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基于MMC闭锁与负直流电压无闭锁的综合直流故障限流策略

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 209-216页

作者：王琛魏子文王毅韩创曹赛华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室河北保定071003 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室河北保定071003

基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流电网存在抗直流故障扰动能力弱的问题。为此,在无闭锁和闭锁限流的基础上,提出了一种适用于柔性直流电网的无闭锁与闭锁的综合直流故障限流策略。故障发生后,各换流站首先根据直流侧出口电流进行... 详细信息

基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流电网存在抗直流故障扰动能力弱的问题。为此,在无闭锁和闭锁限流的基础上,提出了一种适用于柔性直流电网的无闭锁与闭锁的综合直流故障限流策略。故障发生后,各换流站首先根据直流侧出口电流进行基于负直流电压控制的无闭锁限流,若某换流站由于无闭锁降压限流失效而发生过流,则主动将该换流站闭锁。故障消失或隔离后,无闭锁换流站第一时间恢复正常工作模式,而无须等待重启过程较长的闭锁换流站,以尽量减小系统功率损失。基于MATLAB/Simulink的仿真结果表明,所提综合直流故障限流策略可快速阻断故障电流,并兼顾限流过程的安全性和快速性,最大限度保证系统功率传输,提高了直流电网的抗故障扰动能力。

关键词：柔性直流电网模块化多电平换流器直流短路故障综合直流故障限流策略无闭锁限流

循环加载条件下TRIP型双相不锈钢的相变启动预测模型

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机械工程学报 2024年第14期60卷 166-173页

作者：邹宗园宋宇王宏中刘冠男陈雷金淼燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室秦皇岛066004 中国兵器集团江山重工研究院有限公司襄阳441000 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

应变诱导马氏体相变对TRIP型双相不锈钢的循环力学性能有重要影响,明确循环加载条件下的马氏体相变启动规律,是进一步开发和应用高性能TRIP型双相不锈钢的基础。TRIP型双相不锈钢在单调加载条件下的相变规律已较为清晰,而循环加载条件... 详细信息

应变诱导马氏体相变对TRIP型双相不锈钢的循环力学性能有重要影响,明确循环加载条件下的马氏体相变启动规律,是进一步开发和应用高性能TRIP型双相不锈钢的基础。TRIP型双相不锈钢在单调加载条件下的相变规律已较为清晰,而循环加载条件下的相变规律还需要进一步深入研究。从相变热力学和塑性变形能的角度,分别计算TRIP型双相不锈钢的相变化学驱动功和相变机械驱动功。根据热力学第一定律,构建循环加载条件下马氏体相变启动周次预测模型。利用铁素体测量仪(FISHeRFMP30)和液压伺服疲劳试验机(INSTRON8801)搭建试验平台,进行应变幅为0.5%、0.7%、0.9%和1.3%的马氏体相变原位测量试验。分析马氏体转变量随循环周次的变化规律,确定相变启动周次,拟合求解相变启动周次预测模型参数。通过应变幅1.1%下的eBSD、TeM微观组织观测试验,分析马氏体相变启动特点,验证所建立的循环相变启动周次预测模型。研究结果可为循环加载条件下的马氏体相变研究提供理论参考,从而为高性能TRIP钢的进一步开发及应用提供理论支撑。

关键词： TRIP效应循环加载马氏体相变相变启动应变幅

考虑光伏电源可靠性的新能源配电网数据驱动无功电压优化控制

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中国电机工程学报 2024年第15期44卷 5934-5946,I0008页

作者：张波高远李铁成胡雪凯贾焦心河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003 国网河北省电力有限公司电力科学研究院河北省石家庄市050021

充分挖掘分布式光伏电源的无功支撑能力,有助于解决光伏高比例接入带来的配电网电压波动、电压越限以及新能源消纳等问题,但光伏电源无功输出会造成其功率器件结温越限或剧烈波动,严重威胁到光伏电源的可靠运行。为此,提出考虑光伏电源... 详细信息

