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关键词： 器件建模   SiC MOSFET   收敛性   参数提取   米勒电容   静态特性   动态特性  

摘要： 随着碳化硅金属-氧化物-半导体场效应管(silicon carbide metal-oxide-silicon field effect transistor,SiC MOSFET)功率器件的市场规模逐渐增大,对快速、准确的SiC MOSFET器件电路仿真模型的需求持续增多。然而,现有的SiC MOSFET模型尚不完善,无法兼顾电流-电压特性的高准确度和高收敛性,且对米勒电容在低漏源电压区域的变化特性建模存在较大误差。为此,提出了一种考虑米勒电容分层耗尽的数据手册驱动型SiC MOSFET模型。首先,在已有文献中不分段电流源模型的基础上,修正模型表达式,提高了电流-电压特性准确度。接着,基于对米勒电容分层耗尽特性物理过程的分析,建立了优化的米勒电容模型以描述全偏压下的电容-电压特性。模型参数可以完全通过数据手册按照参数提取方法和步骤提取,并分析了静态参数变化对动态特性产生影响的机制。最后,以SiC MOSFET器件C3M0021120D为研究对象,在LTspice中搭建器件模型和仿真电路,并与静态特性测试及双脉冲动态特性测试结果进行对比。实验结果表明:所提模型的预测误差均在10%以内,验证了所提模型的有效性,体现了该模型具有被应用于碳化硅电力电子变换器设计与评估的潜力。

关键词： 变频器   预充电电阻   功率  

摘要： 变频器是利用电力半导体器件的通断作用,将一种频率和电压的工频电源转换为频率和电压可调的电源控制装置[1]。一般采用交-直-交拓扑,由于直流中间回路的母线电容初始短路特性,变频器上电瞬间有很大的冲击电流,需要通过预充电电阻将电流限制至安全范围。本文结合时间常数、充电曲线、RC暂态模型[2],推导出预充电电阻的能量和功率方程,计算出与变频器参数匹配的预充电电阻功率曲线,通过拟合曲线与预充电电阻过载功率,提供了预充电电阻的理论计算与产品选型依据。

关键词： 质子交换膜燃料电池(PEMFC)   实际运行工况   特征电流密度   性能衰退   功率衰减  

摘要： 为探究重型卡车燃料电池在实际运行下的性能衰减规律,以实际运行工况下的电流数据为数据集,提取特征电流密度点,分析燃料电池堆的功率衰减幅度及速率变化规律。燃料电池系统的功率衰减幅度及功率衰减速率,都随着循环时间的延长不断增大,随着负载的提高不断增大,且负载越大,衰减速率增大越快,但在高强度负载下,衰减幅度的增速略有放缓。分析结果揭示了性能衰减随时间和电流密度的具体变化规律,为同类燃料电池车辆的性能分析提供了方法。

关键词： 专家系统   变压器   云端智能监控系统  

摘要： 电力变压器的运行监控主要依靠微机综合保护装置,其只能就地监控变压器的运行参数。当监控参数出现异常时,微机保护装置只能就地输出报警,无法及时反馈给运维人员,难以保证变压器设施异常的及时处理,极大地影响了设备的可靠运行,甚至可能引发大面积停电的风险。鉴于此,提出了基于“专家系统”的智能变压器设计方案。该方案通过传感器采集变压器各项运行数据,并通过变压器云端智能监控系统和专家系统对采集的数据进行大数据分析及隐患预警,使变压器的性能更加优越,从而进一步提高其安全性。

关键词： FIR滤波器   线性相位   Quartus   ModelSim   Verilog  

摘要： 文章介绍了利用Quartus和ModelSim联合实现并仿真一个32阶线性相位有限冲激响应(Finite Impulse Response,FIR)低通滤波器的过程,采样率为30 MHz,截止频率为2 MHz。输入信号为1 MHz、4 MHz、7 MHz的正弦波叠加。滤波器系数由MATLAB设计,硬件描述和综合在Quartus完成,仿真验证通过ModelSim进行。结果表明,该滤波器能有效抑制高于2 MHz的频率成分,保持通带信号完整性。研究提升了数字滤波器设计的性能与精度,对通信与信号处理领域具有重要意义。

