抢鲜看|《电工技术学报》2024年第23期目次及摘要

360影视 2024-12-17 07:00 4

摘要:《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊,报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任,兼《学报》主编。

《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊,报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任,兼《学报》主编。

脉冲强磁场磁感应强度测量技术研究进展

作者:魏文琦;张绍哲;谢剑峰;韩小涛

摘要:脉冲强磁场装置是现代科学研究的重要工具之一,精确地测量脉冲强磁场磁感应强度是发展脉冲强磁场技术、推动相关科学研究的前提和基础。该文介绍了感应线圈法、磁致旋光法、霍尔效应法、磁阻效应法及磁共振法等技术在脉冲强磁场磁感应强度测量中的最新进展,从传感特性、测量系统结构及脉冲强磁场下测量存在的独特问题与解决方案等多个方面进行了总结归纳。此外,该文还介绍了标准探针法及标准磁场法等脉冲强磁场测量标定与校准方法,最后总结并展望了脉冲强磁场磁感应强度测量技术的研究发展。

考虑颗粒属性的软磁复合材料磁特性预测方法

作者:赵轩哲;张殿海;史凯萌;任自艳;张艳丽

摘要:针对目前软磁复合材料(SMC)制造前磁特性预测无法计及颗粒属性和制备参数而导致磁导率和涡流损耗等磁特性评估结果存在偏差的问题,该文提出将离散元(DE)与有限元(FE)相结合的新型SMC材料磁特性预测方法。基于三维DEM研究了颗粒形状、粒径及其分布对SMC样品微观结构的影响,给出DEM模型中最适颗粒参数。

为解决所建立的微观尺度SMC材料FE模型求解带来的计算量大的问题,提出一种均质化等效几何模型构建方法。以相对密度为桥梁构建SMC均质化等效FE模型,进而实现对磁导率和涡流损耗的预测评估。最后,利用直流磁化法和环样法分别测量了SMC试样的磁导率和损耗,通过实验与预测结果进行对比分析,验证所提出的磁特性预测方法的可靠性。

换流阀冷却系统均压电极垢层沉积声学检测方法

作者:高兵;黄驰;黄晨浩;王帅;杨明智

摘要:均压电极结垢是导致换流阀冷却系统故障的主要原因之一,传统检修采取的定期拆卸检测方式具有较大的盲目性且易造成系统漏水等故障。现有水质监测或间接检测法不能直接反映垢层沉积情况,而声学检测具有灵敏度高、检测速度快等优点。因此,该文提出了换流阀冷却系统均压电极垢层声学检测方法。

首先,根据均压电极结垢特点,提出了适用于均压电极垢层的声学检测装置设计方法;其次,搭建了阀冷系统实验平台,在噪声环境中检验了装置的抗干扰性能,并对比分析无/有垢条件下回波信号的差异性;最后,从回波信号中提取电极垢层厚度的特征指标,建立了其与垢层厚度的数学映射关系,并进一步提出了垢层厚度预测策略。结果表明特征指标减小率与垢层厚度满足Boltzmann数学关系,能够可靠表征电极垢层厚度的变化过程,为均压电极的检修提供依据。

基于有效辐照度修正的光伏电池模型参数辨识和输出特性建模研究

作者:李国荣;张云鹏;周海;吴骥;关逸飞

摘要:为了提高光伏电池的参数辨识和输出特性计算的精度,该文提出基于单二极管模型的有效辐照度修正方法。通过研究影响光伏输出特性的环境因素,建立测量辐照度到有效辐照度的修正方程,包含常数修正、角度修正、季节修正和温度修正。

首先使用解析方法求解参考条件下的光伏电池单二极管模型物理参数值,根据物理参数与辐照度、温度的转化方程,以I-V曲线的方均根误差(RMSE)为目标函数,拟合得到有效辐照度修正方程中各个参数;然后根据光伏组件实际运行条件,计算有效辐照度数值,将修正后的有效辐照度代入物理参数转化方程,进而得到光伏组件运行物理参数和输出特性;最后通过实测数据对所提出方法进行验证。