充分挖掘分布式光伏电源的无功支撑能力,有助于解决光伏高比例接入带来的配电网电压波动、电压越限以及新能源消纳等问题,但光伏电源无功输出会造成其功率器件结温越限或剧烈波动,严重威胁到光伏电源的可靠运行。为此,提出考虑光伏电源可靠性的新能源配电网数据驱动无功电压优化控制策略。首先,提出一种基于数据驱动的光伏电源可靠性评估方法,该方法采用XGBoost机器学习模型计算IGBT结温,提高了IGBT结温计算效率,避免了评估精度对IGBT参数的依赖;进而建立考虑光伏电源可靠性的配电网无功电压优化模型,将IGBT结温均值和结温波动引入模型优化目标;然后,将该模型进行马尔可夫决策过程转化,并基于深度确定性策略梯度强化学习算法完成智能体训练;最后,通过Ieee33节点系统验证所提策略在无功电压快速优化和光伏电源可靠性提升方面的优势。

关键词：配电网 IGBT可靠性无功电压优化马尔可夫决策过程强化学习

不同雷诺数下4∶1圆角矩形柱气动力特性及流场数值模拟研究

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工程力学 2024年第S1期41卷 332-338页

作者：于春放靖洪淼张记涛许浩然乔明哲刘庆宽石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 河北省风工程和风能利用工程技术创新中心石家庄050043 石家庄铁路职业技术学院铁道工程系石家庄050061

圆角化处理的矩形柱绕流具有复杂的气动力和流场特性。为深入了解圆角矩形柱的雷诺数(Reynolds number, Re)效应,采用基于计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)的大涡模拟(Large eddy simulation,LeS)方法,开展了不同Re下... 详细信息

圆角化处理的矩形柱绕流具有复杂的气动力和流场特性。为深入了解圆角矩形柱的雷诺数(Reynolds number, Re)效应,采用基于计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)的大涡模拟(Large eddy simulation,LeS)方法,开展了不同Re下宽高比4∶1圆角矩形柱绕流数值模拟,研究了不同Re下圆角矩形柱的气动力系数、斯特劳哈尔数(Strouhal number, St)、风压系数和流场等变化规律。结果表明:表面风压和时均流场在Re≤4×10^(3)时,Re效应显著,但当Re>4×10^(3)时,Re效应较弱。当Re≤4×10^(3)时,升力系数均方根和平均阻力系数随着Re先增大后减小,在Re=1×10^(3)时达到最大;而St先增大后减小再增大,分别在Re=2×10^(3)时达到最大,在Re=4×10^(3)时达到最小。回流长度随着Re先减小后增大,尾流旋涡中心逐渐后移。

关键词： 4∶1圆角矩形柱大涡模拟方法雷诺数气动力特性流场

MMC结构的分布式光伏系统功率不平衡优化方案

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3665-3678,I0028页

作者：孙孝峰刘鑫磊张㼆滕甲训刘玥良赵巍电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学) 河北省秦皇岛市066004

模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)由于其模块化结构,已成为大规模光伏(photovoltaic,PV)并网逆变器的研究热点。然而,在不同光照强度和温度下,PV组件之间发电功率不同,导致MMC内部出现桥臂、相间功率不均衡。因此... 详细信息

模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)由于其模块化结构,已成为大规模光伏(photovoltaic,PV)并网逆变器的研究热点。然而,在不同光照强度和温度下,PV组件之间发电功率不同,导致MMC内部出现桥臂、相间功率不均衡。因此,该文先分析MMC-PV系统在功率不均衡下的表现机理,后提出一种基于MMC结构的光储电能路由,其控制策略在满足交、直流端口功率需求的同时,实现桥臂间和相间的功率自均衡,提高PV利用率和系统稳定性。同时,受桥臂内子模块功率传输极限的影响,对PV和eSS的配置约束作详细分析,最后,通过仿真以及实验验证所提拓扑及控制策略的正确性和有效性。

关键词：模块化多电平变换器光伏储能系统功率不均衡功率限值

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LaFe_(10.85)Co_(0.65)Si_(1.5)C_(0.2)合金在中性及酸性溶液中的腐蚀行为研究

