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锆合金包壳水侧SiC涂层研究

原子能科学技术 2019年第6期53卷 1085-1090页

作者：郑新海尹邦跃吴学志中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究部

研究了聚碳硅烷(PCS)粉末的高温裂解特性及PCS粉末与锆粉间的化学反应机理,并在900℃制备了SiC涂层。研究发现,900℃开始,PCS裂解产物由无定形态SiC向结晶态转变。不同温度下,PCS粉末与锆粉的混合物发生一系列化学反应,产物为ZrC、Zr2Si... 详细信息

研究了聚碳硅烷(PCS)粉末的高温裂解特性及PCS粉末与锆粉间的化学反应机理,并在900℃制备了SiC涂层。研究发现,900℃开始,PCS裂解产物由无定形态SiC向结晶态转变。不同温度下,PCS粉末与锆粉的混合物发生一系列化学反应,产物为ZrC、Zr2Si、Si3Zr5,通过调节反应温度,可控制该化学反应的程度,进而实现对涂层成分的调节。采用先驱体转化法(PIP)在锆合金包壳表面制备了SiC涂层,经PCS溶液浸涂-裂解3次循环可得到SiC陶瓷层,厚度为4μm,涂层成分为SiC,ZrC为过渡层。划痕法测试得到涂层附着力等级为1~2级。

关键词：锆合金包壳 SiC涂层先驱体转化法微观结构

多端口直流潮流控制器抑制次同步振荡阻尼控制策略研究

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电网技术 2021年第4期45卷 1388-1399页

作者：武文吴学智赵宇明荆龙国家能源主动配电网技术研发中心(北京交通大学) 北京市海淀区100044 北京电动车辆协同创新中心北京市海淀区100044 深圳供电局有限公司广东省深圳市518048

近年来,仿照传统交流潮流控制器的思想,提出了直流潮流控制器的概念,并针对其拓扑实现方案、稳态运行控制策略以及参与潮流调节时的系统运行特性展开了系统的研究。针对多端口直流潮流控制器(multi-port DC power flow controller,M-DCP... 详细信息

近年来,仿照传统交流潮流控制器的思想,提出了直流潮流控制器的概念,并针对其拓扑实现方案、稳态运行控制策略以及参与潮流调节时的系统运行特性展开了系统的研究。针对多端口直流潮流控制器(multi-port DC power flow controller,M-DCPFC)运行控制问题,提出了一种M-DCPFC新型控制控制方法,进一步扩展了M-DCPFC的功能性。在保证系统潮流调度需求的基础上,其能够在输电线路上引入补偿虚拟阻尼以抑制换流站次同步振荡电流在直流网络内的传播与扩散,有效地限制了故障影响范围和提高了整体输电系统的可靠性。文中详细分析了次同步振荡下M-DCPFC的阻尼控制机理,并设计了有效的控制策略。最后,在基于RT-lab的实时模型在环仿真测试系统中搭建了5端柔性直流输电系统模型,对所提控制策略进行了不同算例下的验证分析,结果表明了其有效性。

关键词：多端口直流潮流控制器虚拟阻尼次同步振荡控制策略

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模块化多电平变流器子模块故障容错控制策略

电网技术 2016年第1期40卷 11-18页

作者：武文吴学智荆龙李金科国家能源主动配电网技术研发中心北京市海淀区100044 北京电动车辆协同创新中心北京市海淀区100044

随着模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)在柔性直流输电领域的应用日渐增多,其故障下的运行控制问题显得越来越重要。为解决上述问题,比较了现有的几种容错运行方案,以保证并网电流不变为出发点,基于载波移相调制方... 详细信息

随着模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)在柔性直流输电领域的应用日渐增多,其故障下的运行控制问题显得越来越重要。为解决上述问题,比较了现有的几种容错运行方案,以保证并网电流不变为出发点,基于载波移相调制方法的特点提出了一种仅对子模块故障相作子模块对称切除的容错方案,该方法可减少子模块的切除数量,且通过对故障相的载波进行重构可避免中性点的偏移,同时通过对故障相子模块电容电压的调节保证了环流主要成分在故障前后不发生变化,依然以直流分量与二倍频分量为主,使得采用传统比例谐振(proportional resonant,PR)控制方式的环流抑制器在子模块故障前后可具有通用性,在保证并网电流质量的同时近一步减小了子模块故障下容错控制器设计的复杂性,实现简单。最后通过仿真和实验验证了该控制策略的可行性。