结果表明,在不同天气条件(晴天、阴天)、不同辐照度区间和温度区间,与未修正结果相比,文中所提方法在I-V、P-V输出特性计算和最大功率估计方面的精度均得到提高。

船舶中压直流综合电力系统(二):故障保护管理技术

作者:杨亚宇;邰能灵;黄文焘;余墨多;刘宇

摘要:船舶中压直流综合电力系统代表船舶综合电力系统的发展方向,是我国实施海洋强国战略的重要基础。作为论文的第二部分,该文聚焦船舶中压直流综合电力系统故障保护管理技术。船舶中压直流综合电力系统故障保护管理技术包括故障特性分析、继电保护原理、故障隔离方案和故障后重构方法四部分。

首先,分析了其特殊技术要求;其次,归纳总结了船舶中压直流综合电力系统的故障特性、继电保护算法的现有技术及其存在的问题,阐述了船舶中压直流综合电力系统的故障隔离方案、故障后重构方法的研究现状,并进行了详细对比和分析;最后,对船舶中压直流综合电力系统故障保护管理技术进行了总结和展望。

考虑分布式新能源的有源综合负荷模型

作者:兰天楷;孙华东;王琦;赵兵

摘要:中国分布式新能源装机容量的不断增加,已成为影响大电网安全稳定的重要因素。目前的分布式新能源等值建模方法尚不成熟,难以用于工程实际中的大电网仿真分析。为此,该文首先介绍了大电网分析中的分布式新能源模型现状,探讨了分布式新能源等值模型的工程要求;然后以大规模工程应用为目标,提出了“含分布式新能源的有源综合负荷模型”的建模思路;最后提出了该模型的结构及参数计算方法,介绍了所提方法在中国S省初步应用的具体案例。应用效果表明,该文提出的有源综合负荷模型能满足高比例分布式新能源的大电网建模、仿真分析需求,具备大规模工程应用潜力。

多馈入直流系统电压稳定中静态负荷影响的定量分析和评估方法

作者:王奕鑫;唐宇;叶琳;周靖皓;柳昂等

摘要:随着多回直流集中落点受端电网负荷中心,交流电网相对变弱,因此分析负荷对直流多馈入系统电压稳定的影响,对精确度量受端电网电压支撑能力至关重要。该文首先建立了直流、负荷、交流电网的准稳态模型,推导了单馈入系统短路比受负荷影响的定量关系式;其次,基于结构保持和模态摄动理论,将包含负荷的多馈入系统雅克比矩阵近似解耦,分析了负荷对广义短路比的作用机理;最后,给出了基于数据驱动的广义短路比实用计算方法和稳定裕度评估流程。研究表明,考虑负荷影响后,广义短路比实际值改变,而临界值不变。仿真算例验证了所提分析方法的合理性和有效性。

融合多源量测数据的区间型抗差谐波状态估计

作者:陈艺煌;邵振国;林俊杰;张嫣;陈飞雄

摘要:在相量测量单元(PMU)配置数量不足以满足谐波状态估计的可观性条件时,可将电能质量监测装置(PQMD)作为数据补充源。该文针对多源量测数据存在的同步性差异和量测偏差等问题,提出一种融合PMU与PQMD量测数据的区间型抗差谐波状态估计方法。

首先,根据PQMD检测起始时刻不同步的特征,提出基于重叠度指标的PMU与PQMD量测数据融合方法;其次,采用量测变换从PQMD功率量测数据得到等效电流相量量测,构建区间型混合量测全集;再次,采用投影统计法和改进Huber权函数计算量测权重,对重叠度低且残差大的量测赋予较小的权重以抑制量测偏差的影响,并根据权重大小优选测点,得到非同步量测偏差最小的量测子集;最后,通过迭代重加权最小二乘法求解状态估计模型,在IEEE 30系统验证了该文所提方法的可行性与有效性。

基于QR-BiGRU神经网络与区间抗差增广状态估计的线路参数区间追踪估计

作者:张栩;颜伟;李辉;陆正媚;苏鑫

摘要:为满足现代电网对于输电线路参数估计和跟踪维护的需求,该文提出一种基于分位数回归双向门控循环单元(QR-BiGRU)神经网络与区间抗差增广状态估计的线路参数区间追踪估计方法。

