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宽增益高效谐振型直流变换器技术

电力系统保护与控制 2024年第1期52卷 133-144页

作者：龚春阳夏潇包俊郑建陈辉陈晓琳王志新黄冬梅上海电力大学上海200090 上海交通大学上海200240 施耐德电气(中国)有限公司上海分公司上海201203 上海禧龙股份有限公司上海201517 上海正泰电源系统有限公司上海201620

直流变换器广泛应用于电动汽车充电系统与光伏发电系统,如何适应输入/输出电压大范围变化,实现直流变换器的宽增益和高传输效率为学术界和工业界所关注。其中,LLC、LLC_LC、LLCLC谐振变换器虽具有高功率密度、低电磁干扰等特性,但存在... 详细信息

直流变换器广泛应用于电动汽车充电系统与光伏发电系统,如何适应输入/输出电压大范围变化,实现直流变换器的宽增益和高传输效率为学术界和工业界所关注。其中,LLC、LLC_LC、LLCLC谐振变换器虽具有高功率密度、低电磁干扰等特性,但存在磁元件与谐振网络参数设计难度大,造成变换器输出不稳定等不足,难以满足实际应用的要求。为此,提出了宽增益高效谐振型直流变换器技术。首先总结了谐振型直流变换器的基本原理,围绕其拓扑结构及调制策略的国内外研究进展,重点就宽增益与高效谐振型直流变换器应用需求进行阐述。然后分析了LLC_LC、LLCLC多模式PWM倍压整流变换器拓扑及调制策略。最后结合仿真与实验验证结果,证明了该宽增益高效谐振型直流变换器拓扑及其调制策略的有效性,最高可实现输出电压范围为1~6.2,转换效率达96.1%,具有较宽广的应用前景。

关键词：谐振变换器宽增益高效率拓扑结构调制策略

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废锂离子电池碳热还原优先提锂工艺优化

化工进展 2024年第4期43卷 2174-2182页

作者：周铭贤叶小舟上海电气集团股份有限公司中央研究院上海200070

对废旧三元锂离子电池正极材料采用碳热还原-通二氧化碳水浸的工艺进行优先提锂。本文采用单一变量法探究焙烧过程中焙烧温度、焙烧时长、有效加碳量及水浸过程中水浸时长、水浸固液比、二氧化碳流量、逆流水洗级数等参数改变带来的金... 详细信息

对废旧三元锂离子电池正极材料采用碳热还原-通二氧化碳水浸的工艺进行优先提锂。本文采用单一变量法探究焙烧过程中焙烧温度、焙烧时长、有效加碳量及水浸过程中水浸时长、水浸固液比、二氧化碳流量、逆流水洗级数等参数改变带来的金属元素浸出率的影响。在焙烧温度700℃、焙烧时长120min、有效加碳量(75.56%含碳量的炭粉)为14%(质量分数)、液固比10mL/g、水浸时长180min、二氧化碳通入量100mL/min、三级逆流水洗的最佳条件下,可以达到锂的浸出率为96.31%,钴、镍、锰金属的浸出率均低于0.1%。同时考察了该工艺对于不同型号的废三元锂离子电池回收的适用性,发现提锂效果均在90%以上,具有良好的原料适应性。此外,通过X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜探究碳热还原前后的物相变化。

关键词：废旧三元锂离子电池碳热还原优先提锂浸出率

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基于场级偏航控制的风电场尾流敏感性分析

动力工程学报 2024年第4期44卷 575-581页

作者：唐荆赵鹰上海电气风电集团股份有限公司上海200030 上海电力设计院有限公司上海200025

偏航偏转控制有利于减小风机尾流效应,通过场级偏航协调优化减小尾流损失,可使风电场总发电量达到最大化。采用FLORIS尾流代理模型,以各风机偏航角为优化对象,风电场总功率最大为优化目标,进行场级偏航寻优。针对不同风机间距、纵列个... 详细信息

偏航偏转控制有利于减小风机尾流效应,通过场级偏航协调优化减小尾流损失,可使风电场总发电量达到最大化。采用FLORIS尾流代理模型,以各风机偏航角为优化对象,风电场总功率最大为优化目标,进行场级偏航寻优。针对不同风机间距、纵列个数、湍流强度、来流风速和来流风向等多个维度,对比分析了偏航优化对尾流损失及功率提升的敏感性。结果表明:当风电场排布间距小于5D、风机纵列大于3台且仅需优化前5排、纵列机位连线与风玫瑰图主频风向夹角小于15°、风场湍流小于0.1、来流风速位于风机“切入风速+2 m/s”至“额定风速+2 m/s”区间时,场级偏航控制对于尾流优化效果最佳;若仅采用单机偏航控制风向,前排风机保留3°~5°偏航误差有利于风电场整体的发电收益。

