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关键词： 高功率密度   温升控制   高频载流导线   蒸汽腔均热   试验平台  

摘要： 针对150 kW高功率密度电力电子直流变压器功率模组设计中的散热问题,研究高频导线热损耗原理,电磁—热耦合仿真计算温升,从涡流损耗的机理改进导线结构,仿真分析降低热损耗的有效性,导体及模组结构件温升降低至30.5 K以下。对高压侧模组中铝基板散热器翅片参数优化设计,但功率器件仍有局部温升过高问题,再结合蒸汽腔均热技术开发新型高效散热器,从热阻理论分析、温升仿真计算到单板测试验证均热板导热系数达到4000 W/(m·K),功率器件温升降低至31.9 K。搭建试验平台,对研制的功率模组样机按额定功率运行并实测,模组功率密度达到1.92 kW/L,且重要器件均满足温升目标,电力电子模组紧凑化集成的同时保障了可靠性。

关键词： SiC MOSFET   高温栅偏   电子辐照   阈值电压  

摘要： 为研究栅氧化物在不同老化程度下电子辐照对SiC MOSFET可靠性的影响,结合高温栅偏和电子辐照2种实验对SiC MOSFET电学特性进行分析,讨论栅氧化物受到高温和强电场应力后电子辐照对SiC MOSFET阈值电压的影响。为避免封装材料在高温和电子辐照下对阈值电压产生影响,实验时将被测器件裸露于空气中。实验结果表明,高温正栅偏后器件阈值电压对电子辐照更加敏感,因此提出了电子辐照对SiC MOSFET高温栅偏老化后阈值电压影响的指数关系,且0.2 MeV电子能量辐照300 kGy剂量可将39 V、150℃、2 h高温栅偏后的器件阈值电压恢复至初始值。在Sentaurus TCAD仿真软件中建立SiC MOSFET基础数值模型,设置氧化物内电子浓度和空穴陷阱,模拟高温栅偏和电子辐照对器件阈值电压的影响,讨论阈值电压恢复机制。

关键词： 多维参量关联分析   配电变压器   故障自动监测   配电压器  

摘要： 为提高配电变压器故障自动监测的准确性,保障电网的安全稳定运行,利用多维参量关联分析,开展了配电变压器故障自动监测技术研究。首先,部署传感器,采集配电变压器多参量数据;其次,构建多维参量关联分析模型,提取配电变压器运行的关键特征;最后,设定配电变压器运行过程中电气参数的正常值与故障阈值,实时监测各项参数的动态变化,与设定的阈值进行对比,判断变压器的运行状态。结果表明,应用该技术后,能够准确监测并识别出各种故障类型,且监测结果与实际电气参数数值一致,监测准确性显著提升。

关键词： 小样本   光伏发电   功率预测   灰狼优化算法   集成长短期记忆网络  

摘要： 为提高样本数量受限情况下的光伏功率预测精度,提出了一种基于集成神经网络的组合预测方法。该方法由改进灰狼优化算法(Improved grey wolf optimization,IGWO)、变分模态分解(Variational mode decomposition,VMD)和集成长短期记忆网络(Ensemble long short-term memory,EnLSTM)组成。首先,使用皮尔逊相关系数法分析相关气象要素,得到强相关气象因子。然后,基于Circle混沌映射、非线性收敛因子和动态权重策略改进灰狼优化算法并利用IGWO对VMD和EnLSTM进行参数优化。接着,利用VMD对具有波动特性的原始光伏功率数据进行分解,简化映射关系。最后,通过EnLSTM实现多个功率分量的预测输出,再将模态分量的预测结果相加得到预测的光伏功率。算例结果表明,相较于传统LSTM、单一EnLSTM、双层BP网络三者中的最好成绩,所提方法点预测均方误差减少了31.67%;在概率预测对比实验中,所提模型相比传统贝叶斯神经网络,区间预测覆盖率提升22.87%,预测区间平均带宽缩小23.31%,预测精度得到显著提升。

关键词： 模块化多电平换流器(MMC)   固态变压器(SST)   基于钳位子模块的开关对复用(CSPI)   直流短路故障清除   混频调制   频率解耦  

摘要： 基于模块化多电平换流器的固态变压器(modular multi-level converter based solid-state transformer,MMC-SST)由于具备多电压等级、多电压形态的端口,在交直流混合配电网中得到广泛关注。双向有源全桥(dual active bridge,DAB)变换器型MMC-SST存在功率密度低、成本高等问题,且传统半桥结构的DAB型MMC-SST在中压直流(medium voltage direct current,MVDC)端口短路故障情况下无法清除故障电流,限制了其在配电网中的应用;传统全桥结构的DAB型MMC-SST虽具备故障阻断能力,但同时也增加了开关管数目。文中基于混频调制原理,对传统DAB型MMC-SST的拓扑进行改进,提出基于钳位子模块的开关对复用(clamped switch pair integrated submodule,CSPI)型MMC-SST拓扑,该拓扑与传统半桥、全桥结构的DAB型MMC-SST拓扑相比,不仅节约了开关器件,还使得SST具备MVDC短路故障清除能力,极大地提高了DAB型MMC-SST的功率密度和供电可靠性。通过理论分析与仿真模拟,验证了所提CSPI型MMC-SST拓扑及频率解耦方法的可行性。

