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关键词： 全功率风电变流器   直流电压同步   跟网   构网   模式切换   稳态工作点  

摘要： 全功率风电变流器的跟网/构网模式切换是提高其电网强度适应性的一种有效方式。直流电压同步的构网方案由于需要控制直流电压，在切换时易产生严重的直流电压暂态冲击，从而引发直流撬棒误动作，进而会降低硬件使用寿命。为此，首先通过矢量分析法确定了平滑模式切换原则，结合切换扰动对直流电压的传递函数和切换扰动本身两方面分析了直流电压暂态冲击的成因。然后，基于该分析，提出了直接切换方案以解决稳态工作点的阶跃扰动问题，但仍存在电流指令随机扰动的问题。进一步，提出了延时切换方案，通过延迟切换信号使得电流指令扰动最小化。RT-LAB硬件在环实验表明，直接切换方案能够大幅改善直流电压的暂态冲击，延时切换方案能进一步保证切换过程平滑无波动。

关键词： 海上光伏发电   超短期光伏发电预测   卫星云图   长短期记忆网络   图像融合预测   生成式模型  

摘要： 作为可再生能源装机的重要组成部分,海上光伏发电系统受制于特殊的气象环境和有限的远海气象监测条件,相比于陆地光伏预测,海上光伏预测需要精确掌握海域上空多变的云层状况并分析海洋气象波动特征。因此,本文提出一种基于卫星遥感数据的超短期功率预测方法。针对云层图像的不确定性和波动问题,采用遥感图像全波段的分段加权高斯融合与基于VAE的重构技术,提出了基于多光谱云图修正的海上功率模型,并使用双层GAN网络预测海上光伏出力,显著降低了预测误差。通过新加坡柔佛海峡电站数据验证,结果表明该模型能够高精度实现1小时及以上的超短期功率预测,精度较传统方法提高12%,增强了电网实时调度的可靠性和可再生能源并网消纳能力。

关键词： 海上风电   功率预测   季节性时间序列   信号分析   时间序列分解  

摘要： 海上风电作为可再生能源的重要来源，在近年来得到了广泛关注和迅速发展。海上风电的强随机性和波动性对传统预测方法的准确性提出了挑战。考虑到海上风力的季节性规律，本文从信号分析的角度设计了一种全新频域约束下的海上风电超短期功率深度预测模型来应对这一挑战。第一，我们引入一个极简的框架，它结合了时间序列分解、频率加权和线性模型。第二，我们提出了一种频域驱动的季节性分解方法，其中我们构建核函数和季节性因子来建模多尺度季节性。第三，我们提出了一种频率加权机制来动态增强或抑制季节性频率分量。除了更高效之外，本文模型的空间复杂度与序列成线性比例，并产生最少数量的参数。最后，基于Alpha Ventus海上风场实际运行数据进行相关实验，通过与最先进的预测模型进行比较，证实了本文模型的有效性和出色的性能。文章提供消融研究和可视化以促进对我们模型的理解。

关键词： 功率半导体   模块   低应力   弹性压接   模型   模拟  

摘要： 本文提出了一种新型DS型压接模块封装的电极技术，兼具导电、导热、弹性与低电感相统一的特征，即兼具了碟簧组件的弹性，又具有凸台式刚性电极的导电、导热和低感为一体的优点。并基于该DS型新型电极，设计了一种低应力弹性压接封装功率模块的基本结构形式、仿真模型、制造工艺及材料选用。详细的介绍了基于4500V硅基IGBT和FRD芯片设计的新型单芯片组件的模型与多物理场模拟、制造工艺、模块的耐压装能力和静态等性能测试，初步测试结果表明，基于DS型弹性电极的单芯片模块具有良好的压装综合性能，可为后续4500V/3000A及以上功率级别模块的封装设计提供了基础电极模型。

关键词： 高功率脉冲磁控溅射   结构   摩擦性能   沉积温度  

摘要： 通过改变溅射粒子的能量状态和运动轨迹，沉积温度可影响涂层结构、成分以及各项性能。本文采用高功率脉冲磁控溅射技术在不同温度下沉积一系列Ti-B-N涂层，研究不同基体温度对涂层微观结构、力学性能的影响规律及磨损机制。研究结果表明：沉积温度从100℃升高到200℃时，Ti元素含量略有下降，B元素略有上升；当沉积温度达到200℃以上，Ti元素与B元素含量没有明显变化。沉积温度在100℃～300℃变化时，涂层中存在h-TiB2和Ti3B4相；涂层沉积温度达到400℃时，仅存在h-TiB2相。随着基体温度升高，Ti-B-N涂层变得更加光滑致密，涂层硬度从2855 HV0.01逐渐增至3994 HV0.01，残余应力从0.9 GPa降至0.3 GPa。当基体温度为400℃时，涂层致密、硬度最高、残余应力最小。当基体温度为300℃时，涂层摩擦系数和磨损率最低，分别为0.5和1.1×10-3μm3N-1μm-1，涂层耐磨性能最佳。在一定条件下，摩擦系数作为影响Ti-B-N涂层耐磨损性能的主要因素，可以通过优化沉积温度等工艺参数对其进行调节以提高涂层的摩擦磨损性能。研究成果对Ti-B-N涂层的应用具有一定的参考价值。

