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Analysis and Design of Four-Plate Capacitive Wireless Power Transfer System for Undersea Applications

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CES Transactions on Electrical Machines and Systems 2021年第3期5卷 202-211页

作者： Lei Yang Yuanqi Zhang Xiaojie Li Jiale Jian Zhe Wang Jingjing Huang Li Ma xiangqian tong School of Electrical Enginerring Xi’an Technology of UniversityXi’an710048China the School of Electronic and Information Engineering Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China

This paper presents a four-plate undersea capacitive wireless power transfer(CPT)system for underwater applications such as autonomous underwater vehicles(AUVs).Generally,a CPT system transfers the power based on electric *** complex resonant compensation networks are used to make the CPT system work in the resonant *** resonant voltage is always very *** will be a big challenge to the human *** this paper,a virtual electrons periodic reciprocating flow theory is proposed for the CPT *** one switching cycle,the electrons firstly flow in the forward direction through the forward path and then flow in the inverse direction through the inverse *** CPT system has been deeply studied with the vacuum dielectric or the air ***,for the CPT system,there are few papers to show the underwater *** this paper,an undersea four-plate CPT system is designed and studied in the underwater *** two coupling capacitors and other elements of the CPT system could build a closed-loop path.A small value inductor is adapted as a resonant compensation network for the four-plate CPT *** DC voltage is inverted to the AC voltage in the primary side with the single-phase full-bridge *** resonant voltage is rectified to the DC voltage in the secondary side with the single-phase full-bridge diode rectifier.A 100 W power level CPT system is constructed to verify the theory analysis and the *** theory analysis is verified by the simulated and experimental *** stable output voltage and load power are achieved in this paper.

关键词： Wireless power transfer system capacitive underwater applications autonomous underwater vehicles(AUVs)

含低电压穿越型分布式电源配电网的短路电流计算方法

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电力系统自动化 2016年第11期40卷 93-99,151页

作者：杨杉同向前西安理工大学自动化与信息工程学院陕西省西安市710048

换流器型分布式电源(DG)在配电网中的应用使传统配电网的短路电流计算方法不再适用。根据DG在配电网故障点前后位置的不同,将DG处理为不同类型的故障等效模型,故障点上游DG采用低电压穿越故障等效模型,故障点下游DG采用恒定电流源故障... 详细信息

换流器型分布式电源(DG)在配电网中的应用使传统配电网的短路电流计算方法不再适用。根据DG在配电网故障点前后位置的不同,将DG处理为不同类型的故障等效模型,故障点上游DG采用低电压穿越故障等效模型,故障点下游DG采用恒定电流源故障等效模型。提出了一种基于叠加定理的短路电流迭代计算方法,在每一次迭代过程中,根据当前节点电压和DG的故障等效模型分别修正故障点上游DG和下游DG的输出短路电流,并利用节点电压方程求解配电网的短路电流和节点电压分布,直到满足收敛条件。通过对算例系统的分析计算,验证了所提方法的正确性。该方法可应用于含DG的大规模配电网的短路电流求解。

关键词：分布式电源配电网短路电流计算故障特性等效模型低电压穿越

考虑分布式电源限流作用的主动配电网连续潮流计算

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电力自动化设备 2017年第10期37卷 57-62页

作者：杨杉同向前西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

当配电网含有换流器型分布式电源时,连续潮流需要考虑换流器的限流特性。根据换流器型分布电源的控制策略与限流特性,得到换流器型分布式电源的连续潮流计算等效模型。基于该模型,提出一种含换流器型分布式电源配电网的连续潮流计算方... 详细信息