关键词： 全功率变速抽蓄机组   水-机-电联合仿真   转速优先控制   功率优先控制   功率特性  

摘要： 全功率变速抽蓄机组(Full-power VSPS)以其优异的综合性能及逐渐降低的成本成为未来电网中应对新能源随机性与波动性的重要设备,但理论研究及工程实践中均存在对机组出力调节过程中功率特性及振荡机理认识不清的问题。对此,该文基于子模块建模的方法,搭建考虑复杂引水系统的全功率变速抽蓄机组水-机-电联合仿真模型,并提出基于过渡过程中单位转速-单位转矩轨线的机组功率特性分析方法。在此基础上,绘制了采用两种基本控制策略的机组在抽水及发电工况下的典型轨迹,根据其变化趋势得到了机组关键物理量的演变规律及转速反调等潜在运行风险,并进一步给出了这些风险的主要影响因素及对应的抑制策略。最后,结合仿真验证了所提方法及结论的正确性。该文可为全功率变速抽蓄机组功率特性的分析与优化提供模型与分析方法的参考。

关键词： 非正交多址   电力线通信   注水算法   功率分配   最大化和速率  

摘要： 为提高下行非正交多址接入-电力线通信(non-orthogonal multiple access&power line communication,NOMA-PLC)系统的吞吐量和用户容纳数,考虑在对数正态衰落的PLC信道上引入NOMA技术,并对其功率分配方法进行研究。所述下行NOMA-PLC系统中包含多个NOMA集群,每个集群在独立的资源块中运行。通过将系统和速率最大化中的最优功率分配问题等价转化为每个集群最小功耗问题,使每个NOMA集群等效转化为一个虚拟正交多址接入(orthogonal multiple access,OMA)用户,以闭合形式获得用户有效信道增益;提出一种基于快速注水算法的功率分配方案,利用注水算法对和速率最大化问题进行求解,求得全局最优功率分配方案。为验证所提方法的有效性,对提出的功率分配方法进行Monte-Carlo仿真分析,结果表明:相较于传统OMA-PLC系统,所提出的NOMA-PLC功率分配方案在系统中断概率、发送端最小功耗、平均和速率方面性能得到明显提升。

关键词： 光纤传感器   电力变压器   故障检测   电压检测  

摘要： 在现代电力系统中,电力变压器的稳定运行对保障电力网络的可靠性与安全性至关重要,其故障检测一直是电力领域的研究热点。传统故障检测手段存在检测周期长、实时性差及对早期微弱故障不敏感等局限。本研究聚焦于光纤传感器在电力变压器故障检测中的应用,着重分析其检测灵敏度和电压检测准确率的变化规律。试验结果表明,电压为10~200 V范围内,电压越高光纤传感器的检测灵敏度越高,当电压为10 V时,最大灵敏度为84.1 V/Pa,而当电压为200 V时,最大灵敏度高达98.5 V/Pa。因此,Fe3O4@SiO2纳米粒子的最优掺量为30 g,可有效提高光纤传感器的响应效率及使用效率。且当电压为200V时,电压检测准确率为97.04%,较电压10V增加2.52%,表明传感器可以有效将数据传输到自动化辅助测试系统中,保证数据的传输正确性。

关键词： LSTM三元复合模型   光伏发电   发电功率  

摘要： 光伏发电环境较为复杂,具有非线性、非平稳特性的光伏发电功率数据的多个特征冗余,且依赖关系不明确,提出一种基于LSTM三元复合模型的光伏发电功率预测方案。考虑光伏板和耐高温绝缘硅胶垫片实际分布情况,进行光伏发电数据修正与补全,提取光伏发电功率数据的多个特征,通过加权法进行典型特征融合;捕捉光伏发电功率数据的时序依赖关系,构建LSTM三元复合模型,输出分析发电数据与功率之间的长期或短期依赖关系,完成光伏发电功率预测方案设计。实验结果表明,在实际应用中,该光伏发电功率预测方案的决定系数较高,95%分位数正负偏差率数值较低,光伏发电功率预测精度高。