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    1. 125 A小型化塑壳断路器短路分断能力提升的研究
    黄银芳, 蒋顾平
    电器与能效管理技术    2023(11): 53-58.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.11.009
    摘要249)   HTML29)    PDF (2058KB)(750)    收藏

    125 A壳架以下塑壳断路器是塑壳断路器中的主力军,对其进行的整合提升主要是将63 A、100 A壳架产品提升至125 A,其中又以短路分断为主要难点。通过产气材料,初步增加分断能力;通过栅片电压测量分析,对灭弧室的栅片灭弧情况进行量化数据分析;通过电磁力的仿真,优化触头部分的磁场。通过改进设计,新的125 A壳架产品可代替原有产品,满足性能,同时降低主要产品的成本。

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    2. 一种普适性高实时同步采集电池管理系统设计
    潘明俊, 魏阳超, 王万纯, 王峰, 张杰, 李响
    电器与能效管理技术    2023(6): 80-85.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.013
    摘要85)   HTML2)    PDF (1770KB)(55)    收藏

    针对储能电池管理系统的普适性需求,提出了一种普适性高实时同步采集电池管理系统。介绍了所提系统高实时同步采集方案设计,并从地址自适应设计、全通道温度采集设计、普适性电流采样设计、低功耗运行模式设计4个方面阐述了系统普适性设计。结合理论分析与实验测试数据,验证了设计方案的可行性。所提系统可普适于不同厂家的电池模组,并通过实际运行获得了系统运行完整的电芯数据曲线,验证了系统可实施性。

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    3. 并网逆变器并联运行谐振分析及抑制策略
    尚扬, 王永生, 魏超, 黄海宏
    电器与能效管理技术    2023(6): 18-22.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.003
    摘要84)   HTML4)    PDF (1677KB)(55)    收藏

    针对采用LCL滤波的多并网逆变器并联工作在弱电网时面临的谐振风险,建立了多逆变器并联系统的数学模型。对多并网逆变器并联系统的谐振进行分析,采用新型并网电流反馈控制策略,优化设计参数,提升逆变器相位裕度和幅值裕度,有效抑制多并网逆变器并联系统谐振问题。最后通过MATLAB/Simulink仿真和试验平台,搭建两台并网逆变器并联运行,结果验证了所提策略的可行性。

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    4. 飞机接触器触头状态恶化机理分析与维护研究
    孟欣, 孙其海, 于春风, 张元峰
    电器与能效管理技术    2023(7): 30-35.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.07.005
    摘要82)   HTML4)    PDF (2022KB)(51)    收藏

    飞机接触器触头粘连导致接触器失效的故障频发,恶劣环境使得接触器触头寿命远低于理想寿命,给外场维护工作带来了困难。研究外场条件下接触器触头表面恶化机理,对制定维护方案、提高维护质量、保证飞行安全有重大意义。从宏观和微观角度观察触头表面状态,分析接触斑点元素构成,结合飞机接触器工作环境特点,重点研究接触电阻增大的故障机理。举例现行外场接触器触头维护工作中存在的误区与造成的危害,研究了触头的外场检查及维护改进方案,有助于维护人员掌握接触器健康状态和剩余寿命,达到降低接触器故障率的目的。

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    5. 基于注意力机制的永磁同步风电机组早期匝间短路故障诊断方法
    周凯, 王晓东, 王刚, 刘光伟, 刘颖明
    电器与能效管理技术    2023(6): 1-8.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.001
    摘要78)   HTML4)    PDF (2255KB)(50)    收藏

    针对永磁风力发电机早期匝间短路引起的定子电流、电压波动微弱,导致故障识别难度大且容易发生误判的问题,提出一种基于注意力机制的卷积神经网络和双向长短期记忆网络(CNN-BiLSTM)算法故障诊断方法。以发电机电流、电压的零序分量作为故障特征,利用CNN和BiLSTM故障诊断模型进行特征自提取,引入注意力机制评估不同时刻特征的权重,并以此为依据加大故障诊断时关键特征的权重。算例结果表明,所提方法能够实现永磁风力发电机早期匝间短路故障诊断,较传统方法可显著提高识别准确率,并降低模型训练所用时间。

