电器与能效管理技术

触头旋转情况下真空电弧对阳极烧蚀的影响

严天宇, 曹云东, 付思

2021(5): 1-4. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.001

摘要 ( 482 )

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真空电弧开断过程中,大量粒子流以较高的轰击速度向阳极流动,引起阳极表面电流密度集中,造成阳极发热。建立触头旋转方式下真空燃弧过程中阳极烧蚀模型,研究真空电弧对于阳极表面的变形、烧蚀、剩余体积以及相应的温度分布的变化,对比触头不旋转与触头旋转条件下温度分布和烧蚀剩余体积。结果表明,触头旋转情况下燃弧过程中,阳极表面最高温度较低,烧蚀剩余体积大;旋转速度越大,真空电弧对阳极的烧蚀作用越轻。

直流与交流分断特性的对比研究

龚祚勇, 向洪岗

2021(5): 5-8. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.002

摘要 ( 655 )

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在评估直流分断能力和低频交流分断能力时,业内存在的普遍看法是由于交流电存在自然过零点,针对同样的电压和预期短路电流,故交流比直流更容易分断。通过试验,对比分析了直流分断与不同频率交流分断的难易程度,特别是与低频交流分断能力的比对,得出随着交流频率的降低,交流分断的难度完全可能高于直流。

清洁能源参与月度合约的多元购电优化研究

林芬, 吕隽, 江岳文

2021(5): 9-16. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.003

摘要 ( 255 )

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随着清洁能源的不断发展,其消纳问题越来越受重视。考虑火电、风电、可调水电、不可调水电及核电参与月度合约,并引入惩罚成本量化风电及不可调水电预测偏差造成的影响,同时计及月度合约市场与日前市场关系,将月度购电优化细化至每日;考虑风电、不可调水电、负荷及日前市场电价的不确定性,采用CVaR度量损失的大小;以月度购电费用与日前购电费用之和作为评估购电经济性的指标,建立期望购电费用-损失风险模型。基于某省具体算例分析,得到月度购电优化结果,并分析风电功率预测误差、惩罚成本系数、风险偏好因素对优化结果的影响。

双边LCC拓扑抗偏移性能的参数优化

徐文强, 钱祥忠

2021(5): 17-24. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.004

摘要 ( 320 )

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在传统拓扑的无线电能传输(WPT)系统中,当线圈发生偏移时,线圈间耦合系数会发生显著变化,进而导致系统输出功率的急剧变化。为了解决线圈偏移引起的输出功率不平衡问题,以双边LCC拓扑WPT系统的抗偏移性能为研究对象,提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法的补偿网络参数优化的方法。利用两个可自由调节的变量对双边LCC的补偿参数进行优化设计,使系统能够自动调节发射线圈电流,保持相对稳定的输出功率。最后,搭建了1台200 W的实验样机。当线圈侧向偏移达到40%时,输出功率波动比小于10%,整机效率保持在81%以上。

直流小型断路器的应用及结构设计

李敏, 戴安彩, 张培夫, 丁国辉, 李焰锋

2021(5): 25-29. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.005

摘要 ( 1168 )

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直流小型断路器(MCB)用于对清洁能源系统和各种直流负载提供过载、短路、过压、欠压等保护。基于直流电路存在临界负载电流和时间常数合理选择等特点,从直流MCB的研制出发,对直流MCB的应用场景进行梳理;结合关键试验的试验情况及试验数据,对其设计原理、结构设计要点、选材、接地方式和发展趋势进行了阐述和分析说明。

一种混联式智能换相开关设计

张建斌, 许志红

2021(5): 30-36. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.006

摘要 ( 339 )

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设计了一种能在带载情况下进行实时相序切换的智能换相开关,用来缓解低压配网中三相不平衡问题。装置能够对电网信号进行实时采样,并通过控制由晶闸管和继电器组成的混联开关实现短时间内相序切换。在服务器端开发了智能三相不平衡治理系统云平台,通过GPRS与智能换相开关进行相位信息、电气参数以及换相指令等信息交互。多个换相开关在云平台组网能够形成一套调节系统,进而提高三相不平衡的治理能力。

交流接触器吸合时间影响因素的试验与分析

姬华, 何伟

2021(5): 37-40. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.007

摘要 ( 762 )

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通过试验验证和分析交流接触器吸合时间的影响因素,主要有触头弹跳、线圈参数以及电工纯铁材料性能。通过优化触头弹簧参数,严格控制接触器触头的弹簧力,优化调整产品线圈参数以及使用高牌号的电工纯铁等措施,可以有效降低交流接触器的吸合时间,使产品的吸合特性更佳。

液压电磁断路器电磁系统优化设计

周学, 雍壮, 李东晖, 翟国富

2021(5): 41-47. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.008

摘要 ( 477 )

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为提高液压电磁断路器的吸合磁力矩,以某型号液压电磁断路器为对象进行了电磁系统优化设计。首先,结合虚拟样机技术,根据产品设计图纸建立了液压电磁断路器的三维物理模型。接着,考虑电磁系统初始设计的输出特性达不到脱扣的要求,基于Altair Flux有限元软件对断路器电磁系统进行了结构优化,使其输出特性达到脱扣要求。最后,搭建实验系统对断路器电磁力矩进行了测试,验证了有限元仿真的准确性。通过提高断路器电磁系统输出磁力矩,能够在机构锁定力矩确定的前提下,提高断路器的解锁可靠性。

车网协同的有序充电动态模糊控制方法

熊焰, 李强泽, 方家琨, 冯程, 徐海波

2021(5): 48-54. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.009

摘要 ( 316 )