关键词：风电场尾流损失偏航控制敏感性分析

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STFE膜材力学试验与材料本构研究

土木工程学报 2024年第10期57卷 11-24页

作者：袁野张其林罗晓群顾锐杰黄永同济大学上海200092 森翡瑞(上海)复合材料有限公司上海201103

STFE膜材是一种新型建筑膜材料,它具有良好的透光和透景性能,并且有较高的抗拉强度,可用于大跨度张拉结构中。本文针对这种新式膜材料,基于国内检测标准改进了单、双轴力学试验方法,并测定了其弹性模量、泊松比、剪切模量、徐变伸长率... 详细信息

STFE膜材是一种新型建筑膜材料,它具有良好的透光和透景性能,并且有较高的抗拉强度,可用于大跨度张拉结构中。本文针对这种新式膜材料,基于国内检测标准改进了单、双轴力学试验方法,并测定了其弹性模量、泊松比、剪切模量、徐变伸长率等力学参数。进一步地,提出了描述STFE膜材应力-应变关系与短期时变(徐变、应力松弛现象)力学性能的材料本构模型。试验结果表明,STFE膜材相对于传统织物涂层膜材,拥有更高的弹性模量和同等水平的徐变伸长率,相对于同样透光透景的ETFE膜材,STFE膜材的强度为其6~7倍,弹性模量为其6倍以上,且徐变伸长率不到其15%。综上所述,STFE膜材具有优异的建筑表现效果和力学性能,适合作为透明张拉膜结构的建筑材料。

关键词：张拉膜结构 STFE膜材单双轴力学试验框剪试验徐变试验材料本构模型

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不平衡主动配电网电压无功两阶段多目标鲁棒优化

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 79-87页

作者：符杨武洁苏向敬田书欣米阳李海瑜耿福海上海电力大学电气工程学院上海200090 国家电力投资集团有限公司上海能源科技发展有限公司上海200233

高间歇性分布式电源大量接入、线路排布不对称、负荷分布不均匀等因素加剧了配电网的三相不平衡。同时,分布式电源和负荷的显著不确定性导致配电系统电压越限频繁以及网络能量损耗增加。引入电压不平衡度二阶锥约束,以降低主动配电网的... 详细信息

高间歇性分布式电源大量接入、线路排布不对称、负荷分布不均匀等因素加剧了配电网的三相不平衡。同时,分布式电源和负荷的显著不确定性导致配电系统电压越限频繁以及网络能量损耗增加。引入电压不平衡度二阶锥约束,以降低主动配电网的三相不平衡程度;采用鲁棒优化方法对分布式电源与负荷的不确定性进行建模;在此基础上,提出一种不平衡主动配电网的两阶段多目标电压无功控制模型,以最小化系统电压偏差和网络能量损耗;结合二阶锥松弛与线性化技术将非凸模型转化为可求解形式,利用法线边界相交算法处理多目标问题,并采用列与约束生成算法将可求解模型分为主问题与子问题进行迭代求解,从而得到鲁棒帕累托最优解。基于澳大利亚某真实配电网验证所提方法的有效性和鲁棒性。

关键词：不平衡不确定性鲁棒优化两阶段多目标电压无功

线路阻抗对构网变流器降阶模型精度影响及次同步振荡分析

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 169-175页

作者：孙千宸吴超王勇田杰詹长江上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200241 南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

在大部分关于构网变流器(GFM)次同步振荡稳定性的研究中,GFM通常被简化为只含有功率外环的三阶模型,这种降阶方法虽然简便,但其精确度会受到线路阻抗特征的影响,因此需要对GFM降阶模型适用性问题展开讨论,并提出更加精准的降阶模型。分... 详细信息

在大部分关于构网变流器(GFM)次同步振荡稳定性的研究中,GFM通常被简化为只含有功率外环的三阶模型,这种降阶方法虽然简便,但其精确度会受到线路阻抗特征的影响,因此需要对GFM降阶模型适用性问题展开讨论,并提出更加精准的降阶模型。分析电网线路阻抗特征变化对降阶模型精度的影响,结果表明线路阻感比变化或短路比变化时三阶模型不能精确反映系统特性的变化,会对系统稳定性产生错误判断,其原因在于线路阻抗参数会影响电压环与功率环的耦合特性,2个控制环路均会对GFM次同步振荡稳定性产生影响。提出一种更加准确的包含电压环的降阶模型,可以精确表征线路阻抗特征变化对系统特性的影响,更加适合复杂电网下GFM的稳定性分析。基于MATLAB/Simulink仿真验证了理论分析的正确性及所提模型的有效性。