所提方法基于区间估计理论与动态增广状态估计模型,首先采用QR-BiGRU神经网络代替传统Holt指数平滑预测函数进行状态区间预测,并获得了更准确、可信的状态预测区间;其次基于量测值及其所允许的最大误差构建量测区间;再次,基于区间分析理论与误差传播定律求解考虑零注入功率约束的区间抗差增广状态估计模型,获取了由状态预测区间、量测区间所导致的参数估计区间,实现了对输电线路电阻、电抗的区间追踪估计;最后,通过融合了美国纽约独立系统运营商时间序列数据的多个IEEE节点测试系统,验证了所提方法的有效性。

基于相位差的小电阻接地有源配电网接地故障保护算法

作者:李君;何敏;黄守道;刘君;刘志勇

摘要:大规模分布式电源(DG)接入小电阻接地系统配电网后,故障电流产生明显变化,采用零序电流保护方法切除单相接地故障将出现误动作。

为了解决以上问题,首先,提出基于相电压与零序电流相位差的小电阻接地系统有源配电网接地故障保护算法;然后,通过建立包含多个分布式电源的配电网接地故障电气系统结构与模型,对故障时刻相电压与零序电流相位关系进行理论推导与计算,分析得出不同接地故障位置的相位差区间,根据相位差区间进行接地故障判断与保护;最后,进行仿真验证。

结果表明该方法在配电网中性点采用小电阻接地系统时,在多种过渡电阻,不同分布电源接入数量与容量,各类型电缆长度等情况下,负载波动,均能可靠判断接地故障,适用于DG中性点经小电阻接地和不接地两种方式。

计及台风时空特性和灵活性资源协同优化的配电网弹性提升策略

作者:肖娟霞;李勇;韩宇;乔学博;钟俊杰

摘要:为准确地刻画台风时空特性造成配电网故障的不确定性,有效地挖掘灵活性资源协同优化的弹性提升潜力,该文提出一种计及台风时空特性和灵活性资源协同优化的配电网弹性提升策略。

首先,由台风路径模型和Batts风场模型构建台风时空演变模型;其次,根据结构可靠性原理,分析线路元件强度和荷载效应,计算配电线路的时变故障率,并采用信息熵识别脆弱线路;再次,采用线路加固、分布式电源(DG)、储能(ESS)和智能软开关(SOP)等灵活性资源多维度协调提升配电网弹性,以配电网在台风灾害下的失电负荷成本为弹性量化指标,建立灾前防御和灾后恢复相结合的两阶段三层防御-攻击-防御(DAD)模型,并采用列-约束生成算法进行求解;最后,在我国东部沿海某城市51节点系统上进行仿真测试,分析台风时空特性对配电网的影响,并验证灵活性资源提升配电网弹性的有效性。

考虑用户负荷决策依赖特性的配电网灾后恢复方法对比分析

作者:邓荣楠;宋梦;高赐威;严兴煜;白文超

摘要:极端天气、网络攻击等因素造成的配电网故障影响范围广、社会影响恶劣,开展韧性配电网建设以满足经济发展和民生需求。研究表明,配电网恢复过程中负荷特性与负荷恢复决策密切相关,然而当前大部分研究并未对此进行全面考虑,用户负荷行为无法被精准量化,配电网负荷恢复过程中往往面临电压、潮流越限等安全问题。

鉴于此,该文首先从客观和主观两个角度分析了配电网恢复过程中的用户负荷决策依赖特性及其演化机理,即冷负荷回流(CLPU)和负荷逐利,并分别利用数据驱动和知识驱动方法精准量化其运行特性,为配电网负荷恢复奠定基础;其次,提出两种考虑用户决策依赖特性的配电网负荷恢复方法,一是基于Karush-Kuhn-Tucher(KKT)条件处理的配电网负荷恢复双层优化模型,二是基于时间标签序列的配电网自适应恢复模型,以实现兼顾用户决策依赖特性的配电网负荷快速恢复;最后,基于系统功能曲线,利用最大负荷损失、负荷中断率、隐私暴露程度等指标对两种方法进行对比分析。