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    6. 基于背靠背变流器的铁路牵引供电节能效益评估
    邬明亮
    电器与能效管理技术    2023(6): 70-74.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.011
    摘要70)   HTML1)    PDF (1469KB)(27)    收藏

    再生制动电能反送电网的问题广泛存在于铁路牵引供电系统中,影响电能质量且不利于电能的高效利用。为实现牵引供电系统的节能,科学利用再生制动电能成为了关键举措。以加装背靠背变流器实现铁路牵引供电节能为对象,建立了背靠背变流器的控制策略及经济性模型,以内部收益率为评估指标,利用实际牵引负荷和典型参数,分析了加装背靠背变流器的节能效益。算例结果表明,加装背靠背变流器的节能效益可观,具备投资价值。

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    7. 光伏组件的消防安全开关设计
    何嘉俊, 鲍光海
    电器与能效管理技术    2023(7): 42-47.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.07.007
    摘要67)   HTML10)    PDF (2559KB)(45)    收藏

    针对光伏组件消防安全问题,设计了一款基于载波通信的消防安全开关。具体对关断器和控制器进行了设计。关断器采集每台光伏组件的电压电流数据,通过电力线载波通信的方式传输至控制器,再经RS-485上传到光伏系统监测平台,实时显示光伏组件的运行状态。通过光伏系统监测平台,或人为按下控制器上的关断按钮,关断光伏组件,即可在发生火灾时,大大降低光伏直流侧高压,从而保障人身安全。

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    8. 一种宽电压输入双通道输出抗辐射POL电源设计
    杨正男, 胡梅, 欧长江, 郝振宇
    电器与能效管理技术    2023(7): 36-41.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.07.006
    摘要66)   HTML3)    PDF (1739KB)(55)    收藏

    针对卫星装备的小型化、整机系统的轻量化需求,提出一种4.5~16 V宽电压输入双通道输出抗辐射POL电源设计方案。首先,根据电源指标要求进行电路拓扑结构设计;其次,提出了抗辐射指标的解决方案;最后,对工艺设计难点进行研究攻关。经仿真和样机验证,所设计的电源具有体积小、重量轻、功率密度高等优点,可为宇航用电子装备系统提供小型化、轻量化的三次电源解决方案。

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    9. 基于中低压交直流配电网的工业园区综合能源系统设计探索
    吴芳柱, 田园
    电器与能效管理技术    2023(6): 44-50.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.007
    摘要65)   HTML4)    PDF (1710KB)(53)    收藏

    为解决交流配电网电能传输效率低下等问题,以融合中压与低压层级的交直流混合配电网为基础,提出了一种基于中低压交直流配网的综合能源系统配置方法,同时还能提高新能源消纳能力与供电可靠性。首先,建立综合能源服务设备配置和日常运行经济性双层规划模型;然后,通过改进飞蛾火焰优化算法与CPLEX进行联合求解;最后,在给定算例下得到最优的综合能源设备配置方案,并与传统交流配电网下的各项成本进行对比分析,验证了基于交直流配电网的综合能源系统更具有先进性与可靠性。

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    10. 高压直流接触器旋转灭弧分断技术研究
    李思泓, 周英姿, 梁铖
    电器与能效管理技术    2023(8): 24-28.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.08.004
    摘要64)   HTML2)    PDF (1755KB)(49)    收藏

    结合汽车电动化给各行各业带来新机遇的大背景,阐述新能源应用领域新型高压直流接触器灭弧方案。为提高直流接触器的灭弧能力以适配逐渐升高的电压等级,研制了一种基于旋转灭弧的原理样机。结合建模仿真与实际工况,验证产品的电气性能与极限分断能力,并给出了试验波形。结果表明旋转灭弧技术路线利用空气介质可以提高性能指标。

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    11. 跷板开关机械特性的仿真分析与实验验证
    苏斌, 何育斌, 任万滨, 田赡民, 申会员, 彭美南, 马腾, 黄超文
    电器与能效管理技术    2023(6): 39-43.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.006
    摘要63)   HTML6)    PDF (1761KB)(46)    收藏

