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环氧树脂绝缘电树枝劣化研究进展

电工技术学报 2022年第5期37卷 1128-1135,1157页

作者：杜伯学张莹孔晓晓李进智能电网教育部重点实验室天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

环氧树脂因具有优良的耐热性、机械强度、电气绝缘性能和良好的可加工性而广泛应用于电工装备绝缘的浇注、浸渍和封装等领域。该文根据国内外参考文献综合论述了由环氧树脂绝缘电树枝劣化引起的绝缘击穿现象。基于环氧树脂空间电荷集聚... 详细信息

环氧树脂因具有优良的耐热性、机械强度、电气绝缘性能和良好的可加工性而广泛应用于电工装备绝缘的浇注、浸渍和封装等领域。该文根据国内外参考文献综合论述了由环氧树脂绝缘电树枝劣化引起的绝缘击穿现象。基于环氧树脂空间电荷集聚与迁移、局域电场形成、紫外辐射和机械应力断链理论,阐述了环氧树脂电树枝引发机理和劣化过程。结合电气设备运行工况,介绍了叠加电场、温度梯度场、机械应力场和潮湿环境等因素对环氧树脂电树枝劣化的影响规律,总结了多物理场作用下电树枝生长形貌特征与电荷输运行为的关联关系。从提高环氧树脂绝缘性能保障电气设备安全可靠运行角度,基于环氧绝缘工艺调控、无机掺杂、自修复材料等方面介绍了电树枝的抑制方法,基于分子构型、微观结构、宏观现象总结了电树枝的抑制机理。根据环氧树脂电树枝生长和抑制方法的研究现状,在电树枝实验探究、抑制方法等方面提出了相关建议。

关键词：环氧树脂电树枝劣化叠加电场温度梯度机械应力绝缘击穿抑制方法

时变温差工况下直流GIL/GIS盆式绝缘子动态电场畸变抑制

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电工技术学报 2024年第9期39卷 2851-2859页

作者：杜伯学姚航梁虎成董佳楠智能电网教育部重点实验室(天津大学电气自动化与信息工程学院) 天津300072

为了优化时变温差工况下直流GIL/GIS盆式绝缘子的沿面电场分布,基于表层电导梯度材料(σ-SFGM)设计了以室温(RT)电场均化为目标的RT-SFGM绝缘子与兼顾不同温度梯度(GT)条件的GT-SFGM绝缘子。迭代优化后,RT-SFGM绝缘子的涂层厚度从导体... 详细信息

为了优化时变温差工况下直流GIL/GIS盆式绝缘子的沿面电场分布,基于表层电导梯度材料(σ-SFGM)设计了以室温(RT)电场均化为目标的RT-SFGM绝缘子与兼顾不同温度梯度(GT)条件的GT-SFGM绝缘子。迭代优化后,RT-SFGM绝缘子的涂层厚度从导体到外壳梯度减小,而GT-SFGM绝缘子的凸面涂层厚度则呈现U型梯度分布。室温条件下,均匀绝缘子的凹面高压三结合点处电场畸变严重,相同位置处的RT-SFGM绝缘子与GT-SFGM绝缘子电场强度分别下降了53.3%和49.5%。随着高压导体温度的上升,绝缘子最大电场位置逐渐向接地外壳附近转移。在40℃温差条件下,GT-SFGM绝缘子的电场畸变抑制效果明显优于RT-SFGM绝缘子,最大电场强度下降59.2%。在负荷加载与负荷波动工况下,GT-SFGM绝缘子的电场变化率分别仅为7%与13.1%,可实现时变温差工况下绝缘子直流电场分布的稳定控制。

关键词：直流 GIL/GIS绝缘子表面电导梯度材料时变温差电场均化

直流GIL表层功能梯度绝缘子参数设计与电场优化

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高压电器 2023年第9期59卷 106-112页

作者：姚航杜伯学梁虎成董佳楠天津大学电气自动化与信息工程学院智能电网教育部重点实验室天津300072

为调控直流稳态与极性反转工况下直流气体绝缘输电线路(HVDC GIL)绝缘子的沿面电场分布,分别设计了稳态梯度(ST-SFGM)绝缘子与极反梯度(PR-SFGM)绝缘子。迭代优化后的SFGM绝缘子涂层电导率恒定,厚度沿r坐标方向减小。电场仿真结果表明,... 详细信息