关键词：模块化多电平变流器子模块容错控制环流

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考虑通信延时的分布式电源经济优化调度策略

电网技术 2021年第8期45卷 3015-3024页

作者：何永菁王玮吴学智国家能源主动配电网技术研发中心(北京交通大学) 北京市海淀区100044

分布式电源优化调度依赖于各设备间的通信,通信延时会影响调度过程,甚至可能造成系统运行的不稳定。针对稀疏通信网络存在通信延时的情况下多种分布式电源的经济调度问题,提出一种基于扩散算法的全分布式经济调度策略。首先,设计了控制... 详细信息

分布式电源优化调度依赖于各设备间的通信,通信延时会影响调度过程,甚至可能造成系统运行的不稳定。针对稀疏通信网络存在通信延时的情况下多种分布式电源的经济调度问题,提出一种基于扩散算法的全分布式经济调度策略。首先,设计了控制本地发电机组的多智能体结构,多个智能体间的通信及控制不依赖于“领导单元”;建立了系统的经济调度模型,该模型以系统运行成本最低为目标,对分布式电源和需求侧柔性负荷有功出力进行优化。在此基础上,研究通信延时对有功调度的影响,设计了一种支持完全分布式优化的改进扩散策略,与一致性控制方法相比,在相同延时的情况下改进扩散策略能够保证更快的收敛速度和更高的稳定性。多个场景的仿真结果验证了所提策略的正确性和有效性。

关键词：分布式电源经济调度多智能体系统通信延时一致性分布式控制扩散策略

考虑中点电位平衡的三电平逆变器断续脉宽调制策略研究

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中国电机工程学报 2017年第S1期37卷 177-185页

作者：孙青松吴学智唐芬北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心北京市海淀区100044 北京电动车辆协同创新中心北京市海淀区100044

在大功率逆变器中采用断续脉宽调制(discontinuos pulse width modulation,DPWM)可实现开关损耗不变的前提下,有效提高逆变器等效开关频率,提高系统控制性能,降低滤波器的设计难度。但三电平DPWM中点平衡控制尚未有很好的解决方案。该... 详细信息

在大功率逆变器中采用断续脉宽调制(discontinuos pulse width modulation,DPWM)可实现开关损耗不变的前提下,有效提高逆变器等效开关频率,提高系统控制性能,降低滤波器的设计难度。但三电平DPWM中点平衡控制尚未有很好的解决方案。该文以三电平DPWM1为例,分析基于空间矢量脉冲宽度调制的三电平DPWM1实现方法。借鉴连续调制的中点平衡控制方法定量分析三电平DPWM1及其冗余矢量序列(DPWM3)对中点电位的影响。文中提出一种基于DPWM1和DPWM3混合调制策略,该调制策略能有效控制中点电位平衡,在中点电位调节期间开关频率基本不变,两种调制算法的切换采用滞环方式,切换时选择两种调制算法每个小扇区中的共同矢量作为切换矢量,减小切换造成的额外开关动作。最后,仿真和实验结果验证所提的调制策略的有效性。

关键词：断续脉宽调制三电平中点平衡冗余矢量混合调制

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并联光伏逆变器间直流侧共模电压分析

太阳能学报 2014年第11期35卷 2106-2112页

作者：荆龙杨捷吴学智童亦斌北京交通大学电气工程学院北京100044

建立逆变器并联系统模型,揭示直流侧共模电压和漏电流产生原因。根据PWM脉冲产生机理以及数字实现特点,从不同调制方式脉冲规律出发,提出一种并联逆变器直流侧共模电压谐波分析新算法。该算法过程清晰,易于实现。最后,在Matlab/Simulin... 详细信息

建立逆变器并联系统模型,揭示直流侧共模电压和漏电流产生原因。根据PWM脉冲产生机理以及数字实现特点,从不同调制方式脉冲规律出发,提出一种并联逆变器直流侧共模电压谐波分析新算法。该算法过程清晰,易于实现。最后,在Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,仿真结果验证所提出算法的准确性,并利用该算法得到各次谐波幅值随参数变化的规律,为进一步分析提供重要的指导依据。

关键词：脉宽调制并联逆变器谐波分析光伏逆变器直流侧共模电压漏电流

多元(U,Zr, Nb)C燃料制备技术与性能机理研究

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原子能科学技术 2024年第1期58卷 166-174页

