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2024年 第5期    刊出日期：2024-05-30

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研究与分析

微电网运行控制关键技术评价

刘晓明, 胡丽娟, 赵凤展, 益西措姆, 王文烨, 吕国庆

2024(5):  1-9.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.05.001

摘要 ( 125 )   HTML ( 8)   PDF (1722KB) ( 46 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

微电网是一种智能化的控制系统,其运行效果与管控技术密切相关。为了实现微电网的精细化管理,开展了微电网运行过程评价研究,建立了包含有功功率控制、电压/无功调节、孤岛安全技术和能量优化管理4个方面的微电网运行控制关键技术评价指标体系;同时提出了基于改进变权评价方法的综合评价方法,解决了评价结果不能反映部分指标权重较小但指标值已严重偏离正常值的实际评价问题。最后,通过实际微电网运行评价算例,验证了提出的微电网运行过程评价指标体系和评价方法的有效性。

CRM Boost-PFC电路的改进COT控制

肖健, 林见文, 张家恺, 潘广彬

2024(5):  10-19.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.05.002

摘要 ( 119 )   HTML ( 4)   PDF (5602KB) ( 47 )  

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针对临界导通模式(CRM) Boost-PFC电路开关管开通电压大导致开通损耗高、开通时du/dt大导致电磁干扰(EMI)的问题,提出一种改进的软开关恒定导通时间(COT)控制方法。电路的开关管自适应地在低输入电压瞬时值时实现零电压开通(ZVS),在高输入电压瞬时值时实现谷底导通,降低开关管的导通电压,减小了导通损耗;降低导通时开关管的du/dt,改善了电路的EMI性能。分析CRM Boost-PFC电路及所提控制方法的原理和工作过程,并探讨所提控制方法对电路EMI特性的影响,开展关键参数设计。最后,通过仿真和实验给出了样机的输入输出特性曲线、效率曲线和EMI特性曲线,验证所提控制方法的有效性。

脉冲负载两级式DC-DC拓扑与控制策略研究

张森, 曹轩, 谭云飞, 赵志宏

2024(5):  20-29.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.05.003

摘要 ( 114 )   HTML ( 3)   PDF (3186KB) ( 40 )  

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为满足脉冲负载直流变换器高功率密度和高动态响应性能的要求,研究了一种应用于脉冲负载的两级式直流变换器。选用滤波电感更小、系统环路带宽更高的三电平同步整流Buck变换器作为前级变换器,选用DCX-LLC谐振变换器作为后级变换器,其相对闭环控制LLC在动态响应及效率方面更具优势。然后提出优化TL-Buck开关管电压应力的软起动策略,解决了软起动阶段飞跨电容电压在完成充电后降到很低的问题。最后,通过仿真和实验验证了所提两级式直流变换器闭环及软起动控制策略能优化前级TL-Buck起动时开关管电压应力。

低压断路器健康管理试验与研究

王冰青, 高孝天, 周英姿

2024(5):  30-35.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.05.004

摘要 ( 100 )   HTML ( 1)   PDF (2745KB) ( 49 )  

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介绍了低压断路器健康管理现状,分析了接触电压、分断时长、分断能量以及触头弹跳与塑壳断路器触头系统电气寿命的相关性;通过软连接加速老化试验,拟合出软连接热老化曲线;结合框架断路器主轴转速与转角的测量数据,研究表明触头磨损程度能够通过相关参数进行预估,同时能够对假合闸工况进行判别。对试验结果的分析指明了现阶段低压断路器健康管理的研究方向,为智能化产品与工业互联网平台设计打下了坚实基础。

基于多源量测信息的数据质量诊断方法研究与分析

谢琳, 陶蕾, 叶瑞丽, 冯琼, 封超涵, 张周杰

2024(5):  36-45.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.05.005

摘要 ( 104 )   HTML ( 2)   PDF (2335KB) ( 38 )  

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电网调控系统服务范围的扩大使得电力调度数据出现爆炸式增长,量测数据不一致、准确性低等数据质量问题日益突出,如何快速有效地实现多级电网调控量测数据质量诊断与评估成为亟待解决的难题。围绕多级电网调控运行管理业务需求,首先提出考虑长时间尺度功率平衡及多源关联分析的调控量测数据校验算法,实现功率不平衡、多源不一致等异常数据的快速研判;其次提出基于模糊层次分析法的量测数据质量评估方法,构建基于Spark的电网调控多源量测数据质量综合评估系统,为大电网数据价值深度挖掘和调控精益管理提供技术支撑。

电气设计与探讨

快速分断有机物型温度熔断器的设计与实现

潘小宁, 刘向军

2024(5):  46-52.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.05.006

摘要 ( 103 )   HTML ( 1)   PDF (1765KB) ( 23 )  

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为解决现有有机物型温度熔断器分断速度缓慢、直流分断能力较低的问题,设计了一种具有快速分断能力的有机物型温度熔断器。通过引入触头驱动件,使其与弹簧动作配合,将热敏药丸缓慢熔化过程转化为动触头快速分断动作,以提高有机物型温度熔断器的直流分断能力,使其适用于直流电路的温度保护。通过多体动力学仿真探究弹簧对动触头的运动速度影响,指导样机参数设计,并制作温度熔断器样机,进行触头分断速度测试以及直流负载分断实验。结果证明,所设计的温度熔断器具有较高的分断速度,具备一定的直流分断能力。

