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。
磷酸铁锂电池的老化主要包括日历老化和循环老化。总结了近些年磷酸铁锂电池老化重要研究进展,梳理了磷酸铁锂电池循环老化机理和影响因素、日历老化机理和影响因素,探讨了磷酸铁锂电池老化的主要影响因素。日历老化主要受运行或存储时间、温度和荷电状态(SOC)的影响。循环老化主要受运行温度、充放电倍率和放电深度影响。磷酸铁锂电池可以基于经典Arrhenius模型开展温度加速老化试验,但加速老化温度不宜超过60 ℃,加速循环倍率不宜超过3 C。为长寿命、高安全的磷酸铁锂电池储能系统设计提供了理论依据和设计参考。
断路器最重要的特性就是接通和分断短路电流。为了提高开断性能,降低短路电流对电网中其他电气设备的电动力与热效应,断路器常具有限流性能,利用快速增长的电弧电压来限制短路电流。通过对回路电动力(洛仑兹力)结构设计来达到限流目的,对多种结构进行设计分析,达到为国内生产厂家提供新的设计思路目的。
梳理2019年以来国外大型停电事故,分析其发生原因,探讨对构建未来能源系统的启示。根据分析,国外大型停电事故的主要起因包括国际冲突及网络攻击、电力供应能力不足、极端天气频发、电力设施故障等4类,为我国构建新型电力系统、保障用电安全提供了重要启示和借鉴。
双极模块化多电平直流变压器可以满足低压用户对多电压等级、可靠供电以及用电安全等方面的需求,而由其两个直流极之间的功率不平衡所导致的电压不平衡以及不稳定问题是面临的技术挑战。基于二极管中性点箝位三电平半桥变换器,提出一种基于磁性元件自平衡的双极模块化多电平直流变压器拓扑。阐述其自平衡机理,分析开关器件的电流应力,给出了整体的控制策略。与额外使用电压平衡器相比,具有开关器件数量少、占地空间小、平衡电压能力强等优点。最后,基于MATLAB/Simulink搭建仿真模型,验证了所提拓扑结构及控制策略的有效性和可行性。
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。
针对电动农机充电不便的问题,设计了一种面向农业机械的移动储能车,同时设计了内部充电桩的标准化部件构成以及充电控制软件和充电监控系统,阐明了电动农机充电桩完成一次充电服务的工作流程。所设计的移动储能车具有静音环保、环境友好、机动灵活、供电质量高等优势;通过充电设备保障电动农机行业健康经济发展,满足灵活调度需求,同时助力弹性电网建设。
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。
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。
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。
为了解决交流接触器剩余电寿命预测中存在的特征选取单一和预测精度较低的问题,提出基于遗传算法优化支持向量回归(GA-SVR)的预测模型。首先,利用搭建的交流接触器全寿命测试平台采集电压电流信息,从中提取有效表征运行状态的特征参量。然后,采用近邻成分分析计算特征重要度,结合皮尔逊相关系数后选择出最优特征子集。最后,将交流接触器的剩余开断次数作为寿命预测标签,通过GA-SVR方法对交流接触器剩余电寿命进行回归预测。实例分析表明,所提方法准确率较高,能够满足实际工程需要。
随着大规模可再生能源的并网,风电出力的波动性与随机性需要充足的灵活性资源满足其并网需求。首先分析风电场的并网有功调节需求,综合考虑多尺度灵活性资源的出力特性与经济性,提出了一种多尺度灵活性资源博弈下风电场储能容量优化模型。其次,基于NashQ算法来求解多尺度灵活性资源博弈问题,自适应优化各个智能体的学习率,提高了算法的收敛速度。最后,通过仿真验证了所提模型和方法的有效性。
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。
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。
三电平变流器在相邻开关状态之间转换时,会发生内外管电压不平衡现象。对其产生机理进行研究,结果表明是由于电路中分布电感对IGBT的CE间等效电容释放能量所导致的,采用RC缓冲电路能有效抑制内外管电压不平衡。最后,对原理进行分析,并通过实验进行验证。
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。
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。
为研究评估航空蓄电池故障发生原因,采用模糊理论,通过层次分析法建立故障征兆因素集合和故障原因评估集,确定故障征兆向量,建立了一级模糊评判矩阵和二级模糊评判矩阵。利用故障因素九标度矩阵表进行矩阵的一致性检验,确立故障因素集中一级因素权重和二级因素权重。按照隶属度大小对故障原因进行依次排查,从而验证了模糊评判模型的可行性和有效性,最后得出故障原因集发生的可能性大小排序。
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。
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。