当配电网含有换流器型分布式电源时,连续潮流需要考虑换流器的限流特性。根据换流器型分布电源的控制策略与限流特性,得到换流器型分布式电源的连续潮流计算等效模型。基于该模型,提出一种含换流器型分布式电源配电网的连续潮流计算方法。该方法在连续潮流计算过程中增加了换流器型分布式电源限流状态的判断环节;当换流器型分布式电源进入限流状态后,需要修改该分布式电源的节点类型以及预估和校正环节雅可比矩阵中与限流分布式电源节点相关的元素。某33节点配电网算例验证了所提方法的正确性。

关键词：换流器型分布式电源主动配电网连续潮流节点类型电压稳定性模型

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电容耦合型动态电压恢复器参数建模与控制

电工技术学报 2016年第6期31卷 212-218页

作者：张新闻同向前西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048 北方民族大学电气信息工程学院银川750021

为合理选择电容耦合型动态电压恢复器(DVR)中的主要元件,建立了DVR元件参数的计算模型。利用等效电路和相量图,通过分析DVR工作原理,按照电压源换流器输出电流最小原则,提出换流器开关元件、耦合电容和滤波电感的选择计算方法,并研究了... 详细信息

为合理选择电容耦合型动态电压恢复器(DVR)中的主要元件,建立了DVR元件参数的计算模型。利用等效电路和相量图,通过分析DVR工作原理,按照电压源换流器输出电流最小原则,提出换流器开关元件、耦合电容和滤波电感的选择计算方法,并研究了一种以补偿电压为内环、以负荷电压控制目标为外环的DVR同相补偿控制系统结构。对DVR元件参数选择计算与控制方法进行电路仿真,并搭建DVR实验样机,实验结果表明采用本文控制策略的DVR对电压暂降具有较高的静态补偿准确度和快速的动态响应。

关键词：动态电压恢复器电压暂降参数选择控制策略

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自适应多调谐滤波器的研究

西安交通大学学报 2005年第10期39卷 1097-1100页

作者：同向前薛钧义西安交通大学电气工程学院西安710049

提出了一种基于有源电抗器的新型自动调谐滤波器,利用电感的非线性频率特性,实现了单条LC串联支路抑制多次谐波的目标.有源电抗器由一对耦合绕组和一个补偿电流发生器组成,通过控制有源电抗器补偿绕组中的谐波磁通补偿电流,可以独立且... 详细信息

提出了一种基于有源电抗器的新型自动调谐滤波器,利用电感的非线性频率特性,实现了单条LC串联支路抑制多次谐波的目标.有源电抗器由一对耦合绕组和一个补偿电流发生器组成,通过控制有源电抗器补偿绕组中的谐波磁通补偿电流,可以独立且连续地调节电抗器在不同谐波频率下的电感量.针对消除失谐或限制谐波电压含量的不同控制目标,提出了谐波磁通补偿电流的两种生成方法,补偿电流分别是滤波器电流或母线电压中各次谐波分量与调节系数的加权合成.实验系统在不同运行方式下的测试结果表明,这种滤波器能够同时抑制多次主要谐波分量并有效地消除失谐.

关键词：谐波调谐滤波器失谐有源电抗器

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电力调谐滤波器的最佳偏调谐设计

电工技术学报 2005年第4期20卷 98-101页

作者：同向前薛钧义西安交通大学电气工程学院

在给定谐波分流比的条件下,导出了滤波器参数选择范围与最大失谐度的关系式。提出了一种最佳偏调谐设计方法,通过调整滤波器的调谐频率,使滤波器的正负失谐度产生一定偏移,当调整后的最大正失谐与最大负失谐对滤波器容量下限的要求一致... 详细信息

在给定谐波分流比的条件下,导出了滤波器参数选择范围与最大失谐度的关系式。提出了一种最佳偏调谐设计方法,通过调整滤波器的调谐频率,使滤波器的正负失谐度产生一定偏移,当调整后的最大正失谐与最大负失谐对滤波器容量下限的要求一致时,滤波器的容量下限将最小。模拟计算结果表明,与全调谐和经验调谐设计相比,最佳偏调谐设计的滤波器具有最小的容量下限。

