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110 kV直流真空断路器模块串联开断的同步控制

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高电压技术 2020年第8期46卷 2627-2634页

作者：邹积岩梁德世黄翀阳刘芮彤大连理工大学电气工程学院大连116024 沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院沈阳110006

多断口串联断路器的同步控制是直流开断领域的关键技术之一。本研究以双模块、四断口的110 kV直流真空断路器为研究背景,从双断口高压直流开断模块的设计出发,分析了各串联断口分合闸动作的时间离散性;提出了断路器整机同步控制要求和... 详细信息

多断口串联断路器的同步控制是直流开断领域的关键技术之一。本研究以双模块、四断口的110 kV直流真空断路器为研究背景,从双断口高压直流开断模块的设计出发,分析了各串联断口分合闸动作的时间离散性;提出了断路器整机同步控制要求和多模块、多断口的同步参数,给出了直流分断同步误差的允许范围。采用智能算法动态补偿断口间的同步误差,模块间采用光纤信号传输,以避免电磁干扰。为验证同步控制系统的有效性,对三断口断路器分闸操作的同步误差进行了测试。试验和分析结果表明,60 kV双断口模块和110 kV双模块样机的分断时间在同步误差范围内,模块样机能满足高压直流(HVDC)断路器机械参数的要求。最后提出模块冗余的概念,提出了额定需求模块数N+1的模块冗余设计可靠性指标,为真空断路器在更高电压等级系统中的应用提供了技术支持。

关键词：直流断路器真空开关光控模块串联开断同步控制

基于导前微分控制的虚拟同步发电机功频特性控制策略

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太阳能学报 2023年第4期44卷 359-370页

作者：高长伟黄翀阳郭丹黄志东辽宁科技学院中美双百学院本溪117004 沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 沈阳农业大学信息与电气工程学院沈阳110866

该文对可再生能源发电并网逆变器虚拟同步发电机(VSG)控制策略进行研究,针对传统VSG不能兼顾动态调节特性与稳态性能这一缺陷,提出一种改进的虚拟同步发电机控制策略。在传统同步发电机本体控制算法数学模型分析基础上,建立虚拟同步发... 详细信息

该文对可再生能源发电并网逆变器虚拟同步发电机(VSG)控制策略进行研究,针对传统VSG不能兼顾动态调节特性与稳态性能这一缺陷,提出一种改进的虚拟同步发电机控制策略。在传统同步发电机本体控制算法数学模型分析基础上,建立虚拟同步发电机有功功率对于频率波动的闭环传递函数,研究动态过渡过程中转动惯量与阻尼对有功功率响应的影响机理。在传统VSG功频控制器中引入导前微分控制环节与惯性校正环节,提出基于导前微分控制的改进虚拟同步发电机功频控制策略,建立有功功率对于频率波动的闭环传递函数,分析离网与并网状态下的功频特性。通过对导前微分环节控制参数的调节,抑制过渡过程中的功率振荡,实现VSG动态特性与稳态性能的解耦控制。

关键词：可再生能源虚拟同步发电机电能质量频率稳定导前微分控制

双断口直流真空断路器非同期开断电弧特性分析

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中国电机工程学报 2022年第9期42卷 3480-3489页

作者：黄翀阳刘晓明曹云东陈海李静特种电机与高压电器教育部重点实验室(沈阳工业大学) 辽宁省沈阳市110870 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津市红桥区300130

以24kV双断口直流真空断路器为对象,基于实验平台,通过高速摄像机捕捉分断过程中两断口间隙不同情况下电弧时空变化,利用图像技术提取开断过程电弧特征值,并测得开断电流与暂停恢复电压分布。引入连续过渡模型,对断口间鞘层发展与微观... 详细信息

以24kV双断口直流真空断路器为对象,基于实验平台,通过高速摄像机捕捉分断过程中两断口间隙不同情况下电弧时空变化,利用图像技术提取开断过程电弧特征值,并测得开断电流与暂停恢复电压分布。引入连续过渡模型,对断口间鞘层发展与微观特性进行计算分析。通过对阴极表面电场强度及功率密度的计算,分析双断口间隙差异对整机系统介质恢复的影响。实验与仿真比对分析表明,串联断口间隙差异的存在将直接影响断口间电弧能量分布,其中小间隙断口电弧能量密度相对更高、金属蒸气浓度大且介质恢复能力下降,更易发生重击穿。对于24kV双断口直流真空而言,两断口间隙差存在最大临界值,当超过临界值时,小间隙断口间金属蒸气粒子不易快速消散,触头表面电场强度与功率密度高,易形成击穿薄弱点,进而导致重燃与开断失败。