算例结果表明,在配电网恢复过程中考虑负荷决策依赖特性能够避免出现配电网负荷恢复过程中电压越限等安全问题,提升配电网运行安全性;相较于双层模型,所提出的自适应模型在提高用户隐私保护程度的同时,求解耗时仅为双层模型的33%。

城市电网灾后应急资源的集中匹配-分布调度策略

作者:万海洋;刘文霞;石庆鑫;刘佳怡;张帅

摘要:城市电网(UPN)是支撑城市功能正常运行的关键基础设施,及时制定UPN灾后应急资源(ER)的最优调度策略对维护城市各生命线系统功能具有重要意义。与单一输、配电网不同,UPN具有多电压等级交杂和拓扑结构复杂等特点,该文针对灾后UPN负荷应急恢复过程中存在ER总量有限、故障元件(FC)数量繁多、多电压等级电网故障元件的协同抢修存在信息壁垒等问题,提出了UPN灾后ER与FC的集中匹配-分布调度策略。

首先,根据ER和FC的实时信息和特征参数,采用二分图法建立二者间的匹配关系;其次,以匹配净收益最大为目标,采用改进后的库恩-曼克尔斯算法,集中制定ER和FC间的最优匹配方式;此外,建立计及UPN中多电压等级电网间耦合关系的双层优化模型,其中,上层高压电网以最大化变电站节点负荷恢复量为目标,下层中压电网以最小化负荷损失成本为目标,制定各电压等级负荷的分布式恢复策略;同时,通过及时更新UPN中新探明的FC和ER的信息,重新确定最优匹配方式和负荷恢复策略,保证所提方法在各时间步长内的最优性;最后,算例部分采用实际UPN对该方法进行仿真分析,结果表明该方法能够在有效地降低UPN负荷损失的同时,大幅缩短求解时间。

基于计算热点转移的5G车联网能量实时协同管理策略

作者:陈恺;付宇;孙毅;李跃;杨泓玥

摘要:由于5G基站与电动汽车规模持续增长,亟待开展能量管理,有利于减碳降本,缓解电网压力。但车联网的信息与能量高度耦合,使得基站独立管理能量易恶化车主的通信质量,且基站空调热负荷内部转移能力有限,电动汽车的车载算力调度潜力亟待发掘。

为此,该文首先提出联合电动汽车充放电、5G网络与空调负荷和储能调度的能量管理模型,构建车联网时间平均用能成本最小化目标函数;其次,考虑网络状态不确定性,利用改进Lyapunov优化将随机优化问题转换为确定性问题;再次,利用车载计算零热点特性,提出基于主从博弈的计算热点转移策略,此外,考虑电网通信安全需求,提出融合启发式与连续凸近似的求解方法;最后,仿真表明,所提方法与现有实时能量管理方法相比,可有效削减车联网整体用能成本。

面向差异化电源成本结构的容量市场机制设计

作者:李琪瑞;杨知方;李文沅

摘要:在新型电力系统中,容量市场起到补偿电源投资成本、引导电源合理投资的重要作用。然而,新型电力系统中存在新能源和灵活性电源等不同类型电源,其成本结构差异显著。当前研究尚缺乏容量市场机制对差异化电源成本结构的适用性探讨,鲜有研究提出相应的机制改进策略。该文通过定量推导说明,现有容量市场机制下将产生差异化成本结构电源的“搭车”现象,难以对不同类型电源施加差异化的投资激励信号。

对此,该文提出一种新能源和灵活性电源分平台竞价的容量市场组织模式,构建了表征容量市场投资激励效用的投资模拟计算方法,提出了基于投资激励效用闭环反馈的容量市场关键参数设定策略,形成面向差异化电源成本结构的容量市场机制。算例结果表明,所提机制能实现新能源和灵活性电源差异化的容量补偿需求,在可控的容量补偿费用下引导更合理的电源结构发展,支撑新型电力系统建设。