关键词：调谐滤波器最佳电力选择范围设计方法调谐频率计算结果失谐度分流比关系式下限容量调整最小

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单调谐滤波器的自动调谐控制

高电压技术 2005年第2期31卷 76-78页

作者：同向前薛钧义西安交通大学电气工程学院西安710049

为解决滤波器失谐问题,建立了自动连续调谐滤波器的实验系统,在单调谐滤波器中引入自动调谐功能自动调谐系统由连续可调电抗器和自动调谐控制系统组成。电抗器用双绕组正交磁化原理,改变控制绕组的直流电流可在线连续调节电感量,... 详细信息

为解决滤波器失谐问题,建立了自动连续调谐滤波器的实验系统,在单调谐滤波器中引入自动调谐功能自动调谐系统由连续可调电抗器和自动调谐控制系统组成。电抗器用双绕组正交磁化原理,改变控制绕组的直流电流可在线连续调节电感量,电抗器有反向调节特性和足够的调节范围,能满足滤波器失谐的补偿要求。控制系统以滤波器的h次谐波阻抗角为控制目标,采用PI调节规律和设定限幅与死区等策略,保证了自动调谐系统的性能和稳定性。实验结果证明了失谐补偿策略的正确性和自动调谐滤波器的可行性。

关键词：单调谐滤波器失谐可调电抗器自动调谐谐波

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柔性直流输电系统的设计及运行特性实验

中国电机工程学报 2014年第34期34卷 6042-6049页

作者：宁大龙同向前尹军西安理工大学自动化与信息工程学院陕西省西安市710048

柔性直流输电系统(high voltage direct current transmission system based on voltage source converter,VSC-HVDC)具有功率独立可控、可向无源负荷供电、能够抑制可再生能源并网发电功率波动等技术优势。该文研制了一套背靠背的VSC-H... 详细信息

柔性直流输电系统(high voltage direct current transmission system based on voltage source converter,VSC-HVDC)具有功率独立可控、可向无源负荷供电、能够抑制可再生能源并网发电功率波动等技术优势。该文研制了一套背靠背的VSC-HVDC实验样机,基于输电系统的工作机理设计了电压源换流器(voltage source converter,VSC)的电气参数及其控制策略,设计了输电系统控制功能协调的系统级控制与功率跟踪的换流器级控制结合的分层控制结构。在并网输电和向无源负荷供电工况下,对样机运行特性进行实验,结果表明,该样机并网输电时具备有功、无功功率独立可控,以及功率反转的能力,同时具有向无源负荷供电功能,且动态性能良好、运行稳定,验证了样机系统设计的正确性。

关键词：柔性直流输电系统并网运行无源负荷供电实验样机解耦控制运行特性

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含分布式电源配电网的短路电流计算方法研究

电网技术 2015年第7期39卷 1977-1982页

作者：杨杉同向前刘健张小庆西安理工大学自动化与信息工程学院陕西省西安市710048 陕西电力科学研究院陕西省西安市710054

分布式电源接入配电网将对配电网的短路电流水平产生一定的影响。基于电机型和换流器型分布式电源的短路电流特性,得到分布式电源在配电网发生短路时的等效模型。将包含分布式电源在内的所有电源处理为故障电流源,将故障网络分解为正常... 详细信息

分布式电源接入配电网将对配电网的短路电流水平产生一定的影响。基于电机型和换流器型分布式电源的短路电流特性,得到分布式电源在配电网发生短路时的等效模型。将包含分布式电源在内的所有电源处理为故障电流源,将故障网络分解为正常分量网络和故障分量网络,按照节点电压方程分别计算短路电流的正常分量和故障分量,可得到不同短路类型下的短路电流。通过示例系统仿真结果的对比分析,验证了所提方法的有效性。该方法可应用于大规模配电网络短路电流的计算机求解。

关键词：分布式电源配电网短路电流计算故障特性