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适用于分布式发电接入的交直流叠加配电网研究

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适用于分布式发电接入的交直流叠加配电网研究

作者：郝东新山东大学

学位级别：硕士

以传统化石燃料为主导的能源模式对环境的污染,能源危机问题的日益突出,经济快速发展推动负荷密度和负荷需求的高速增长,配电网中分布式发电、直流负荷、储能设备的渗透率不断提高,传统无源、单向辐射配电网络面临着电能质量较低,供电... 详细信息

以传统化石燃料为主导的能源模式对环境的污染,能源危机问题的日益突出,经济快速发展推动负荷密度和负荷需求的高速增长,配电网中分布式发电、直流负荷、储能设备的渗透率不断提高,传统无源、单向辐射配电网络面临着电能质量较低,供电能力不足,线损率过高,供电可靠性较低等一系列问题。以分布式发电接入为重点的新型多元化供电系统逐渐改变传统配电网的形态。本文就适用于分布式发电接入的交直流叠加配电网展开若干问题研究。基于未来配电网络发展形态和交直流叠加电能传输技术,本文提出了适用于分布式发电接入的交直流叠加配电网拓扑结构。分析了交直流叠加配电网络的工作原理和分布式发电的并网方式,总结了交直流叠加配电网的优势。针对拓扑结构中的关键设备Z型变压器,通过绕组相量关系和等值电路的建立,研究了Z型变压器避免磁饱和发生的机理,利用Ansoft软件仿真验证了理论分析的正确性。分析了拓扑结构中变换电路的工作原理,并给出了相应的控制策略。利用Matlab/S imulink仿真验证了网络的可行性和正确性。采用原有10kV中压交流配电网线路,以配送相同功率为比较基准,以满足线路绝缘水平为比较前提,从采用架空线路和电缆线路两种情况出发,把交直流叠加配电网络与10kV中压交流配电网络从线路损耗,电压降落,最大供电能力三个方面进行比较,以交直流叠加网络有更小的线路损耗,电压降落和更大的供电能力为约束条件,并考虑设备制造水平、网络结构优化等因素,通过理论推导和分析,得到中压交直流叠加配网中交、直流电压叠加方案。与10kV交流配电网进行比较,对所提出的交直流叠加配电网方案进行可靠性与经济性分析。采用最小割集法对两系统进行可靠性评估,分析网络中直流负荷、微网以及备用电源对负荷点可靠性指标的影响,结合实际算例,得到两系统的可靠性指标。采用年费用法,从投资建设费用和传输损耗费用两方面对网络进行经济性评估,投资建设费用以新区建设为标准进行分析,网络传输损耗综合考虑线路、变压器、变换器的传输效率,最后得到网络总费用随运行年数变化的关系式,对比分析两种网络的综合经济效益。

关键词：分布式发电交直流叠加配电网交流配电网电压等级可靠性经济性

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换流变压器出线装置油纸绝缘中空间电荷仿真

高电压技术 2022年第6期48卷 2292-2301页

作者：任双赞吴经锋吴昊郝东新吴锴吴洋国网陕西省电力公司电力科学研究院西安710100 西安交通大学电气工程学院西安710049

油纸绝缘作为换流变压器的主要绝缘材料,其体内空间电荷的迁移与积聚将导致局部电场强度的分布发生畸变,进而引发绝缘性能的失效。根据实验测得的迁移率、电离特性等参数,构建了三维结构的仿真模型,研究了换流变压器出线装置均压球附近... 详细信息

油纸绝缘作为换流变压器的主要绝缘材料,其体内空间电荷的迁移与积聚将导致局部电场强度的分布发生畸变,进而引发绝缘性能的失效。根据实验测得的迁移率、电离特性等参数,构建了三维结构的仿真模型,研究了换流变压器出线装置均压球附近油纸绝缘中的空间电荷与电场分布。仿真结果表明:仿真模型能够有效地模拟空间电荷与电场强度在绝缘介质中的分布情况。电极注入电荷仅能影响靠近电极部分,电离电荷是大尺寸多层油纸模型中的空间电荷的重要来源。温度梯度的存在会大大增强高温侧的电极注入电荷,与电离电荷复合后,能够降低高温侧的电场强度,而低温侧电场强度略有升高。这些研究可为出线装置的绝缘设计提供参考。

