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非线性电导调制SiC/环氧树脂绝缘涂层热氧/湿热老化研究

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机械工程学报 2024年第6期60卷 207-215页

作者：梁玉陆国权梅云辉天津大学材料科学与工程学院天津300350 弗吉尼亚理工大学电气与计算机工程系美国黑堡镇24061 天津工业大学电气工程学院天津300387

高压电力电子器件的发展对其绝缘封装提出了更高要求。提出一种可以提升功率器件高压绝缘性能的非线性电导调制绝缘涂层,并对其性能进行研究分析。首先研究了非线性电导调制SiC/环氧树脂复合材料的制备工艺方法,并研究了材料电导率随电... 详细信息

高压电力电子器件的发展对其绝缘封装提出了更高要求。提出一种可以提升功率器件高压绝缘性能的非线性电导调制绝缘涂层,并对其性能进行研究分析。首先研究了非线性电导调制SiC/环氧树脂复合材料的制备工艺方法,并研究了材料电导率随电场强度及温度的变化规律。之后采用非线性电导调制SiC/环氧树脂作为绝缘涂层封装器件,通过有限元电场仿真结合试验的方法,验证了复合材料对器件局部放电性能的改善效果,结果表明采用非线性电导调制SiC/环氧树脂封装的器件的电场峰值相较于对照组降低了38.6%,且局部放电试验结果表明,非线性电导调制SiC/环氧树脂绝缘涂层可以将器件的局部放电起始电压提升44.9%以上。最后,对非线性电导调制SiC/环氧树脂绝缘涂层的长期可靠性进行了研究,通过热氧老化与湿热老化试验对其长期绝缘可靠性进行了试验验证,并从微观机理对试验结果进行分析。最终结果表明,采用非线性电导调制SiC/环氧树脂涂层封装的功率器件长期绝缘可靠性仍优于对照组。

关键词：非线性电导涂层局部放电绝缘材料功率器件封装

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基于混合两阶段鲁棒的多微网合作优化运行

电网技术 2024年第1期48卷 247-261页

作者：徐艳春章世聪张涛 MI Lu 梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北省宜昌市443002 德克萨斯农工大学电气与计算机工程系美国德克萨斯州77840

针对微网独立运行时面临运行成本高,受可再生能源出力和多能负荷功率不确定性影响大等问题,提出一种基于混合两阶段鲁棒优化的多微网合作运行方法。首先,为了应对源荷双重不确定性挑战,在传统两阶段鲁棒优化基础上,提出一种基于多场景... 详细信息

针对微网独立运行时面临运行成本高,受可再生能源出力和多能负荷功率不确定性影响大等问题,提出一种基于混合两阶段鲁棒优化的多微网合作运行方法。首先,为了应对源荷双重不确定性挑战,在传统两阶段鲁棒优化基础上,提出一种基于多场景数据的最恶劣概率场景驱动的混合两阶段鲁棒优化方法,并采用可并行计算列与约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法来提高求解效率。然后,在建立的多微网点对点分布式能源交易系统框架上,根据纳什谈判理论构造多微网合作成本最小化问题和收益分配问题,并提出一种耦合可并行计算C&CG的交替方向乘子法进行求解。最后,根据各微网不同的贡献率,设计一种基于点对点电能交易贡献度的非对称纳什谈判机制来分配各微网的合作收益。算例结果表明,所提方法能兼顾系统的鲁棒性、经济性和隐私性,并实现每个微网公平合理的收益分配。

关键词：混合两阶段鲁棒优化多微网合作运行点对点交易模式纳什谈判贡献度

考虑分布式电源时空相关及电动汽车充电负荷分布特性的有源配电网概率潮流

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电网技术 2024年第6期48卷 2550-2563,I0084,I0085页

作者：徐艳春李思佳汪平 MI Lu 梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北省宜昌市443002 得克萨斯农工大学电气与计算机工程系美国得克萨斯州77840

目前分布式电源(distribution generation,DG)和电动汽车(electric vehicle,EV)充电负荷等随机变量接入电力系统时时空特性考虑不足,会导致概率潮流计算偏离实际。因此该文提出了考虑DG时空相关及EV分布特性的有源配电网概率潮流模型。... 详细信息

目前分布式电源(distribution generation,DG)和电动汽车(electric vehicle,EV)充电负荷等随机变量接入电力系统时时空特性考虑不足,会导致概率潮流计算偏离实际。因此该文提出了考虑DG时空相关及EV分布特性的有源配电网概率潮流模型。首先,利用场景生成建立时空相关的风电、光伏出力概率模型;然后,考虑路网约束和用户心理,建立考虑EV时空分布特性的负荷概率模型;最后,以Nataf变换结合奇异值分解处理相关性输入变量,运用三点估计法对概率潮流进行计算,通过Cornish-Fisher级数拟合得到累积分布函数。以IEEE-33节点系统进行测试,利用所提模型分析了DG时空相关性和EV分布特性对配电网潮流的影响。结果表明DG时空相关性主要影响系统的波动性,EV分布特性主要影响系统的运行特性。该文研究可为新型配电网的安全运行提供理论指导。