关键词：构网变流器小信号模型参与因子分析线路阻抗次同步振荡

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基于谐响应的大型异步电机电磁振动分析

电机与控制学报 2024年第3期28卷 123-130页

作者：李巍刘阳陈伟同济大学电子与信息工程学院上海201804 上海新时达电气股份有限公司上海201801

大型异步电机的电磁振动是电机振动的主要构成部分,对电机振动等级的评估需要进行准确的电磁振动分析,本文以一台10 kV兆瓦级大型异步电机为对象进行电磁振动分析。首先对完整的电机模型进行模态分析,求解固有频率及对应振型,并实验测... 详细信息

大型异步电机的电磁振动是电机振动的主要构成部分,对电机振动等级的评估需要进行准确的电磁振动分析,本文以一台10 kV兆瓦级大型异步电机为对象进行电磁振动分析。首先对完整的电机模型进行模态分析,求解固有频率及对应振型,并实验测量了电机实际运行时的固有频率;然后将电磁场二维有限元计算得到的径向电磁力作为载荷,对该电机进行谐响应分析,最后与实验测得的振动速率对比。结果表明,基于电机整机模型的模态分析和谐响应分析可以较为准确地分析大型异步电机电磁振动,能够为电机的优化设计或电磁振动抑制提供理论依据。

关键词：异步电机电磁振动模态分析谐响应电磁力有限元

基于专家知识库的一键顺控系统镜像调试技术研究与应用

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电力系统保护与控制 2024年第3期52卷 180-187页

作者：盛海华计荣荣李海张淦锋韩茂林国网浙江省电力有限公司浙江杭州310007 武汉凯默电气有限公司湖北武汉430223 长园深瑞继保自动化有限公司广东深圳518057

针对智能变电站一键顺控系统现场调试工作量大、耗时长、效率低的问题,提出一种基于专家知识库的一键顺控系统镜像调试方法。基于“五防”规则建立基本单元模型,生成各类典型间隔设备的操作规则函数,实现专家知识库的构建。通过解析智... 详细信息

针对智能变电站一键顺控系统现场调试工作量大、耗时长、效率低的问题,提出一种基于专家知识库的一键顺控系统镜像调试方法。基于“五防”规则建立基本单元模型,生成各类典型间隔设备的操作规则函数,实现专家知识库的构建。通过解析智能变电站的系统规格描述(system specification description,SSD)文件构建一次设备拓扑连接表,基于设备状态的推理算法结合设备操作规则函数,实现操作票专家知识库的自动生成。搭建基于专家知识库的一键顺控系统镜像调试平台,通过智能电子设备(intelligent electronic device,IED)镜像仿真和一次设备潮流仿真测试方法,对一键顺控系统进行全面测试。将现场作业工序迁移至镜像调试平台中完成,实现一键顺控系统镜像调试成果在变电站的“即插即用”。测试结果表明,平台的应用可以大幅提高现场一键顺控系统的调试效率、质量和安全性。

关键词：智能变电站一键顺控专家知识库镜像调试

计及数字控制延时影响的含PMSG电力系统的宽频振荡z域阻抗判据研究

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电力系统保护与控制 2024年第10期52卷 138-146页

作者：黄志光陈浩丁浩寅张怡静钟伟伦徐波国家电网有限公司华东分部上海200120 上海电力大学电气工程学院上海200090

随着大量数字控制被应用于永磁直驱风电机组,受数字控制延时影响,含永磁直驱风电机组电力系统的宽频振荡问题日益突出。为了深入分析宽频振荡失稳机理以及快速准确地评估系统稳定性,提出了一种新的阻抗建模方法和稳定性判据。首先,基于... 详细信息

随着大量数字控制被应用于永磁直驱风电机组,受数字控制延时影响,含永磁直驱风电机组电力系统的宽频振荡问题日益突出。为了深入分析宽频振荡失稳机理以及快速准确地评估系统稳定性,提出了一种新的阻抗建模方法和稳定性判据。首先,基于精确离散化方法将含有延时环节的永磁直驱风电机组以及受端交流电网中的系统元件分别建模成锁相环坐标系下的z域阻抗模型。根据电路原理,将所有系统元件聚合成z域聚合阻抗模型,以此作为后续理论发展的模型基础。然后,基于盖尔圆定理,提出广义禁区判据来分析系统稳定性。最后,在Matlab/Simulink中搭建含永磁直驱风电机组的改进IEEE 3机9节点模型验证所提方法的有效性。

关键词：数字控制延时阻抗模型直驱风机宽频振荡稳定性判据

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