关键词： CO2   烷醇   SAFT类状态方程   相平衡特性   二元混合物  

摘要： 相变吸收剂作为一种新型低能耗CO2捕集技术已被广泛关注。物理溶剂型相变吸收剂具有分相后富相溶液体积分数更低的优点，极具应用潜力。精确预测溶剂组分的相平衡特性对于相变吸收法碳捕集系统的优化设计至关重要。鉴于此，本研究针对CO2及物理溶剂（C1-C4烷醇）体系，采用三种典型的SAFT类状态方程（CPA、PC-SAFT和SAFT-VR-SW），系统评估了不同缔合方案对纯质饱和特性的预测性能。并基于拟合优化的二元交互作用系数（kij），探究了不同状态方程对其二元混合体系气液相平衡特性的关联预测能力。结果表明，非缔合方案对CO2的预测精度最佳，PC-SAFT方程结合包含两个缔合位点的缔合方案对C1-C4烷醇的整体预测性能最优。当kij系数为0时，SAFT-VR-SW方程对混合物相平衡的预测精度最低，平均相对偏差为35.37%，高于CPA的25.44%和PC-SAFT的25.12%。本文基于Lorentz-Berthelot混合法则，并通过拟合实验数优化了不同混合体系的kij系数。引入优化的kij系数后，CPA、PC-SAFT和SAFT-VR-SW方程对混合物相平衡特性的预测精度均显著提升，其中SAFT-VR-SW方程的相平衡预测的平均相对偏差最低为5.42%。因此，结合优化的kij系数，SAFT类方程在CO2+物理溶剂混合体系的相平衡特性预测中发挥重要作用。

关键词： 非奇异终端滑模   扰动观测器   快速变功率趋近律   四旋翼飞行器  

摘要： 针对复杂飞行环境下的四旋翼无人机系统，提出一种快速非奇异终端滑模控制方法。该方法采用一种新的快速变功率趋近律，提高了系统状态趋于滑模面的快速性，并削弱了抖振现象。同时，运用RBF神经网络逼近系统中耦合函数的导数，不仅避免了解耦问题，也降低了控制算法的计算量。此外，通过构造辅助系统设计一类固定时间扰动观测器，实现对四旋翼无人机外部扰动的精准观测，且改善了扰动观测器的代数循环问题。最终，数值仿真和四旋翼实物仿真实验均验证了该方案的可行性和实用性。

关键词： 油浸变压器   变压器动态载荷   格子玻耳兹曼方法   相对绝缘寿命  

摘要： 现场变负荷运行条件下的油浸式变压器动态载荷(DTR)和热寿命损失与设备的瞬态温升密切相关。本文提出了一种耦合电网络的格子玻耳兹曼(LBM)物理在环仿真模型，实现对电网络约束下的DTR实时评估。采用D2Q9模型对流体流动和热格子玻耳兹曼方程(LBEs)进行求解捕获变压器内部瞬态的油流和温升过程；在Simulink环境中采用等价电流源模型构建多级负载的电网络约束，并将建立的变压器LBM模型作为元件进行数值封装完成物理在环的仿真模型构建。所建立的模型热点温升的稳态和瞬态求解结果与有限体积法(FVM)对比的误差分别为2.60%和6.44%， 热点温升变化趋势与变压器负载导则吻合，验证了所提方法的有效性。基于该模型对恒定25℃、夏季和冬季典型环境温度变化下的油浸式变压器负载能力进行了评估，结果显示在相对绝缘寿命损失小于1的前提下，环境温度恒定25℃、夏季典型变化温度和冬季典型变化温度下最大的负载系数分别为1.20、1.10和1.60。本文提出的基于LBM的仿真模型对油浸式变压器温升的实时监测、负载能力评估和动态增容提供了一种有效方法。

关键词： SiC MOSFET   浪涌   极端工况   热网络   安全工作区  

摘要： 碳化硅（silicon carbide，SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor，MOSFET)在实际运行中通常会面临浪涌极端工况，导致器件失效。浪涌安全工作区（safe operating area， SOA）是衡量其可靠性的重要指标。目前浪涌SOA的评估需要多次破坏性实验，成本高昂。为此，本文提出一种SiC MOSFET器件浪涌SOA的低成本评估方法。首先建立SiC MOSFET温度计算有限元模型，利用特征正交分解（proper orthogonal decomposition，POD）算法降低有限元模型阶数形成降阶模型，并基于降阶模型建立SiC MOSFET器件的热网络模型，同时考虑器件温度对热网络模型参数的非线性影响。其次，建立SiC MOSFET体二极管的电路模型，与热网络模型关联形成电热耦合模型。之后，基于电热耦合模型构造不同浪涌工况与SiC MOSFET器件温度的数据集，并引入Kriging代理模型揭示工况与器件温度的映射关系，实现SiC MOSFET器件浪涌SOA的快速评估。最后通过破坏性测试验证所提浪涌SOA评估方法的有效性。