关键词：直流真空断路器双断口电弧间隙暂态恢复电压

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压电陶瓷自发电平台设计与能效分析

沈阳工业大学学报 2015年第6期37卷 601-606页

作者：刘晓明黄翀阳沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 沈阳工业大学工程技术研究院辽宁营口115200

为探究压电材料在分布式供能下的发电效率,设计了一套压电陶瓷自发电试样装置,基于压电陶瓷发电能力影响因素的定量分析,设计了压电陶瓷发电能力模块测试平台;通过人体载荷试样,测得行进过程中压电陶瓷的发电能效;找到压电陶瓷数量、拓... 详细信息

为探究压电材料在分布式供能下的发电效率,设计了一套压电陶瓷自发电试样装置,基于压电陶瓷发电能力影响因素的定量分析,设计了压电陶瓷发电能力模块测试平台;通过人体载荷试样,测得行进过程中压电陶瓷的发电能效;找到压电陶瓷数量、拓扑结构参数、载荷、振动频率及组合方式与发电能效之间的定量关系;并基于理论分析与试样研究,提出了提高压电陶瓷发电能效的解决方案.结果表明:压电陶瓷二次压电效应是影响发电的主要因素.利用压电材料的特性进行能量转换,为解决新能源问题提供了新途径.

关键词：压电振子压电发电装置发电能效二次压电效应多次压电效应自发电能源互联网分布式供能

双断口直流真空断路器延时开断仿真分析与实验

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中国电机工程学报 2018年第22期38卷 6753-6759页

作者：黄翀阳刘晓明刘芮彤邹积岩杨璐羽沈阳工业大学电气工程学院辽宁省沈阳市110870 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院辽宁省沈阳市110006 大连理工大学电气工程学院辽宁省大连市116024

以30kV双断串联口直流真空断路器为研究对象,建立换流回路拓扑结构,采用连续过渡模型,考虑换流回路元件参数的影响,提出非同步下短路电流及暂态恢复电压计算模型,分析同步以及不同延时时间下(0.1~0.5ms)双断口直流真空断路器开断特性与... 详细信息

以30kV双断串联口直流真空断路器为研究对象,建立换流回路拓扑结构,采用连续过渡模型,考虑换流回路元件参数的影响,提出非同步下短路电流及暂态恢复电压计算模型,分析同步以及不同延时时间下(0.1~0.5ms)双断口直流真空断路器开断特性与暂态恢复电压分布差异。搭建机械式双断口直流真空断路器样机实验平台,在4.5kA短路开断电流下进行延时开断实验分析。仿真与实验比对分析的结果表明:由于机构分散性导致双断口直流真空断路器中的某一断口动作延时时,两个断口的暂态恢复电压分布存在差异;断口间暂态恢复电压分配不均,先动作的断口承受更高电压;延时时间0.5ms是成功开断的极限时间;延时时间越长,开断性能越劣化。

关键词：直流真空断路器双断口暂态恢复电压分散性开断特性

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嵌合型杯状横-纵磁触头结构磁场分析

真空科学与技术学报 2016年第11期36卷 1254-1259页

作者：钱奇锋刘晓明陈海黄翀阳陈锐沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 天津工业大学电气工程与自动化学院天津300387 辽宁科技学院电气与信息工程学院本溪117004

以高压直流真空断路器(HVDC-VCB)灭弧系统触头结构为研究对象,基于杯状横磁(TMF)与杯状纵磁(AMF)触头结构与磁场特性分析,建立了嵌合型杯状横-纵磁触头模型,并对其稳态磁场与剩余磁场进行有限元仿真模拟。分析表明,在稳态磁场下触头中... 详细信息