关键词：分布式电源电动汽车充电负荷场景生成时空特性有源配电网概率潮流 Nataf变换

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基于薄膜铌酸锂的偏振无关电光调制器（特邀）

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激光与光电子学进展 2024年第11期 67-72页

作者：王宗陈冠宇余宇张新亮华中科技大学武汉国家光电研究中心新加坡国立大学电气与计算机工程系

基于偏振无关光分束器和模式转换器，提出一种基于薄膜铌酸锂（TFLN）的偏振无关电光调制器。其中，偏振无关光分束器可以实现TE0和TM0模式的精准分束，模式转换器能够将输入的TM0模式高效转换为TE1模式。在此基础上，使用周期性电容加... 详细信息

基于偏振无关光分束器和模式转换器，提出一种基于薄膜铌酸锂（TFLN）的偏振无关电光调制器。其中，偏振无关光分束器可以实现TE0和TM0模式的精准分束，模式转换器能够将输入的TM0模式高效转换为TE1模式。在此基础上，使用周期性电容加载的行波电极结构可实现对两种模式光的高效电光调制。仿真结果表明，该调制器的电光带宽大于100 GHz，有助于解决现有电光调制器因偏振敏感而导致的不稳定问题，为基于TFLN的调制器开辟了新的研究思路。

关键词：薄膜铌酸锂电光调制器偏振分束器模式转换

基于薄膜铌酸锂的偏振无关电光调制器(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第11期61卷 57-62页

作者：王宗陈冠宇余宇张新亮华中科技大学武汉国家光电研究中心湖北武汉430070 新加坡国立大学电气与计算机工程系新加坡117583

基于偏振无关光分束器和模式转换器,提出一种基于薄膜铌酸锂(TFLN)的偏振无关电光调制器。其中,偏振无关光分束器可以实现TE0和TM0模式的精准分束,模式转换器能够将输入的TM0模式高效转换为TE1模式。在此基础上,使用周期性电容加载的行... 详细信息

基于偏振无关光分束器和模式转换器,提出一种基于薄膜铌酸锂(TFLN)的偏振无关电光调制器。其中,偏振无关光分束器可以实现TE0和TM0模式的精准分束,模式转换器能够将输入的TM0模式高效转换为TE1模式。在此基础上,使用周期性电容加载的行波电极结构可实现对两种模式光的高效电光调制。仿真结果表明,该调制器的电光带宽大于100 GHz,有助于解决现有电光调制器因偏振敏感而导致的不稳定问题,为基于TFLN的调制器开辟了新的研究思路。

关键词：薄膜铌酸锂电光调制器偏振分束器模式转换

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喷雾冷却孤立液膜速度特性实验研究

工程热物理学报 2024年第1期45卷 163-172页

作者：赵霄赵聿章陈引张博张海峰大连理工大学能源与动力学院复杂能源转换与高效利用辽宁省重点实验室大连116024 大连理工大学宁波研究院宁波315000 宾夕法尼亚州立大学计算机工程系美国宾夕法尼亚16802

液膜流动是喷雾冷却复杂热量传递过程的直接载体,因此,液膜动力学特性研究对理解喷雾冷却的传热机理至关重要。但由于雾化液滴与具有高湍流度薄液膜之间存在的强烈相互作用和扰动,研究者们对液膜在表面的演化过程知之甚少。本文研究了... 详细信息

液膜流动是喷雾冷却复杂热量传递过程的直接载体,因此,液膜动力学特性研究对理解喷雾冷却的传热机理至关重要。但由于雾化液滴与具有高湍流度薄液膜之间存在的强烈相互作用和扰动,研究者们对液膜在表面的演化过程知之甚少。本文研究了不同热流和压力下两相区HFE-7000在光滑表面液膜分布、流动速度和当量直径等特性。测量了不同工质在不同喷射压力下雾化液滴速度空间分布,并提出了经验预测关联式。测量了孤立液膜流动速度及其当量直径,同时求解了孤立液膜韦伯数分布及其平均值。最终,基于雾化液滴径向速度与孤立液膜速度的有机联系,结合表面温度梯度等条件,提出了孤立液膜平均速度和平均韦伯数的预测方法,相应的预测极限分别小于21.52%和24.3%.

