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电池组分段混合均衡控制策略

电力自动化设备 2020年第3期40卷 168-173页

作者：张娥徐成王康丽蒋凯华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉430074

为了解决电池组由于制造工艺和应用环境的差异所引起的不一致性问题,针对具有电压平台宽、在充放电末端电压变化快这类特性的电池体系,提出了一种基于电压和荷电状态(SOC)的分段混合均衡控制策略。应用MATLAB/Simulink仿真平台,搭建基... 详细信息

为了解决电池组由于制造工艺和应用环境的差异所引起的不一致性问题,针对具有电压平台宽、在充放电末端电压变化快这类特性的电池体系,提出了一种基于电压和荷电状态(SOC)的分段混合均衡控制策略。应用MATLAB/Simulink仿真平台,搭建基于双向反激式变压器的多绕组结构的主动均衡拓扑结构,并分别在几种不同的电池组运行工况下验证所提分段混合均衡控制策略的有效性。与采用单一均衡变量的均衡控制策略进行比较,仿真结果表明分段混合均衡控制策略在电池组充电完成或放电结束后能够同时保持电池组电压和SOC良好的均衡效果;所提分段混合均衡控制策略能够更有效地提高电池组的一致性。

关键词：电池组不一致性均衡拓扑结构混合控制策略

电压源型变流器并网系统多时间尺度间相互作用

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电工技术学报 2023年第20期38卷 5547-5559页

作者：杜步阳邵德军朱建行石梦璇徐友平强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074 国家电网有限公司华中分部武汉430077

电压源型变流器(VSC)的控制环节及其与网络间的相互作用是造成VSC并网系统失稳的重要因素。而VSC的控制具有多时间尺度特征,具体可划分为直流电压控制(DVC)时间尺度和交流电流控制(ACC)时间尺度。现有文献大多仅针对单一时间尺度的稳定... 详细信息

电压源型变流器(VSC)的控制环节及其与网络间的相互作用是造成VSC并网系统失稳的重要因素。而VSC的控制具有多时间尺度特征,具体可划分为直流电压控制(DVC)时间尺度和交流电流控制(ACC)时间尺度。现有文献大多仅针对单一时间尺度的稳定性问题开展研究,对于多时间尺度环节间的相互作用则鲜有涉及。对此,该文基于模式分析方法,提出衡量多时间尺度间相互作用的量化指标,揭示多时间尺度间相互作用随锁相环带宽和系统短路比的变化规律。进而通过对比不同时间尺度模型的阻尼比和振荡频率,明确多时间尺度间相互作用对系统稳定性分析结果的影响。最后探讨DVC、ACC时间尺度模型的适用范围,并从物理角度对分析结果进行初步阐释。

关键词：电压源型变流器多时间尺度直流电压控制(DVC)时间尺度交流电流控制 (ACC)时间尺度相互作用模式分析

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适用于不同边界结构柔性直流电网的行波保护

中国电机工程学报 2024年

作者：赵振廷吴昇阳沈毅李银红强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院)

随着柔性直流电网的发展，其边界结构将发生改变，从“有边界电网”转变为“无边界电网”。如果在配置保护时，能够在原理上尽量适用于两种边界结构，则可以大大降低电网结构变化时保护验证的繁复性、提升保护应用的经济性。为提升线路... 详细信息

随着柔性直流电网的发展，其边界结构将发生改变，从“有边界电网”转变为“无边界电网”。如果在配置保护时，能够在原理上尽量适用于两种边界结构，则可以大大降低电网结构变化时保护验证的繁复性、提升保护应用的经济性。为提升线路行波保护对不同边界结构的适用性，本文提出了一种新型的行波保护方案。该保护方案主要通过非故障极电流首行波积分(first current integration of non-fault pole， FCINP)实现。基于FCINP在不同边界结构电网下的距离特性和边界特性，可有效地提升保护在有边界电网和无边界电网下的故障识别性能，从而提升保护适用性。所提保护在基于PSCAD/EMTDC直流电网仿真模型中进行了性能验证。

关键词：行波保护无边界电网有边界电网非故障极电流首行波积分

基于多目标灰狼优化算法与RBF神经网络的真空灭弧室触头结构优化设计

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高电压技术 2024年第2期50卷 543-550页

作者：丁璨王周琳袁召李江三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点试验室武汉430074

在真空灭弧室触头开断过程中,合适的磁场分布有利于提高其开断性能;在合闸过程中,动、静触头间存在的电动斥力会导致触头出现弹跳现象。针对以上问题,首先建立了带铁芯式杯状纵磁触头的三维模型,进行了磁场分布与电动力的计算;为了进一... 详细信息