基于区块链的分布式储能充放电权耦合共享交易

作者:江岳文;林佩伶;黄重阳

摘要:为有效解决分布式储能利用率低、投资运营成本难以回收的问题,亟须研究面向分布式储能的交易机制。传统交易方式成本高昂、结算不及时、信任缺乏且难以确保安全性,引入区块链技术有望破解上述难题。

首先,探索基于区块链的储能共享商业运营模式,研究储能所有权与使用权分离的共享交易机制,以及区块链支持下的共享交易流程、共享应用场景、价格机制、信用管理机制、结算机制与滚动交易模式,建立充电权与放电权耦合的储能共享交易优化出清模型;然后,搭建去中心化、高隐私性的区块链交易平台,利用智能合约实现储能使用权转移与充放电控制,通过交互核心交易功能,形成完整的储能共享交易与控制流程;最后,通过算例分析,分布式储能共享交易可达成交易双方共赢的局面,有助于推动储能规模化发展。

基于谱图理论的变压器区域大规模点云轻量化方法

作者:杨帆;吴涛;郝翰学;刁冠勋;李勇

摘要:点云在电网数字化转型中有重要应用价值。现有方法在处理变压器区域大规模点云时难以兼顾点云轻量化后的视觉效果,导致轻量化点云存在较大视觉失真。该文在点云轻量化时引入视觉失真度,以其最小作为约束,实现点云轻量化后视觉效果最优。

首先基于谱图理论将原始点云转换为图信号,建立轻量化点云视觉信息损失与重采样矩阵间的函数关系;然后以视觉信息损失最小为目标函数,获得一组满足视觉信息损失最小但特征信息和均匀信息比例不同的轻量化点云;进一步,将原始点云和轻量化点云投影到几何和颜色特征域,用一个低维向量表征点云视觉效果,从而选择出视觉失真度最小的轻量化点云;最后,使用基准数据集和包含8 000余万个点的变压器区域大规模点云进行了验证。

结果表明:所提方法与主流的随机降采样法、体素平均法、非均匀网格法、曲率采样法相比,在轻量化点云的视觉效果方面,分别提升了57.4%、69.2%、62.2%、75.6%。

电力电子

三端口CLLC固态变压器的设计与优化

作者:赵剑;张哲;李召端;宋伟波

摘要:为了解决三端口CLLC固态变压器(TP-CLLC-SST)设计中分布式谐振槽的谐振参数、谐振槽的阻抗匹配、死区时间与励磁电感的优化问题,该文提出一种应用于直流微电网系统中的三端口串联谐振型固态变压器的优化设计方法。TP-CLLC-SST由端口输入输出电容、全桥电路、分布式谐振槽和三绕组高频变压器组成。该变换器以固定的开关频率和接近于50%占空比开环运行,在整个负载范围内可以实现输入端口的零电压开关(ZVS)和输出端口的零电流开关(ZCS),进而可以简化系统控制,实现较高的效率。

首先,该文提出了分布式谐振槽的阻抗匹配及谐振参数确定方法,提高了分布式谐振槽阻抗匹配度并简化了谐振参数设计过程,使得变换器的最大端口电压偏移率由5.6%降至1.02%,显著地提高了变换器的负载调节特性。其次,推导了变换器在不同运行模式及负载条件下分布式谐振槽输入输出电流有效值。并且,结合谐振槽电流有效值方程给出了死区时间和励磁电感的优化选择方法,有效地提高了该变换器在三种运行模式下的运行效率。最后,在搭建的三个端口电压分别为100 V、400 V和600 V,功率为1 kW的实验样机上验证了所提优化方法的可行性,并实现了98.3%的峰值效率。

间接矩阵变换器-双异步电机调速系统的模型预测控制权重因数整定

作者:梅杨;吕宁;魏铮

摘要:间接矩阵变换器-双异步电机调速系统结构复杂,传统模型预测电压控制中权重因数整定困难。该文提出一种基于层次分析评估的权重因数整定方法,通过对物理量纲、双电机、网侧与电机侧统合将权重因数数量减少至1个,并引入层次分析评估法来实时调整权重因数以满足各种工况的要求,使系统在宽运行范围、多功率流模态下均具有良好的网侧电能质量与电机调速性能。通过仿真和实验证明,采用该文提出的方法,可保证在多种工况下网侧功率因数接近1,网侧电流正弦,电机定子电流畸变小、电机动态调速性能良好。而且,相比于传统的简化模型预测电压控制方法,该文所提出的方法权重因数整定简单易实现,网侧电流质量更好。