为调控直流稳态与极性反转工况下直流气体绝缘输电线路(HVDC GIL)绝缘子的沿面电场分布,分别设计了稳态梯度(ST-SFGM)绝缘子与极反梯度(PR-SFGM)绝缘子。迭代优化后的SFGM绝缘子涂层电导率恒定,厚度沿r坐标方向减小。电场仿真结果表明,直流稳态工况下均匀绝缘子的最大电场出现在高压三结合点附近,强度为4.25 kV/mm。ST-SFGM绝缘子与PR-SFGM绝缘子的直流电场分布较为均匀,最大电场强度分别下降54.6%与62.1%。极性反转工况下,均匀绝缘子与ST-SFGM绝缘子的电场畸变加剧,最大电场强度分别提升1.09和3.44倍,而PR-SFGM绝缘子的最大电场强度则基本保持不变。

关键词：直流极性反转功能梯度绝缘子参数设计电场调控

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信息物理系统技术现状分析与趋势综述

电子与信息学报 2021年第12期43卷 3393-3406页

作者：杨挺刘亚闯刘宇哲王成山天津大学智能电网教育部重点实验室天津大学电气自动化与信息工程学院

随着国民经济中各个产业信息化程度的提升和产业间深度交叉融合,信息物理系统(Cyber-Physical System, CPS)正成为支撑这一发展的关键技术,也被誉为是引领全球新一轮产业技术变革的核心体系。通过将客观物理世界中实体、行为以及交互环... 详细信息

随着国民经济中各个产业信息化程度的提升和产业间深度交叉融合,信息物理系统(Cyber-Physical System, CPS)正成为支撑这一发展的关键技术,也被誉为是引领全球新一轮产业技术变革的核心体系。通过将客观物理世界中实体、行为以及交互环境等精准映射至信息空间,进行实时处理并反馈回物理空间,CPS能够从系统视角和不同层面解决复杂系统的分析建模、决策优化、不确定处理等难题。该文从CPS的体系架构和设计开发流程分析了其关键技术和难点瓶颈,探讨了CPS与边云协同计算、数字孪生、人工智能和区块链等前沿技术间相互支撑关系,综述了CPS在工业生产、能源电力、交通驾驶和医疗健康4个应用领域研究现状。最后,对CPS未来的技术发展进行了展望。以希望为信息物理系统及相关研究领域的专家和学者提供参考,为我国产业科技变革和智能化转型提供技术支持。

关键词：信息物理系统技术综述智能感知分布式控制人工智能形式化验证

单相跳闸对换相过程的影响机理及连续换相失败抑制方法

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电力自动化设备 2020年第4期40卷 17-24,55页

作者：赵盛李博通李斌姚斌天津大学电气自动化与信息工程学院智能电网教育部重点实验室天津300072

对逆变侧交流系统因接地故障而单相跳闸后换流母线处电压的相位特征进行了研究,理论分析表明交流系统切除故障相将导致逆变器各换相电压的相位差发生变化。在此基础上,对单相跳闸后的逆变器换相过程进行了分析,发现在现有的等间隔触发... 详细信息

对逆变侧交流系统因接地故障而单相跳闸后换流母线处电压的相位特征进行了研究,理论分析表明交流系统切除故障相将导致逆变器各换相电压的相位差发生变化。在此基础上,对单相跳闸后的逆变器换相过程进行了分析,发现在现有的等间隔触发方式下,直流系统的换相过程将受到影响,甚至面临换相失败的风险。因此,提出了基于触发角偏差量的换相失败判断方法,该方法能够可靠判断当前系统参数下单相跳闸是否会引发连续换相失败。基于换相电压相位差提出了一种适用于逆变侧交流系统单相跳闸后的逆变器触发方式以抑制换相失败。PSCAD仿真结果表明,所提出换相失败判断方法能可靠预测单相跳闸引发的换相失败,所提出的换流器触发方式可以有效抑制连续换相失败。

关键词：高压直流输电单相跳闸触发角偏差量换流器触发方式连续换相失败抑制方法

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基于氢能经济的电网大规模风电消纳模式

电力系统及其自动化学报 2022年第2期34卷 108-115页

作者：崔丽瑶刘怀东刘豪晏淑珍天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072

为提高大规模风电接入未来电网的风电消纳能力,基于电解制氢技术将氢能经济引入电力系统以期促进弃风消纳。参考虚拟电厂的概念设立虚拟制氢中心,组建由虚拟电厂和虚拟制氢中心构成的虚拟弃风-制氢联合体,在对氢气负荷进行简单分类的基... 详细信息