关键词： 电力电子变压器   分布式能源   交直流混合配电网   潮流计算   交替迭代法  

摘要： 由于电力电子变压器(power electronic transformer,PET)端口特性难以解析描述,从而导致含多PET和分布式能源的交直流混合配电网在潮流计算时难以生成雅克比矩阵,为此,提出基于交替迭代法的潮流计算方法。首先,构建等效受控源对,以解耦PET多端口间的相互影响关系,获得适用于潮流计算的PET解耦模型。其次,通过合理划分控制模式,以反映不同端口控制模式对PET各部分潮流计算方程与潮流计算次序的影响,从而获得不同控制模式下的PET潮流计算方程。然后,推导计及端口控制模式、多PET协调控制方式的含PET多运行场景的配电网潮流方程。最后,以端口电压和功率为解耦变量,通过交替迭代算法实现含多PET的交直流混合配电网潮流计算。以IEEE33节点拓展构建的交直流混合配电网为例,将所提方法的计算结果与基于详细模型的仿真结果进行对比,验证所提方法的准确性。

关键词： 水轮发电机组   功率调节   一次调频  

摘要： 深入探讨了水轮发电机组功率调节与一次调频功能的协同优化策略。针对当前电力系统中机组调节特性与电网动态需求不匹配的问题,本文提出了引入变参数PID及模糊控制算法优化调速器、实现功率闭环控制、设定优先级规则与智能协调策略等一系列优化措施,并强调了合理设置参数与细化监控系统的重要性。这些策略旨在提升机组调节性能,确保电网稳定运行,为电力系统智能化控制提供理论支持。

关键词： constant power load(CPL)   DC microgrid   voltage balancer   stability criterion   cascaded system   virtual resistance  

摘要： The DC microgrid has the advantages of high energy conversion efficiency,high energy transmission density,no reactive power flow,and grid-connected *** is an essential component of the future intelligent power distribution *** power load(CPL)will degrade the stability of the DC microgrid and cause system voltage oscillation due to its negative resistance *** a result,the stability of DC microgrids with CPL has become a *** present,the research on the stability of DC microgrid is mainly focused on unipolar DC microgrid,while the research on bipolar DC microgrid lacks systematic *** stability of DC microgrid using CPL was studied first,and then the current stability criteria of DC microgrid were summarized,and its research trend was *** this basis,aiming at the stability problem caused by CPL,the existing control methods were summarized from the perspective of source converter output impedance and load converter input impedance,and the current control methods were outlined as active and passive control ***,the research path of bipolar DC microgrid stability with CPL was prospected.

关键词： C型滤波器   无谐振设计   电容器谐振抑制   自适应差分进化算法   元件配置成本   滤波器优化设计  

摘要： 现有无功补偿电容谐振抑制方法通常将无功补偿电容配置为无谐振C型滤波器,以降低谐振带来的谐波电压放大与滤波器有功损耗。但在抑制低频谐振时,无谐振C型滤波器的元件参数可选择范围较小,难以在实现低频谐振抑制的同时兼顾滤波器配置成本。针对这一问题,文中提出一种无谐振C型滤波器优化设计方法。首先,设计一种改进C型滤波器结构,在传统C型滤波器结构中增加低频谐振抑制单元,消除滤波器潜在低频谐振点;然后,建立计及滤波器配置成本、有功损耗、谐振抑制性能及元件参数选择范围的滤波器元件参数配置模型,求解改进C型滤波器元件参数最优值。最后,通过仿真对比证明,改进C型滤波器在控制配置成本与有功损耗的基础上,能明显降低谐波放大系数,具有更好的谐振抑制性能。

关键词： 故障诊断   堆栈稀疏自编码器   特征提取   XGBoost模型   变压器  

摘要： 目的 针对变压器油中的H_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(2)气体的浓度存在耦合性问题及电力变压器故障诊断精度较低的问题,提出了利用堆栈稀疏自编码器(Stacked Sparse Autoencoder,SSAE)和XGBoost模型结合的方法来提高电力变压器故障诊断的准确率。方法 首先利用堆栈稀疏自编码器(Stacked Sparse Autoencoder,SSAE)处理DGA数据;其次确定自编码器堆栈个数,确定隐含层数目;然后利用SSAE对原始数据进行数据转换,提取深层次特征信息;接着为了消除数据之间数量级差异较大的问题,对提取后的特征数据归一化进行处理;最后将处理之后得到的数据再输入XGBoost模型之中进行分类验证。结果 本文建立的基于堆栈稀疏自编码器与XGBoost的电力变压器故障诊断方法诊断准确率为91.11%,高于常用的其他机器学习模型。结论 实验结果验证了方法的有效性,表明基于堆栈稀疏自编码器与XGBoost的电力变压器故障诊断方法能够有效提高故障诊断的准确率。