关键词：出线装置油纸绝缘空间电荷电离电荷电场仿真

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射频法在高压开关特性的现场检测与评估研究

高压电器 2020年第8期56卷 29-35页

作者：牛博刘健陈煜杨拯雷琅郝东新国网陕西省电力公司电力科学研究院西安710100 国网陕西省电力公司榆林供电公司陕西榆林719100

针对机械性能进行检测是当前高压开关特性检测的主要方法,例如动特性仪、示波器和电秒表,此类方法无法在线进行检测,且检测周期长。针对当前高压开关特性检测中的不足,文中研究射频法在高压开关特性的现场检测与评估的应用。首先对射频... 详细信息

针对机械性能进行检测是当前高压开关特性检测的主要方法,例如动特性仪、示波器和电秒表,此类方法无法在线进行检测,且检测周期长。针对当前高压开关特性检测中的不足,文中研究射频法在高压开关特性的现场检测与评估的应用。首先对射频法与传统机械特性测试结果的等效性进行了仿真分析,然后基于射频法在现场对某高压开关的性能进行非接触测量与评估。实验结果表明,射频法与传统检测方法检测结果等效性较好,当射频不同期时间大于5 ms时,可以认为高压开关合闸性能不合格,当射频分闸不同期时间大于3 ms,可以认为高压开关分闸性能不合格。现场评估结果表明,该高压开关合闸机械性为合格,分闸机械性为不合格,可能存在隐患。文中通过测量射频信号到达天线的时间差,可实现高压开关机械性能的测试与评估。

关键词：射频法机械特性等效性分析非接触式检测

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新型避雷器脱离装置用脱离器的研究

机电信息 2021年第22期 16-18页

作者：郝东新王森李伟蔺斯源赵琨国网陕西省电力公司电力科学研究院陕西西安710000 西安西电避雷器有限责任公司陕西西安710200

对脱离器的使用环境和运行状况进行了简单介绍,并阐述了脱离器的运行原理和现有脱离器存在的主要问题,讨论问题产生的原因,针对这些原因,结合相关标准和实际需要,确定了一种新型脱离装置用脱离器的各项性能指标。基于上述指标进行设计... 详细信息

对脱离器的使用环境和运行状况进行了简单介绍,并阐述了脱离器的运行原理和现有脱离器存在的主要问题,讨论问题产生的原因,针对这些原因,结合相关标准和实际需要,确定了一种新型脱离装置用脱离器的各项性能指标。基于上述指标进行设计和试制,随后对提出的性能指标进行了相关试验验证,确保了设计结构的可靠性。

关键词：脱离器热爆式避雷器安秒特性密封特性

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高压交流线路避雷器劣化状态数值仿真

电气应用 2021年第10期40卷 10-17页

作者：郝东新王森王永利杨代铭王黎明国网陕西省电力公司电力科学研究院陕西西安710000 深圳零板科技有限公司广东深圳518055 清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055

高压交流线路避雷器的劣化分析是保障其运行安全的重要评估技术。针对避雷器出现的劣化问题,提取其伏安特性中的小电流区间,建立数学表征模型,并以模型中的时间常数表征氧化锌的劣化程度。结合晶粒物理结构、Voronoi网格分析晶粒及晶粒... 详细信息

高压交流线路避雷器的劣化分析是保障其运行安全的重要评估技术。针对避雷器出现的劣化问题,提取其伏安特性中的小电流区间,建立数学表征模型,并以模型中的时间常数表征氧化锌的劣化程度。结合晶粒物理结构、Voronoi网格分析晶粒及晶粒间的电气连接特性,推演RC等效电路模型并简化电路。开展数值仿真计算,获得不同劣化程度下避雷器的伏安特性曲线以及交流电压作用下的阻性电流变化规律,分析了容性电流分量与谐波电压对总泄漏电流的影响。泄漏电流波形的畸变率可判断避雷器的劣化程度,模型可辅助优化基于泄漏电流的避雷器在线监测与诊断技术。