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提出了一种预约机制下电动汽车车网协同有序充电管理模糊控制模型。首先对电动汽车的用户行为构建出行链模型,利用概率转移矩阵,模拟了电动汽车出行不同目的地间转换的马尔可夫过程;其次,针对配电网日前负荷预测曲线和电动汽车预约情况,根据配电网负荷裕度和电动汽车充电需求进行协同管理,通过制定有序充电的模糊规则表,对电动汽车的充电功率进行动态计算。最后,通过仿真算例对本文所提的模型和算法进行验证,结果表明通过所提车网协同的有序充电管理,能够减小配电网功率的峰谷差,同时减轻充电功率的波动并降低充电成本,协同效果显著。

一种基于梯次电池充电末期的自适应柔性充电策略

陆庆, 夏耀杰, 杨杰, 关瑞丰

2021(5): 55-58. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.010

摘要 ( 250 )

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由于梯次电池的衰减性,必然存在充电末期充电时间短,单体电压斜率高,经济性差等问题。为提升经济性,提出了一种自适应柔性充电策略,即在充电末期通过蚁群算法寻优最佳功率控制点,结合目标充电量及充电末期单体电压的目标斜率,通过功率步长调整充电功率的优化策略。相较于以单体电压固定阈值作为功率调整点的充电策略,在同等充电周期内具有充电有效时间更长、单体电压更缓、充电量更多的优势。最后,通过系统试验验证了其优越性和良好效果。

基于蒙特卡洛算法的电动汽车有序充电控制策略研究

李红岩, 刘苗苗, 贾甜, 齐晓祥, 牛高远, 张臻

2021(5): 59-64. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.011

摘要 ( 360 )

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随着电动汽车产业发展,电动汽车充电设施大规模接入将对配电网产生不利影响,提出一种基于蒙特卡洛算法的电动汽车有序充电控制策略研究方案,既能减少了电动汽车用电负荷对配电网的不利影响,又能在一定程度上达到削峰填谷的目的。通过在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,验证了所提方案的有效性和可行性。

电动汽车交流充电桩充电连接控制时序测量能力验证方案设计

虞文惠, 张璐

2021(5): 65-70. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.012

摘要 ( 261 )

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主要对能力验证计划实施过程中,参加实验室依据GB/T 18487.1—2015标准进行电动汽车交流充电桩充电连接控制时序测量时,对测量结果的主要影响因素及出现不满意原因进行分析。让参加实验室对标准的技术要求有更深刻的了解,结果不满意参加实验室可以从中发现问题,并采取有效措施进行整改,确保以后日常监测的准确性或再次参加能力验证获得满意结果。

基于虚拟矩阵的电动汽车群控充电系统设计

齐晓祥, 贾甜, 孟凡提, 牛高远, 王延明, 刘苗苗

2021(5): 71-74. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.013

摘要 ( 279 )

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群控充电系统具有动态功率分配功能,可以大大提高充电设备中充电模块的利用率,适应多场景的充电需求,但现有群控充电系统由于大量功率切换器件的使用而成本增加,使其缺乏市场优势,提出一种基于虚拟矩阵的电动汽车群控充电系统设计方法。以160 kW群控充电系统为例,对其系统原理、功率切换逻辑、控制流程、配置方案等进行了详细研究。可满足客户对充电功能与功率的需求,同时极大地降低了充电机硬件成本,且可根据客户需求进行个性化配置。试制了1台样机,验证了设计方案的有效性。

消弭新能源并网运行风险的储能控制策略

曹新慧, 付林, 高玲玉, 开赛江, 李忠政, 袁铁江

2021(5): 75-80. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.014

摘要 ( 357 )

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考虑电池储能系统的双向调节特性,建立了含电池储能系统的区域电力系统自动发电控制模型。模型根据电池储能系统跟踪预测与实际的频率偏差的功率分配原则进行频率控制,使得电力系统的各区域频率更加稳定。运用MATLAB/Simulink仿真分析,验证了所提控制策略可以实时消纳新能源并网运行风险,有效缓解了传统机组的双向调频压力,各区域频率更加稳定,该策略具有一定的灵活性。

基于群岛可靠性供电研究

吕海超, 马骏, 马瑞, 申振东, 李新元, 于浩然

2021(5): 81-85. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.015

摘要 ( 295 )

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传统海岛供电方式多采用柴油发电机自行离网供电或通过海底电缆连接大陆联网供电,然而污染环境且成本极高。虽然,近些年岛屿使用分布式电源,但大多为孤岛离网,供电稳定性和可靠性不佳,亟需一种可靠的海岛供电方案。基于此,采用海岛群岛联网方案,包含能量控制器和设备装置改进的下垂控制两方面的研究,共同协调配合群岛间的分布式新能源发电出力和故障处理,大大提高了海岛供电的可靠性。

考虑光伏发电不确定性的源-网-荷-储协调调度方法

张怀宇, 徐超然, 黄志龙, 陆建宇, 李亚平, 侯勇

2021(5): 86-92. doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.016

摘要 ( 418 )

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随着分布式电源和储能系统的大规模接入,配电网运行需要解决不同设备间的协调控制问题。考虑源-网-荷-储不同设备的差异化动作时间尺度,提出考虑光伏发电不确定性的源-网-荷-储协调调度方法。首先,以能量损耗和电压偏移最小为目标,考虑源-网-荷-储设备间的协调控制,建立配电网有功-无功协调调度模型。然后,考虑源-荷不确定性,建立基于随机优化的配电网优化调度问题;采用蒙特卡洛模拟与快速前向选择法获得典型场景,将随机优化问题转换为确定性问题进行求解。最后,采用IEEE 33节点系统进行仿真分析,通过对比验证了所提方法的有效性。

智能电网与新能源发电系统重大科研成果科普宣传

2021(5): 93.

摘要 ( 11 )

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