    跷板开关是一种常用的手动控制墙壁开关。为了研究跷板开关的机械特性,应用COMSOL Multiphysics有限元软件,建立跷板开关有限元仿真分析模型,研究开关闭合的具体过程,得到开关操作力曲线,最终厘清了开关闭合回跳的原因。通过实验获得的开关操作力曲线和回跳波形与仿真结果进行对比,验证了仿真方法的可靠性。

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    12. 直流条件下不同银氧化锡电接触材料电性能研究
    李杰, 金扬灯, 颜小芳, 柏小平, 陈杨方, 游义博, 刘映飞, 马四平
    电器与能效管理技术    2023(7): 25-29.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.07.004
    摘要63)   HTML7)    PDF (1557KB)(38)    收藏

    采用合金内氧化法制备了不同AgSnO2In2O3材料及铆钉,在DC 13.5 V/25 A、阻性负载条件下进行模拟电性能试验。比较了3种丝材的力学性能与显微组织,研究了不同AgSnO2In2O3材料的电性能影响作用机理。得出结论:随着Sb2O3含量的增加,丝材密度、硬度、抗拉强度呈现出逐渐降低的趋势;当Sb2O3含量较低时,以材料转移机理为主,随着Sb2O3含量的增加,触点以消耗机理为主;当Sb2O3含量为1%时,抗熔焊性能最优;适量的Sb2O3通过增加熔桥的脆性从而提高触点材料的抗熔焊性能。

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    13. 中压直流空气断路器短路分断电弧特性研究
    易晨曦, 李静, 彭世东, 刘树鑫
    电器与能效管理技术    2023(8): 17-23.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.08.003
    摘要62)   HTML3)    PDF (1922KB)(48)    收藏

    基于磁流体动力学理论,考虑空间湍流影响,搭建多物理场耦合中压直流空气断路器大空间、全动态电弧模型,对中压直流空气断路器短路开断电弧进行仿真研究。结果表明:中压直流空气断路器在短路开断电弧过程中,弧根转移会导致弧压、弧流及功率出现波动,电弧弧根出现黏滞现象;栅片间弧柱区会产生电弧反向现象;电弧熄灭速度与外施磁场大小成正相关,但变化趋势并不呈现线性关系。为解决中压直流空气断路器短路电流开断困难问题,提供理论依据。

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    14. 基于改进相对强度熵法的风电场电能质量评估方法研究
    初芯言, 郑祥
    电器与能效管理技术    2023(6): 75-79.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.012
    摘要61)   HTML1)    PDF (691KB)(27)    收藏

    针对风电场电能质量评估中权重分配与评估准确性问题,提出了一种基于改进相对强度熵法的风电场电能质量评价方法,修正了传统相对强度熵法在熵值接近于1时,熵权分布存在的不合理情况。将相对强度熵法与层次分析法(AHP)扩展标度法相结合来计算指标权重,从而提高了权重的准确性,修正了熵权分配不合理问题。采用总偏差值最小的优化组合模型对指标和权重进行评估,实现了综合评估风电场的电能质量。算例分析结果表明,所提方法是可靠和合理的,可以对电能质量进行充分评估。

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    15. 新型大功率直流继电器建模与仿真分析
    李敏, 陈平
    电器与能效管理技术    2023(8): 10-16.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.08.002
    摘要59)   HTML7)    PDF (1949KB)(45)    收藏

    高压直流继电器的结构一般都十分紧凑,没有设置灭弧室,导致灭弧难度大。为此,研发了新型大功率直流继电器。区别于传统继电器,新型继电器利用电机带动齿轮传动机构进行动、静触头分离,小巧的传动机构使得分断间隙足够,可以达到12~15 mm,能够高效分断高电压大电流。基于磁流体动力学模型,使用Comsol Multiphysics有限元软件建立新型继电器二维对称模型,并对不同因素下的电弧进行仿真,分析不同因素与燃弧时间之间的关系,从而确定各个因素合适的取值范围,同时也证明了新型继电器的灭弧能力。

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    16. 低压直流固态断路器关键技术研究
    吴鑫, 陶闯闯, 王景帅, 吴益飞, 吴翊
    电器与能效管理技术    2024(1): 1-5.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.01.001
    摘要57)   HTML11)    PDF (2568KB)(75)    收藏