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稀有金属 2024年第1期48卷 17-24页

作者：胡洁杨俊雅常润尧张施展傅斌齐海波石家庄铁道大学材料科学与工程学院河北石家庄050043 浙江联宜电机有限公司浙江金华317525 北京科技大学新材料技术研究院北京100083 天津理工大学材料科学与工程学院天津300384

采用动电位极化法、电化学阻抗法对退火态LaFe_(10.85)Co_(0.65)Si_(1.5)C_(0.2)磁制冷材料在去离子水、NaCl溶液、HNO_(3)溶液和H_(2)SO_(4)溶液中的腐蚀行为进行研究,采用扫描电镜(SeM)对磁体腐蚀前后的表面形貌特征进行观察。结果表... 详细信息

采用动电位极化法、电化学阻抗法对退火态LaFe_(10.85)Co_(0.65)Si_(1.5)C_(0.2)磁制冷材料在去离子水、NaCl溶液、HNO_(3)溶液和H_(2)SO_(4)溶液中的腐蚀行为进行研究,采用扫描电镜(SeM)对磁体腐蚀前后的表面形貌特征进行观察。结果表明:LaFe_(10.85)Co_(0.65)Si_(1.5)C_(0.2)合金在去离子水和NaCl溶液中短时间浸泡后,表面即发生点蚀,腐蚀点分布随机,腐蚀点内主相及富La相被腐蚀,且富La相出现部分剥落。LaFe_(10.85)Co_(0.65)Si_(1.5)C_(0.2)合金在NaCl溶液的极化曲线阳极支上存在钝化区,随着Cl^(-)浓度增加,钝化区间宽度变窄,阻抗谱中的膜阻抗变小,Cl^(-)对钝化膜产生破坏。在酸性溶液中,LaFe_(10.85)Co_(0.65)Si_(1.5)C_(0.2)合金的α-Fe相作为阴极被保留,主相和富La相被腐蚀,且与相同浓度的HNO_(3)相比,H_(2)SO_(4)溶液对于富La相的腐蚀程度更深。腐蚀速率受H^(+)浓度影响,浓度越高,腐蚀速率越快。合金在酸性溶液中的腐蚀情况比在中性溶液更严重。LaFe_(10.85)Co_(0.65)Si_(1.5)C_(0.2)合金在去离子水、0.025 mol·L^(-1)NaCl溶液、0.025 mol·L^(-1)HNO_(3)溶液和0.025 mol·L^(-1)H_(2)SO_(4)溶液中腐蚀电流密度分别为6.24×10^(-7),3.555×10^(-5),4.92×10^(-4)和1.33×10^(-3)A·cm^(-2),腐蚀速率依次增大。

关键词： LaFe_(10.85)Co_(0.65)Si_(1.5)C_(0.2)磁制冷材料中性溶液酸性溶液腐蚀行为

顺向正弦来流条件下圆柱气动力和绕流流场数值模拟研究

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振动与冲击 2024年第6期43卷 216-224页

作者：于春放靖洪淼王仰雪张记涛邵林媛刘庆宽石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 河北省风工程和风能利用工程技术创新中心石家庄050043

为深入了解顺向阵风来流对圆柱气动力和流场特性的影响,开展了雷诺数(Re)为1000的圆柱绕流三维大涡模拟,研究了不同频率顺向正弦来流对圆柱气动力和流场结构的影响规律,详细分析了升阻力系数、斯特劳哈尔数(St)、回流长度、分离角和尾... 详细信息

为深入了解顺向阵风来流对圆柱气动力和流场特性的影响,开展了雷诺数(Re)为1000的圆柱绕流三维大涡模拟,研究了不同频率顺向正弦来流对圆柱气动力和流场结构的影响规律,详细分析了升阻力系数、斯特劳哈尔数(St)、回流长度、分离角和尾流结构等参数的变化规律。顺向正弦来流速度为U=U_(0)+Asin(2πft),其中来流频率f的变化范围为0~0.3 Hz,U_(0)为平均速度,A为竖向正弦来流的振幅,设为0.15U_(0)。研究结果表明:圆柱阻力系数卓越频率(即主导频率)与正弦来流频率基本一致,升力系数存在3个明显的频率峰值,分别对应涡脱频率与来流频率之差、涡脱频率、涡脱频率与来流频率之和。随着正弦来流频率f增大,St先减小后增大,在f=0.25 Hz时达到最小值,而回流长度先增大后减小,且在f=0.15 Hz时达到最大值。当f≤St时,分离角不变,而顺流向最小速度逐渐增大;当f>St时,分离角逐渐增大.