在真空灭弧室触头开断过程中,合适的磁场分布有利于提高其开断性能;在合闸过程中,动、静触头间存在的电动斥力会导致触头出现弹跳现象。针对以上问题,首先建立了带铁芯式杯状纵磁触头的三维模型,进行了磁场分布与电动力的计算;为了进一步提高触头的性能,然后构建了以触头片开槽长度、开槽宽度、径向偏转角度、杯座斜槽高度及单个斜槽上下旋转角度为输入,电流峰值时刻触头间隙中心平面纵向磁场强度最大值、过零时刻中心点处磁滞时间、合闸时动静触头间的电动斥力分别为输出的RBF神经网络模型;最后结合RBF神经网络模型与多目标灰狼优化算法(MOGWO)对触头结构进行了优化。结果表明:与初始结构参数相比,当触头片开槽长度为19.74mm、宽度为3.94mm、径向偏转角为19.9°、杯座斜槽高度为18.0mm、斜槽上下旋转角为119.2°时,触头具有更好的磁场分布特性,且动、静触头间的电动斥力明显减小,有利于提高触头的工作性能。

关键词：真空灭弧室触头电动斥力 RBF神经网络磁场特性多目标灰狼优化算法

考虑不对称转速边界约束的变速抽蓄综合惯量调频控制

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电力系统自动化 2024年

作者：成昕雨王丹李文浩毛承雄强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 华中科技大学电气与电子工程学院

当系统出现频率跌落时，变速抽蓄具备大幅降低转速、迅速释放转子动能为系统提供惯量支撑的能力，但目前已有的调频方案未能有效发挥变速抽蓄的这一优势。为充分利用转子动能，提出了一种考虑不对称转速边界约束的变速抽蓄综合惯量调频... 详细信息

当系统出现频率跌落时，变速抽蓄具备大幅降低转速、迅速释放转子动能为系统提供惯量支撑的能力，但目前已有的调频方案未能有效发挥变速抽蓄的这一优势。为充分利用转子动能，提出了一种考虑不对称转速边界约束的变速抽蓄综合惯量调频控制策略。首先，从变速抽蓄机组的有功支撑特性和不对称转速约束条件出发，得出了适用于变速抽蓄的最优频率控制结构，该结构中包含两个时间常数不同的虚拟惯量控制环节。然后，分析各惯量控制环节的作用并整定了相关参数。在此基础上，计及变速抽蓄机组运行特性与电力系统调频需求，设计了变速抽蓄不对称综合惯量控制策略，使得机组转速降低时可以为系统提供更大的惯量支撑。仿真结果表明，所提调频策略能够充分发挥变速抽蓄的优势，维持系统频率稳定。

关键词：变速抽蓄不对称综合惯量控制频率调节惯量支撑转子动能

雪崩晶体管电压斜坡触发模式下终端失效机理研究

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电源学报 2024年

作者：温凯俊梁琳陈晗强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院)

随着超宽带（UWB）脉冲信号系统在新能源汽车智能化感知技术等许多重要领域的应用，高幅值、快前沿脉冲源的研发得到了广泛研究。针对纳秒级前沿脉冲对超快功率半导体开关的需求，本文进行雪崩晶体管（ABJT）在电压斜坡触发模式下终端... 详细信息

随着超宽带（UWB）脉冲信号系统在新能源汽车智能化感知技术等许多重要领域的应用，高幅值、快前沿脉冲源的研发得到了广泛研究。针对纳秒级前沿脉冲对超快功率半导体开关的需求，本文进行雪崩晶体管（ABJT）在电压斜坡触发模式下终端失效机理研究。利用仿真模型的静态特性与器件样品进行对比分析，测试了器件样品的动态开通特性。在成功得到纳秒级开通速度器件的基础上，对于器件在电压斜坡触发模式下出现的失效现象进行了分析。