关键词：喷雾冷却液膜流动液膜速度韦伯数

新型电力系统下电力二次系统的分析方法和仿真技术实现

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上海交通大学学报 2024年

作者：何瑞文杨长鑫谢海骏杨盛辉 Mohammad Shahidehpour 广东工业大学自动化学院伊利诺伊理工学院电气与计算机工程系

电力二次系统运行的随机动态行为是不透明的且难以具象化描述，这显然不利于掌控新型电力系统对信息及通信技术强依赖所带来的不确定性。本文首次提出电力二次系统的稳态分析方法、静态安全分析方法和暂态分析方法。以功能描述复杂的智... 详细信息

电力二次系统运行的随机动态行为是不透明的且难以具象化描述，这显然不利于掌控新型电力系统对信息及通信技术强依赖所带来的不确定性。本文首次提出电力二次系统的稳态分析方法、静态安全分析方法和暂态分析方法。以功能描述复杂的智能变电站二次系统为研究对象，通过仿真技术开发，创建了集成于通用网络仿真软件的智能变电站二次系统仿真工具，保真模拟数字信息在二次系统中传递、流动和处理的全流程；再结合本文提出的设备级的仿真测试仪、系统级的路径追踪和时延刻录技术、场景级的动作特性展示技术与仿真加速技术，以智能变电站实际工程项目为案例，实现了网络传输稳态场景、元件（部分）失效场景、断路器失灵场景下的电力二次系统的稳态分析、静态安全分析和暂态分析。

关键词：新型电力系统电力二次系统稳态分析静态安全分析暂态分析

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新型电力系统下电力二次系统仿真的建模方法

上海交通大学学报 2024年

作者：何瑞文谢海骏陆嘉亮杨长鑫 Mohammad Shahidehpour 伊利诺伊理工学院电气与计算机工程系广东工业大学自动化学院

新型电力系统的架构将极大地增加其运行和控制的难度和脆弱性，信息与通信技术（Information and Communication Technology， ICT）的高度集成有利于实现充分的信息共享，由此也带来了建立基于ICT的电力二次系统建模分析需求的紧迫性... 详细信息

新型电力系统的架构将极大地增加其运行和控制的难度和脆弱性，信息与通信技术（Information and Communication Technology， ICT）的高度集成有利于实现充分的信息共享，由此也带来了建立基于ICT的电力二次系统建模分析需求的紧迫性。本文首次提出实现信息共享和互联互通互操作准则的电力二次系统仿真建模方法。以功能描述复杂的智能变电站二次系统为研究对象，首先提出契合智能电子设备（Intelligent Electronic Device， IED）互联互通需求的结构模型，进一步提出带电力系统二次业务内置算法的IED功能模型，以及符合IEC 61850标准互操作需求的电力通信协议模型；从而通过进程域的状态设计，实现节点域的IED功能以及网络域的IED之间数据交互。最后以典型220kV智能变电站的线路电流保护为例，关联电力一次系统运行状态仿真实现电力二次系统继电保护定值修改以及故障后保护动作全流程，验证了所提仿真模型的正确性。

关键词：新型电力系统信息与通信技术电力二次系统有限状态机智能电子设备

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新型电力系统下电力二次系统仿真的设计方法

上海交通大学学报 2024年

作者：何瑞文陆嘉亮杨长鑫彭浩 Mohammad Shahidehpour 伊利诺伊理工学院电气与计算机工程系广东工业大学自动化学院

为了与新型电力系统的建模和仿真技术相匹配，新形势下急需对信息高度共享并实施实时决策的电力二次系统进行建模和仿真。本文首次提出关联电力一次系统运行状态实现电力二次系统仿真的设计方法。以功能描述复杂的智能变电站二次系统为... 详细信息

为了与新型电力系统的建模和仿真技术相匹配，新形势下急需对信息高度共享并实施实时决策的电力二次系统进行建模和仿真。本文首次提出关联电力一次系统运行状态实现电力二次系统仿真的设计方法。以功能描述复杂的智能变电站二次系统为研究对象，首先提出电力一次系统和二次系统仿真的关联方法，阐明其仿真实现框架、数据交互方法以及数据同步管理，从而将一次系统实际电气量数据传导至二次侧，解决二次系统仿真数据源问题；进一步提出电力二次系统的仿真设计方法，面向对象基于统一建模语言提出其系统级交互设计、元件级类设计和模块级状态设计的方法，从而解析电气量数据在二次系统的传输交互处理转换全流程；最后以220/110/10kV主变间隔110kV侧出口处短路故障场景为算例，结合主变差动保护方案，仿真验证所提方法的有效性。

关键词：新型电力系统电力信息物理系统电力二次系统数据同步管理统一建模语言