述了本课题的来源和研究意义。第二章:设计了三条以4-AD为起始原料合成米非司酮关键中间体(1)的路线。路线一:4-AD在t-BuOK的作用下4位双键发生位移,再通过环氧化、开环引入6β-OH;路线二:先对4-AD 3位羰基进行保护,再脱去保护基团得到化合物2b。经实验证明,两个方案均未能得到预期产物。路线三:4-AD经过烯醇酯化、乙二醇保护、还原以及水解反应得到DHEA。DHEA再通过乙酰化、氯醇化和环合反应得到3-乙酰氧基-5α-氯-6β,19-环氧雄甾-17-酮(1)。通过对这几条路线的实验探究和讨论,选取了一条具有工业化前景的路线,并对反应条件进行了优化,最终确定了较佳的工艺条件。

关键词：米非司酮 4-雄烯二酮脱氢表雄酮 3-乙酰氧基-5α-氯-6β 19-环氧雄甾-17-酮

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太阳能驱动的膜式加热加湿系统性能实验研究

太阳能学报 2022年第1期43卷 471-477页

作者：何智鹏雷腾跃李南凤梁才航桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004

中空纤维膜加湿系统能从根本上解决空气加湿过程中气液夹带的问题。通过搭建太阳能驱动的中空纤维膜加热加湿系统试验台并在冬季进行实验测试,分析出太阳能辐射量、空气体积流量和热水体积流量对系统加热加湿性能的影响。研究发现提高... 详细信息

中空纤维膜加湿系统能从根本上解决空气加湿过程中气液夹带的问题。通过搭建太阳能驱动的中空纤维膜加热加湿系统试验台并在冬季进行实验测试,分析出太阳能辐射量、空气体积流量和热水体积流量对系统加热加湿性能的影响。研究发现提高太阳能辐射量和空气体积流量对系统的加湿能力和热性能系数均有积极影响,而前者的影响更为显著。为了获得最好的系统性能,选择40℃(对应太阳能辐射量为329 W/m^(2))和100 L/h作为最佳热水条件,空气体积流量为100 m^(3)/h。在此条件下,出口空气的含湿量为22.4 g/kg,约为环境空气的4倍。空气温度为30.5℃,热性能系数COP可达2.40,太阳能利用率为45%。由于膜加湿器的热质交换能力有限,过度提高热水温度反而降低太阳能利用率。为了在含湿量低的环境空气下提供较好的性能,采用低的空气体积流量,有助于提高出风的含湿量和空气温度。

关键词：膜太阳能湿度控制传热实验验证

基于半直接耦合的压接型IGBT模块功率循环仿真方法

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南方电网技术 2021年第6期15卷 1-6页

作者：李岩侯婷何智鹏姬煜轲直流输电技术国家重点实验室(南方电网科学研究院) 广州510663

功率循环实验是一种基于加速老化思想的寿命分析实验和可靠性研究方法,在大容量电力电子器件可靠性研究中具有关键作用。本文提出了一种基于半直接电热耦合的压接型IGBT模块功率循环仿真方法,建立了电热耦合稳态以及瞬态模型,根据芯片... 详细信息

功率循环实验是一种基于加速老化思想的寿命分析实验和可靠性研究方法,在大容量电力电子器件可靠性研究中具有关键作用。本文提出了一种基于半直接电热耦合的压接型IGBT模块功率循环仿真方法,建立了电热耦合稳态以及瞬态模型,根据芯片损耗推导芯片等效电导率,并且利用等效电导率的方法进行载荷设置,通过ANSYS软件仿真得到了功率循环过程中压接型IGBT模块的内部温度分布以及温度随时间变化的结果。该方法有效减少了瞬态直接耦合带来的巨大计算量,避免了迭代不收敛的问题,对于功率模块可靠性研究和寿命预测具有一定的理论指导作用。

关键词：功率循环压接型IGBT 等效电导率有限元仿真温度分布多物理场耦合

基于等效电导率的压接型IGBT器件温度场仿真

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南方电网技术 2021年第1期15卷 19-24页

作者：何智鹏李岩侯婷姬煜轲直流输电技术国家重点实验室(南方电网科学研究院) 广州510663

压接型封装全控器件由于其具有无焊点、无引线、双面散热的特点,逐渐在大容量换流器中得到了广泛的应用,其可靠性以及寿命预测也引起了学术界和工业界的关注。本文提出了一种基于等效电导率的压接型绝缘栅双极型晶体管(insulated gate b... 详细信息

压接型封装全控器件由于其具有无焊点、无引线、双面散热的特点,逐渐在大容量换流器中得到了广泛的应用,其可靠性以及寿命预测也引起了学术界和工业界的关注。本文提出了一种基于等效电导率的压接型绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件温度场有限元仿真方法,直接反映了压接型IGBT器件内部芯片发热功率随温度变化的特性,进一步提高了温度场仿真的准确性,为模块可靠性分析和寿命预测建立了仿真计算基础。此外,对某型号压接型IGBT器件进行MMC工况下的温度场仿真,得到了该工况下模块内部温度分布情况。

关键词： MMC 压接型IGBT 等效电导率有限元仿真温度分布