关键词：圆柱绕流大涡模拟顺向正弦来流气动力流场

基于变分模态分解和改进灰狼算法优化深度置信网络的自动转换开关故障识别

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电工技术学报 2024年第4期39卷 1221-1233页

作者：刘帼巾刘达明缪建华杨雨泽王乐康刘琦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300130 施耐德万高(天津)电气设备有限公司天津300384

自动转换开关(ATSe)是保证系统连续供电的设备,对其进行健康监测和故障诊断对系统的稳定运行具有重要意义。为了实现对ATSe的非侵入式故障识别,该文提出一种基于电流信号变分模态分解(VMD)的特征提取和改进灰狼算法(IGWO)优化深度置信网... 详细信息

自动转换开关(ATSe)是保证系统连续供电的设备,对其进行健康监测和故障诊断对系统的稳定运行具有重要意义。为了实现对ATSe的非侵入式故障识别,该文提出一种基于电流信号变分模态分解(VMD)的特征提取和改进灰狼算法(IGWO)优化深度置信网络(DBN)相结合的故障诊断方法。该方法首先利用样本熵确定VMD分解次数并对故障电流进行分解;其次对分解后得到的本征模态函数进行小波包能量的提取,并利用IGWO对DBN网络结构参数进行优化;最后通过DBN将电流能量特征与ATSe的故障类型建立起映射关系从而完成最终的故障识别。所提IGWO采用了分段调节与非线性递减的衰减因子相结合的策略,以平衡算法全局搜索和局部搜索能力;并采用莱维飞行更新探狼的移动位置,来避免算法陷入早熟收敛。实验结果表明,该算法不仅能显著提高前期对参数寻优的训练速度,后续泛化实验的故障分类准确率也有98.78%的良好表现。

关键词：优化灰狼算法深度置信网络自动转换开关故障识别

计及IGBT结温约束的光伏高渗透配电网无功电压优化控制策略

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电工技术学报 2024年第5期39卷 1313-1326页

作者：张波高远李铁成胡雪凯贾焦心华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室保定071003 国网河北省电力有限公司电力科学研究院石家庄050021

光伏电源参与配电网无功电压调节是提升光伏高渗透配电网运行经济性和可靠性的有效手段,但光伏电源提供无功支撑会使得光伏电源IGBT最大结温升高、结温波动加剧,进而影响光伏电源和配电网的安全稳定运行。为此,该文提出一种计及IGBT结... 详细信息

光伏电源参与配电网无功电压调节是提升光伏高渗透配电网运行经济性和可靠性的有效手段,但光伏电源提供无功支撑会使得光伏电源IGBT最大结温升高、结温波动加剧,进而影响光伏电源和配电网的安全稳定运行。为此,该文提出一种计及IGBT结温约束的光伏高渗透配电网无功电压优化控制策略。首先,利用CatBoost算法计算IGBT结温,提高了IGBT结温计算效率,避免了传统结温算法对IGBT热模型参数的依赖;然后,建立考虑IGBT结温约束的有源配电网多目标无功优化模型,利用二分法求解IGBT结温约束下的光伏电源最大输出功率,实现了IGBT结温约束向二阶锥约束的转换;最后,利用Ieee33节点典型配电系统验证了所提策略在光伏高渗透配电网无功电压优化、光伏电源运行可靠性提升方面的有效性,并提出了综合考虑配电网网损、光伏电源可靠性的光伏电源IGBT结温限值整定原则。

关键词： CatBoost机器学习算法 IGBT结温无功电压控制 IGBT可靠性多目标优化