作者：吴学志魏国良郭骁中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413

多元(U,Zr, Nb)C燃料因具有熔点高、热导率高、低裂变气体释放率及优异的高温力学性能等优点,是目前大功率空间核推进反应堆选用燃料之一。本文采用碳热还原和液相烧结相结合的粉末冶金工艺制备多元(U,Zr, Nb)C燃料芯块,研究了工艺参数... 详细信息

多元(U,Zr, Nb)C燃料因具有熔点高、热导率高、低裂变气体释放率及优异的高温力学性能等优点,是目前大功率空间核推进反应堆选用燃料之一。本文采用碳热还原和液相烧结相结合的粉末冶金工艺制备多元(U,Zr, Nb)C燃料芯块,研究了工艺参数对烧结芯块反应动力学、相结构、导热性能和微观结构的作用机制和影响规律。结果表明:在1 800℃、50 MPa和1 h的烧结条件下,通过添加0.5%金属铀形成的液相烧结工艺制备得到芯块密度可达95.5%TD;当原料M/C(M为金属元素总量)摩尔比为1∶6.5时,可制备得到M/C比为1的正化学计量碳化物燃料;(U0.2,Zr, Nb)C的晶格常数比(U0.1,Zr, Nb)C的晶格常数略高;多元(U,Zr, Nb)C碳化物燃料芯块热导率与相成分、密度和温度均有关;芯块气孔分布较均匀,没有联通的开气孔存在,气孔尺寸在1~3μm。

关键词：多元核推进燃料碳热还原液相烧结

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新型的无隔离变压器单相光伏并网逆变器

电网技术 2013年第10期37卷 2712-2718页

作者：吴学智尹靖元杨捷童亦斌北京交通大学电气工程学院北京市海淀区100044

提出了一种采用双级无隔离变压器的新型单相光伏并网逆变器拓扑,由于光伏池板与电网零线直接相连,可消除光伏池板对地的共模电压,解决了共模漏电流问题。所提拓扑采用了高频倍压的方式实现升压变换器与并网逆变器的连接,避免了三电平并... 详细信息

提出了一种采用双级无隔离变压器的新型单相光伏并网逆变器拓扑,由于光伏池板与电网零线直接相连,可消除光伏池板对地的共模电压,解决了共模漏电流问题。所提拓扑采用了高频倍压的方式实现升压变换器与并网逆变器的连接,避免了三电平并网逆变器存在的中点电位二次脉动问题,降低了直流侧滤波电容的容量需求。为实现对单相并网电流的无误差控制,并网控制中采用比例谐振控制器,增加了系统的稳定性和提高了并网电流质量。仿真与实验结果均表明所提光伏并网逆变器拓扑的可行性。

关键词：光伏并网逆变器无隔离变压器中点箝位型三电平比例谐振控制

四开关Buck-Boost变换器的多模式模型预测控制策略

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电工技术学报 2022年第10期37卷 2572-2583页

作者：吴岩王玮曾国宏吴学智唐芬国家能源主动配电网技术研发中心(北京交通大学) 北京100044

四开关Buck-Boost变换器具有多种工作模式,适用于宽电压范围变换的场合,如何选择适合的工作模式以及实现平滑的模式切换是其需要解决的关键问题。该文提出一种四开关Buck-Boost变换器的多模式模型预测控制策略,根据电压变换需求确定了... 详细信息

四开关Buck-Boost变换器具有多种工作模式,适用于宽电压范围变换的场合,如何选择适合的工作模式以及实现平滑的模式切换是其需要解决的关键问题。该文提出一种四开关Buck-Boost变换器的多模式模型预测控制策略,根据电压变换需求确定了四种工作模式,在传统Buck和Boost模式的基础上加入两种扩展模式,消除Buck和Boost模式在输入电压和输出电压接近时存在的控制死区,利用模型预测控制方法的预测机制实现各工作模式的电流预测控制,同时,根据下一控制周期内不同工作模式的占空比预测结果,选择最适合的工作模式。仿真和实验结果表明,所提控制策略可以有效地选择四开关Buck-Boost变换器最适合的工作模式以及实现较平滑的模式切换,而且具有良好的动态响应性能。

关键词：四开关Buck-Boost 多工作模式模型预测控制模式切换