为提高大规模风电接入未来电网的风电消纳能力,基于电解制氢技术将氢能经济引入电力系统以期促进弃风消纳。参考虚拟电厂的概念设立虚拟制氢中心,组建由虚拟电厂和虚拟制氢中心构成的虚拟弃风-制氢联合体,在对氢气负荷进行简单分类的基础上,考虑新能源弃电过网费减免政策,建立以典型日运行成本最低为目标的虚拟弃风-制氢联合体经济调度模型。算例结果表明,虚拟弃风-制氢联合体在促进弃风消纳、降低制氢成本和碳排放等方面具有显著效果。

关键词：风电消纳氢能经济未来电网虚拟弃风-制氢联合体

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面向21世纪的智能电网

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2020年第6期53卷 551-556页

作者：余贻鑫天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072

智能电网(smartgrid)将像互联网那样改变人们的生活和工作方式,并激励类似的变革.厘清智能电网的基本理念,对于科学地实施智能电网至关重要,这些理念已在笔者新近出版的《智能电网基本理念和关键技术》一书的第一篇中做了系统性的叙述.... 详细信息

智能电网(smartgrid)将像互联网那样改变人们的生活和工作方式,并激励类似的变革.厘清智能电网的基本理念,对于科学地实施智能电网至关重要,这些理念已在笔者新近出版的《智能电网基本理念和关键技术》一书的第一篇中做了系统性的叙述.为读者能够花费尽可能少的时间了解核心理念,笔者在该书的前言基础上略做加工形成此文.这些理念包括:建设美丽中国需要高比例可再生的风能和太阳能发电;可再生能源应用的主流形式是分布式的,它在配电和发电领域中的影响具有颠覆性;智能电网的本质特征和总体设想;群集理念和智能分布式体系;智能电网的效益、挑战和研发(R&D)机遇;互联网与智能电网理念之间的关系等.

关键词：高比例可再生能源发电分布式电源智能电网特征和总体设想群集理念和智能分布式体系效益、挑战和研发(R&D)机遇互联网与智能电网

基于反向行波幅值比的对称单极柔性直流系统行波方向保护

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电工技术学报 2023年第9期38卷 2418-2434页

作者：李晔李斌刘晓明何佳伟贾冠龙省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室、河北工业大学电气工程学院天津300132 天津大学智能电网教育部重点实验室、天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

快速可靠的方向保护对直流线路保护研究具有重要意义。传统行波方向保护基于正反向行波幅值比识别故障方向,保护动作速度快且无需依赖线路边界,应用前景广阔。但研究发现,当对称单极运行的模块化多电平换流器柔性直流系统发生单极故障时... 详细信息

快速可靠的方向保护对直流线路保护研究具有重要意义。传统行波方向保护基于正反向行波幅值比识别故障方向,保护动作速度快且无需依赖线路边界,应用前景广阔。但研究发现,当对称单极运行的模块化多电平换流器柔性直流系统发生单极故障时,由于换流站各桥臂子模块投入数量的动态变化会导致直流侧等值阻抗不断变化,从而导致以行波反射系数为整定依据的传统行波方向保护失效。为此,该文提出不依赖线路边界且不受换流站控制响应影响的行波方向保护原理。首先,利用换流站直流出口直流电抗器两侧暂态电压幅值比识别故障是否发生于直流线路侧;然后,利用各条线路反向行波幅值比确定故障线路,有效地消除了换流站控制响应的影响;最后,通过大量的仿真算例充分验证了该文所提方向保护的优势和可行性。

关键词：柔性直流系统对称单极运行故障行波特性行波方向保护故障方向识别

基于讨价还价博弈理论的分布式能源合作收益分配模型

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电力自动化设备 2019年第1期39卷 134-140页

作者：秦婷刘怀东王锦桥方伟冯志强天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072

虚拟电厂(VPP)内参与合作的分布式能源(DERs)往往分属不同的利益实体,实现VPP收益公平合理的分配至关重要。基于讨价还价博弈理论,通过效用函数反映风险厌恶程度,综合考虑边际贡献、间歇性电源的预测能力、平衡市场的惩罚力度等因素量... 详细信息

虚拟电厂(VPP)内参与合作的分布式能源(DERs)往往分属不同的利益实体,实现VPP收益公平合理的分配至关重要。基于讨价还价博弈理论,通过效用函数反映风险厌恶程度,综合考虑边际贡献、间歇性电源的预测能力、平衡市场的惩罚力度等因素量化谈判力水平,从而建立DERs联合参与短期能量市场的收益分配模型。通过对VPP的实际算例分析,验证了所提模型的可行性与合理性,该模型可有效评价各DER的特性,保证分配的相对公平性和联盟的稳定性,并可对DERs行为形成正向激励和引导,提高经济利益。

关键词：虚拟电厂分布式能源博弈论利益分配谈判力