以高压直流真空断路器(HVDC-VCB)灭弧系统触头结构为研究对象,基于杯状横磁(TMF)与杯状纵磁(AMF)触头结构与磁场特性分析,建立了嵌合型杯状横-纵磁触头模型,并对其稳态磁场与剩余磁场进行有限元仿真模拟。分析表明,在稳态磁场下触头中部区域的横向磁场增强,中心区域纵向磁场提升;而当电流过零时,剩余磁场值远小于传统杯状触头,有利于金属蒸气的扩散以及电弧能量的有效逸散。

关键词：真空断路器有限元法横纵磁场杯状触头

60 kV双断口直流真空断路器换流回路参数优化分析

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真空科学与技术学报 2017年第9期37卷 885-889页

作者：周文广刘晓明黄翀阳邹积岩沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 天津工业大学电气工程与自动化学院天津300387 大连理工大学电气工程学院大连116024

以60kV双断口直流真空断路器为研究对象,通过对30 kV单断口直流真空断路器不同频率下换流回路中电容、电感值进行优化为研究基础,得到不同电容值与弧后电流,电流过零时间的关系,综合考虑成本经济因素,为满足合适的开断性能提供参考。选... 详细信息

以60kV双断口直流真空断路器为研究对象,通过对30 kV单断口直流真空断路器不同频率下换流回路中电容、电感值进行优化为研究基础,得到不同电容值与弧后电流,电流过零时间的关系,综合考虑成本经济因素,为满足合适的开断性能提供参考。选取单断口换流回路的最佳电容、电感值对双断口开断过程进行仿真,对比分析各个频率下双断口直流真空断路器主断口瞬态恢复电压上升规律及弧后电流下降率影响,提高双断口直流真空断路器开断性能。

关键词：双断口直流真空断路器换流参数优化暂态恢复电压弧后电流

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一种光伏发电系统的柔性功率输出控制策略

可再生能源 2022年第12期40卷 1666-1673页

作者：高长伟郑伟强朱宁黄翀阳李润生辽宁科技学院电气与信息工程学院辽宁本溪117004 辽宁营口供电公司辽宁营口115002 沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870

从功率供需平衡角度出发,深入研究了基于有功备用的光伏发电系统稳定运行控制策略,提出一种光伏发电系统柔性功率点跟踪(FPPT)控制策略。当光伏阵列输出功率发生波动时,按照负荷或调度功率需求进行功率匹配,使光伏阵列始终运行在稳定区... 详细信息

从功率供需平衡角度出发,深入研究了基于有功备用的光伏发电系统稳定运行控制策略,提出一种光伏发电系统柔性功率点跟踪(FPPT)控制策略。当光伏阵列输出功率发生波动时,按照负荷或调度功率需求进行功率匹配,使光伏阵列始终运行在稳定区域,改善无储能光伏虚拟同步发电机运行特性。基于RT-LAB实时仿真实验平台搭建了两级式光伏发电系统模型,DC/DC控制环节采用文章所提出的FPPT控制策略,DC/AC环节采用经典的VSG控制策略,实时仿真实验结果验证了所提出控制方法的正确性与有效性。

关键词：光伏柔性功率点跟踪虚拟同步发电机功率匹配

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太阳能发电的空气源热泵供热系统研究

科学技术与工程 2017年第13期17卷 177-181页

作者：高长伟刘晓明黄翀阳沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 辽宁科技学院电气与信息工程学院本溪117004 天津工业大学电气工程与自动化学院天津300387

提出了太阳能发电与市电互补的空气源热泵供热系,结合某处办公建筑,给出了其空气源热泵供热系的设计方案,搭建了实际的空气源热泵供热系统。对太阳能发电与市电互补的空气源热泵供热系统进行了实验研究,结果表明当光伏电源与市电切换时... 详细信息

提出了太阳能发电与市电互补的空气源热泵供热系,结合某处办公建筑,给出了其空气源热泵供热系的设计方案,搭建了实际的空气源热泵供热系统。对太阳能发电与市电互补的空气源热泵供热系统进行了实验研究,结果表明当光伏电源与市电切换时,负载电压与电流波形畸变率较小,系统能够平稳运行。对整个冬季的蓄水箱水温、供暖房间空气温度、系统耗电量等参数进行测试,与传统供热方式比较,系统的经济性显著提高。

关键词：太阳能光伏发电空气源热泵供热节能