关键词：高压交流线路避雷器劣化状态 Voronoi网格泄漏电流

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射频测试技术在高压套管带电检测中的应用

电工材料 2019年第4期 33-35页

作者：任双赞吴昊杨传凯雷琅侯喆郝东新肖拥军汪天星国网陕西省电力公司电力科学研究院西安710100 北京国电迪扬电气设备有限公司北京100102

本文针对电力设备高压套管的带电检测难题,提出应用一种射频测试技术对其进行带电检测,并通过现场成功案例的展示与分析,总结了射频测试技术在套管类电力设备的带电检测应用的测试适用性和技术优势.

关键词：射频测试频域时域高压套管局部放电带电检测

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锥形超强激光场中光子康普顿散射的能量转换

光电子．激光 2003年第2期14卷 194-196页

作者：郝东山驻马店师范专科学校物理系河南驻马店463000

应用相对论性电子与光子非弹性碰撞模型和经典相对论电动力学理论,分析、计算了锥形超强激光场中的电子和光子的能量转换效率,得出了用高能电子束与光子发生单光子非线性Compton散射是提高二者能量转换效率的理想途径的结论。

关键词：康普顿散射能量转换锥形超强激光场光子非线性 Compton散射

康普顿散射对飞秒光丝中等离子体密度时演特性的影响

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中国激光 2014年第5期41卷 108-112页

作者：郝东山郑州华信学院信息工程系河南新郑451100

通过康普顿散射模型、等离子体时间切片模型和数值计算方法研究了飞秒光丝中等离子体密度时演特性,提出了将康普顿散射光作为改变等离子体电子峰值密度的新机制,给出了带电粒子动力学修正方程,并进行了数值计算。研究发现散射使等离子... 详细信息

通过康普顿散射模型、等离子体时间切片模型和数值计算方法研究了飞秒光丝中等离子体密度时演特性,提出了将康普顿散射光作为改变等离子体电子峰值密度的新机制,给出了带电粒子动力学修正方程,并进行了数值计算。研究发现散射使等离子体达到导电的时间缩短,电离区电子密度增长呈准饱和状态,电离衰退区电子密度近乎恒定,不同脉冲电离贡献率差别很小。随脉冲切片光强增强,O2电离贡献率有所下降,N2电离贡献率最终超过O2贡献率,等离子体通道内电子峰值密度增大,通道寿命延长。相同峰值强度下,长、短脉冲产生的电子密度峰值增长几乎相同,且较散射前有所减小。

关键词：非线性光学飞秒激光成丝等离子体通道电子峰值密度多光子非线性康普顿散射

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斜齿轮精确接触分析有限元建模方法

大连理工大学学报 2011年第6期51卷 825-831页

作者：郝东升王德伦大连理工大学机械工程与材料能源学部辽宁大连116024

针对影响齿轮有限元接触分析应力计算精度的关键因素:有限元模型网格质量、接触带网格密度和齿面节点几何精度,提出一种高效的斜齿轮三维有限元精确齿面控制建模方法.优化算法求解接触线方程,规划斜齿轮节点模型潜在接触带节点分布,局... 详细信息

针对影响齿轮有限元接触分析应力计算精度的关键因素:有限元模型网格质量、接触带网格密度和齿面节点几何精度,提出一种高效的斜齿轮三维有限元精确齿面控制建模方法.优化算法求解接触线方程,规划斜齿轮节点模型潜在接触带节点分布,局部细化接触带单元,映射轮齿表层节点到设计齿面上,实现齿面精确几何建模.数值实验表明整体采用六面体单元映射网格划分结合接触带局部单元细化建模方法,能够有效地解决斜齿轮有限元接触分析计算精度与计算效率之间的矛盾.

关键词：齿轮强度斜齿轮有限元模型齿轮建模