关键词：雪崩晶体管二次击穿半导体器件建模 Marx电路失效分析

高频绝缘心变压器宽频等效电路模型及其参数获取

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高压电器 2021年第4期57卷 98-104页

作者：唐坤杨军叶加权聂岚馨华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

通过对高频绝缘心变压器进行磁路特征分析,基于电磁对偶原理和端口网络理论,提出了一种适用于绝缘心变压器的宽频等效电路模型。该模型由磁路等效电感、线圈间等效漏感和电容参数以及理想变压器构成。电感参数表征绝缘心变压器的磁场效... 详细信息

通过对高频绝缘心变压器进行磁路特征分析,基于电磁对偶原理和端口网络理论,提出了一种适用于绝缘心变压器的宽频等效电路模型。该模型由磁路等效电感、线圈间等效漏感和电容参数以及理想变压器构成。电感参数表征绝缘心变压器的磁场效应,电容参数表征变压器内部的电场效应。该模型适用于高频、不同匝数、绕组数的绝缘心变压器,对于某些类型的变压器也具有一定的实用意义。提出了基于端口网络理论和基于有限元分析的参数获取方法。采用有限元分析方法获取了宽频模型的所有参数,并结合电路仿真软件进行对比验证,有限元分析与电路仿真结果的输出特性显示了较好的一致性,验证了模型的有效性。

关键词：高频绝缘心变压器电磁对偶原理宽频等效电路寄生电容有限元分析参数获取

变压器铁芯接地线上耦合VFTO信号的仿真研究

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高电压技术 2021年第11期47卷 3923-3931页

作者：柯学志李朝晖华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

在对变压器铁芯接地信号(core earthing signals,CES)监测过程中,多次记录到侵入变压器的特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)冲击脉冲,这为检测VFTO冲击提供了新途径。为了研究VFTO耦合至CES的途径,并分析CES中VFT... 详细信息

在对变压器铁芯接地信号(core earthing signals,CES)监测过程中,多次记录到侵入变压器的特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)冲击脉冲,这为检测VFTO冲击提供了新途径。为了研究VFTO耦合至CES的途径,并分析CES中VFTO信号的特征,首先对VFTO的产生过程进行仿真分析;其次建立绕组的高频暂态混合模型,仿真分析VFTO在绕组内的传输模式;最后建立铁芯高频电容耦合模型,并与前面模型进行联合仿真,分析VFTO致使CES中产生VFTO脉冲的全过程,总结VFTO脉冲特征,初步建立VFTO脉冲的特征知识库。同时,还对某水电站隔离开关分闸过程进行对比仿真,仿真波形与实测波形基本一致。上述研究表明,VFTO在绕组上同时存在沿线传输和电容耦合两种传输模式。VFTO可通过绕组与铁芯之间、铁芯内部的电容耦合至CES,产生VFTO脉冲,这些脉冲在隔离刀闸分闸过程中呈现出幅值逐渐增大、分布逐渐稀疏的特征,而在合闸过程则完全相反。通过该研究,获知了VFTO耦合至CES的全过程,总结了CES中VFTO脉冲的关键特征,进而证明了利用CES检测VFTO冲击的可行性。

关键词：特快速暂态过电压(VFTO) 电力变压器铁芯接地信号(CES) VFTO检测 VFTO特征知识库

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高电压脉冲放电破岩系统建模分析

真空科学与技术学报 2023年第4期43卷 298-304页

作者：徐尤来刘毅黄仕杰李化林福昌强电磁工程与新技术国家重点实验室电气与电子工程学院华中科技大学武汉430074 脉冲功率技术教育部重点实验室华中科技大学武汉430074

等离子体通道是高电压脉冲放电破岩的“工具”,通道形成及膨胀使岩石破碎过程伴随着通道阻抗的急剧变化。为更好地分析高电压脉冲放电破岩系统的能量利用效率,结合破岩空腔的脱模分析获得了通道的穿透深度及实际长度,基于能量平衡方程... 详细信息

等离子体通道是高电压脉冲放电破岩的“工具”,通道形成及膨胀使岩石破碎过程伴随着通道阻抗的急剧变化。为更好地分析高电压脉冲放电破岩系统的能量利用效率,结合破岩空腔的脱模分析获得了通道的穿透深度及实际长度,基于能量平衡方程建立了等离子体通道阻抗模型,建立了高电压脉冲放电破岩系统的电路分析模型,仿真计算与试验结果对比表明该模型能够准确分析高电压脉冲放电破岩系统的输出特性,为系统优化提供理论指导。

关键词：高电压脉冲放电破岩通道电阻模型空腔脱模分布参数电路仿真