    相较于机械式断路器,固态断路器因其更快的分断速度和更高的寿命等优点被广泛关注。介绍了一种基于SiC器件的低压直流固态断路器拓扑和工作原理,分析其技术难点,包括低感封装及器件设计、隔离开关技术和快速故障识别技术。研制了一种±375 V直流固态断路器样机,同时进行了故障电流关断测试和温升测试。结果表明所设计直流固态断路器能够在百微秒内实现1 kA短路电流分断,并具备快速故障识别、保护曲线可编程、外部通信与远程控制等功能。

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    17. 微观定向结构Cu-W复合材料触头弹跳特性分析
    韩颖, 黄镡, 刘东睿, 侯春光
    电器与能效管理技术    2023(8): 1-9.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.08.001
    摘要55)   HTML6)    PDF (4114KB)(57)    收藏

    以商用无序结构Cu-W触头及3种微观定向结构Cu-W复合材料触头为研究对象,建立接触器触头弹跳动力学模型、电磁模型以及触头力学模型,实现接触器机-电-磁多物理场耦合仿真分析,研究3种微观定向结构和商用无序结构Cu-W触头承受载荷后的应力、应变差异,以及对触头弹跳的影响。最后,通过试验验证,发现微观定向结构触头的弹跳幅值更小,弹跳时间更短。结果表明微观定向结构Cu-W复合材料触头对比商用无序结构Cu-W触头具有良好的抗弹跳特性,其中菱形十二面体骨架结构Cu-W触头抗弹跳特性最优。

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    18. 计及节点故障率的微电网μPMU多目标优化配置策略
    施泽慧, 牟龙华
    电器与能效管理技术    2023(6): 9-17.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.002
    摘要55)   HTML3)    PDF (1714KB)(31)    收藏

    微电网动态行为相较传统电网更为复杂,亟须解决其故障检测和定位问题。针对微电网系统中微型同步相量测量单元(μPMU)的优化配置问题进行研究,提出了计及成本、节点故障率和冗余度的μPMU多目标优化配置策略。以μPMU装设成本最低、节点故障率总和最高、可观冗余度最高为多目标函数,在考虑零注入节点的基础上,根据系统正常状态和任意线路故障下的约束条件,建立了多目标优化配置模型。采用差分进化算子对非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行改进,并用改进后的算法对模型进行求解,选择出最优折中解。基于改进的IEEE 30节点微电网系统进行仿真分析,仿真结果表明,计及节点故障率的多目标优化配置策略是可行的。所提策略能够有效地对微电网系统进行全网可视化监测,并兼顾经济性和准确性。

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    19. 全桥CLLC谐振变换器过谐振工况下电流等效简化模型
    戴向阳, 徐玉珍, 万陆峰
    电器与能效管理技术    2023(7): 10-17.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.07.002
    摘要53)   HTML5)    PDF (2673KB)(52)    收藏

    谐振电流的有效值和峰值对变换器的效率分析和器件选型尤为重要。针对计算谐振电流时使用基波分析法准确性太低,而使用时域分析法计算又太过复杂的问题,在工作频率大于谐振频率工况下对电路谐振电流波形进行分析和理论推导,同时对电流合理地假设和等效,构建简化的谐振电流模型。实验结果表明,简化电流模型比基波分析法的准确性更高,且计算简单。

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    20. 面向5G承载的配电网差动故障安全保护方法
    郭乐欣, 胡佳新, 周建勇, 王廷凰, 许健
    电器与能效管理技术    2023(6): 63-69.   DOI: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.010
    摘要52)   HTML1)    PDF (1744KB)(24)    收藏

    5G无线网络为配电网差动保护提供了低成本承载方案,同时也带来了无线网络攻击的威胁。考虑到外部攻击入侵配电网后系统易因线路跳闸而崩溃的问题,提出一种中压直流配电网的差动故障保护方法。所提方法能够检测与物理故障同时发生的配电网相邻线路上的外部网络入侵,进行模态变换以获得系统部署的限流电抗器两端的线模式和零模式电压。仿真结果表明,所提方法对高阻抗故障具有较高的敏感性,同时具有良好的保护性能,能够有效提升5G无线网络环境下配电网差动保护业务的安全性。

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