高电压与绝缘

高压快速光控脉冲晶闸管的设计与实现

作者:王凌云;刘宏伟;袁建强;谢卫平;颜家圣

摘要:为提升功率半导体开关器件的峰值功率及开通速度,将晶闸管与光导开关(PCSS)的优势进行结合,设计了一种高压光控脉冲晶闸管器件,实验及分析中发现光生载流子横向扩展速度较慢,易诱发电流集中效应,从而导致器件失效,开关的导通速度也难以进一步提升。

在此基础上继续进行改进,提出大面积分散的阵列式门极结构,并采用激光二极管阵列、大电流脉冲强驱动等技术,大幅度提升了注入功率与均匀性。为了与阵列式门极图形匹配,设计了5×3阵列光源,使驱动的光功率峰值达到1 200 W,波长为905 nm。基于传统硅基μm级工艺平台,流片了23 mm开关芯片,完成了激光二极管阵列与开关的一体化封装。开关实现了工作电压8.5 kV、输出电流6 kA、开通峰值功率50 MW的工作特性,测试di/dt达到55 kA/μs,验证了该文设计的具有高工作电压、高隔离电压、快导通速度特性的新型光控脉冲晶闸管的有效性和可行性。

此外,该文探讨了光控脉冲晶闸管结构提升脉冲性能的两种技术路径分别是提升驱动注入的峰值功率和均匀性。采用光控阵列式驱动和阵列式门极的技术路线,可有效地解决电控晶闸管、传统光控晶闸管(LTT)、单门极光控脉冲晶闸管的缺陷,显著提高器件的性能水平。

20 kV配电网互感器熔断机制分析及抑制措施

作者:杨鸣;史一丰;司马文霞;刘尧;夏子鹏

摘要:为应对城市电力负荷总量及密度的快速增长,20 kV配电网已在苏州、深圳等地投入使用,成为我国大城市中压配电网的发展趋势。20 kV配电网中电缆对地电容显著大于10 kV配电网,导致电磁式电压互感器(VT)熔断器熔断事故频发,且与传统10 kV配电网故障暂态有显著差异;然而,现有研究尚未揭示此类事故的产生机制,难以提出针对性的抑制措施。

针对该问题,该文以某20 kV配电网为研究对象,提取故障能量交互回路,建立电缆电容对VT放电过程的非线性微分方程并求取其解析解,分析系统对地电容增加过程中VT电流特征从“量变”到“质变”的规律,揭示系统故障全过程电磁能量交互机制,进而通过机制分析提出针对性抑制措施,并用仿真验证解析的准确性和抑制措施的有效性。结果表明:解析得到的VT电流峰值误差仅为0.011 6%,提出的抑制措施能够快速耗散电容能量,显著减小VT故障电流幅值,解决其熔断器熔断难题,支撑20 kV配电网安全稳定运行。

镀锌线夹大气腐蚀温升特性及表征特征量研究

作者:廖乙;蒋兴良;赵嘉诚;张志劲;黄武鸿

摘要:大气化合物会腐蚀输电线路的镀锌线夹,造成不可逆损伤,严重威胁电网安全运行。及时且准确地评估其腐蚀状态对输电线路运维具有重要意义。带电条件下,不同状态的线夹温升各异,可利用该特性进行腐蚀程度判断和定级。该文以镀锌并沟线夹为研究对象,采用实验室加速腐蚀试验与热循环试验相结合的方法,研究线夹在不同电流下被不同酸碱度、不同浓度腐蚀液腐蚀时,其外表面的腐蚀过程及温升特性。基于试验结果,定义表征腐蚀程度的特征量k,给出k值提取方法。

结果表明,酸性和碱性环境腐蚀过程类似,但酸性产物会加重腐蚀,碱性产物对铝层有保护作用,盐雾腐蚀性最低,线夹在酸、碱和盐性环境中温升也逐渐降低;同一腐蚀环境中,溶液电导率和电流与线夹表面温升呈正相关。提取的k值可客观地量化镀锌线夹腐蚀程度,基于此提出了腐蚀定级方法和便于工程应用的拟合方程。该文可为镀锌线夹实际腐蚀检测提供理论依据。

特高压交流输电线路附近钢架平台处人体与晾衣架感应电特性研究

作者:何旺龄;汤荣;刘云鹏;闫博虎;张胤禄

摘要:特高压交流输电线路附近钢架平台处人体接触晾衣架等金属物体可能会发生暂态电击,使居民产生不悦感与惊吓,因此研究上述场景下的感应电特性至关重要。该文利用有限元方法建立1 000 kV线路模型,计算了晾衣架和人体的感应电压,然后基于Matlab建立了暂态电击模型,计算了发生电击时的暂态电击电流。

结果表明:平台处人体与晾衣架的感应电压与所处位置有关,高度越高,感应电压越高,暂态电击电流也越大;人体是否绝缘对感应电压和暂态电流大小的影响较大。最后,该文在1 000 kV特高压交流线路下方附近区域搭建了钢架平台,对人体与平台上晾衣架间的暂态电击特性进行实际测量,获得了电击发生时的暂态电流特征。通过对比可知,试验结果与仿真结果基本保持一致,验证了模型的有效性。

进气流量对滑动电弧放电分解CO2的瞬态电-光-热特性和转化性能的影响

作者:刘洋;章子潇;赵贤根;杜亚平;何俊佳

摘要:进气流量作为影响滑动电弧放电特性的关键操作参数,直接关系到滑动电弧分解CO2的转化性能。该文拟通过实验研究进气流量对滑动电弧放电分解CO2的电-光-热特性及其对转化性能的影响。为此搭建了滑动电弧放电的瞬态电-光-热特性同步原位诊断平台,其中,热特性通过高速纹影技术表征。借助搭建的诊断平台,开展了不同进气流量(1.5~10 L/min)下滑动电弧放电分解CO2的实验,并对比分析进气流量对滑动电弧运动特征(即放电周期和电弧短路事件)、等离子体发光区和高温气流区面积、注入能量和CO2转化性能参数的影响规律。

实验结果表明:滑动电弧的放电周期随着进气流量的增大而减小,且变化趋势近似服从指数衰减;等离子体发光区和高温气流区的面积均与进气流量呈正相关,表明进气流量的增大有利于扩大活性粒子分布区域并强化对流换热过程,从而提升CO2的转化性能;过高的进气流量(10 L/min)会引发两类电弧短路事件,而短路事件的频繁发生会抑制滑动电弧的作用区域和对流换热过程,导致CO2转化性能劣化。最后,提出了进气流量对滑动电弧放电分解CO2的影响机制,将有助于理解反应器内气流与等离子体之间的相互作用关系,为反应器操作参数的调控提供指导。

虚实融合的变压器内绝缘状态孪生方法

作者:罗豪;成立;杨丽君;赵学童;张永泽

摘要:发展数字孪生变压器对支撑高端电力装备智能化、数字化、可视化运维具有重要意义。然而,由于目前变压器缺乏相应的数字孪生能力,实现变压器的数字孪生还面临巨大挑战。为此,该文开展了虚实融合的变压器内绝缘状态孪生方法研究。

首先计算了温度场和水分分布;然后建立了改进水分平移因子的聚合度分布动态推演模型;最后通过Delaunay三角网实现了任意时刻聚合度分布的可视化。结果表明,水分分布主要集中在纸板和底部固体绝缘处,第48年含水量最高值约为3.2%;聚合度分布规律与CIGRE报告基本相符,最低值位于低压绕组热点温度区域,第48年为252.15,验证了该方法的有效性和合理性。该文可实现变压器内绝缘老化状态参量分布评估,为后续全面构建变压器数字孪生体奠定了基础。

来源:电气技术一点号

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