小型断路器外壳热固改热塑对短路分断性能的影响与优化

陈昌足, 周超, 金平平

2024(5):  53-60.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.05.007

摘要 ( 213 )   HTML ( 4)   PDF (2370KB) ( 113 )  

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为研究小型断路器(MCB)外壳材料的机械强度、抗高温电弧能力、产气量和介质恢复强度等特性,以及结构形式对其短路分断能力的影响,基于小型断路器外壳材料从某热固性的团状模塑料(BMC)改为某热塑性的PA6尼龙塑料的设计和某PA6材料特性,对外壳结构进行初步优化,通过不同外壳材料与结构的组合方案进行短路分断试验并获得试验数据。基于试验数据与试验后拆样信息划分燃弧阶段,探究各阶段燃弧时间、能量分布、稳定性与外壳材料及结构的关系,进行二次结构优化设计,最终通过短路分断试验。试验结果表明,热固改热塑的结构优化合理,对小型断路器短路分断试验的分析方法有效,可为同类产品热固改热塑设计与分析提供参考。

飞机开关类器件电磁线圈反向电动势冲击危害与线路系统防护研究

孟欣, 郭京, 郑智超, 王赛

2024(5):  61-66.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.05.008

摘要 ( 95 )   HTML ( 1)   PDF (1692KB) ( 35 )  

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由于飞机线路系统对开关类器件电磁线圈反向电动势缺少有效的防护,导致引发的安全问题日益严重。借助机上某型继电器烧蚀故障案例,研究了反向电动势产生机理与潜在传播通路,分析了在电磁线圈、触点和电路板等器件上造成的损伤模式。通过仿真模拟和实物测试,制订了针对不同部位的防护措施,给出了防护器件的选型依据,验证了防护效果。研究结论对指导部队外场维护与排故、督促设备厂商产品优化具有一定参考价值。

基于RDBN深度学习算法的窃电监测系统设计

陈志谦, 鲍光海, 方艳东

2024(5):  67-74.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.05.009

摘要 ( 100 )   HTML ( 5)   PDF (2495KB) ( 42 )  

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窃电行为不仅会造成电网非技术性损耗增加,而且可能因操作不当影响电网设备的运行安全和窃电者的人身安全。针对当前电网在窃电检测方面存在的稽查难度大、检测效率低等问题,设计了窃电监测系统。配套监测装置可灵活安装在供电线路上,使用电流互感器取能,实时采集线路电流,利用4G模块将数据传输至云服务器,在上位机软件中采用实值深度置信网络(RDBN)算法对数据进行分析。仿真和实验测试表明,RDBN算法对窃电状态的识别准确率达到98.15%,监测系统能实时获取并分析监测数据,标记可疑窃电线路,降低稽查难度,提高检测效率。

仿真技术应用

多触指刀闸式接地开关短路关合过程动稳定性仿真分析

万永峰, 吕鹏瑞, 郭鹏

2024(5):  75-81.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.05.010

摘要 ( 102 )   HTML ( 4)   PDF (3144KB) ( 37 )  

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接地开关是电力系统中使用量较大、应用较广的设备之一,其稳定性与可靠性对电网的运行安全起着重要作用。仿真研究多触指刀闸式接地开关短路关合过程的动稳定性。首先搭建接地开关短路关合故障系统模型,分析接地开关载流特点;其次以接地开关为物理模型,分析关合过程状态并进行短路电流时域匹配;最后对接地开关关合过程中的动稳定性进行仿真分析。结果表明,接地开关短路电流时域匹配法可以分析接地开关关合过程中短路电流对动稳定性的影响,为大容量接地开关结构设计研发提供参考。

船用交流中压真空断路器抗冲击性能的技术研究

周强

2024(5):  82-87.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.05.011

摘要 ( 109 )   HTML ( 2)   PDF (1576KB) ( 35 )  

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抗冲击性能是船用交流中压真空断路器在承受瞬时冲击时能否可靠运行的关键。借助高速摄像仪对交流中压真空断路器初期摸底试验情况进行分析,设计两种抗冲击结构优化方案。对断路器操作机构和触头系统建立ADAMS多体动力学仿真模型,完成对断路器抗冲击过程的仿真分析和优化设计。最后,结合冲击摸底试验验证,满足断路器的抗冲击性能,具有重要的工程意义。

基于热力仿真的变流器散热系统数值计算

宋冬冬, 耿丽君, 杨爽晗

2024(5):  88-94.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.05.012

摘要 ( 155 )   HTML ( 5)   PDF (1831KB) ( 99 )  

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电力电子设备不断提高的集成度和功率密度,对电力电子设备冷却系统的设计提出了新要求。目前在电力电子设备的散热设计研究中,仍存在热阻计算过程不完善、计算结果缺乏验证手段以及风机选型不合理等问题。以脉冲宽度调制(PWM)变流器散热系统为例,提出更为完善的散热系统热设计流程,对散热器热阻的计算和风机的选型给出详细的计算过程,并采用热仿真软件搭建仿真模型,对热阻、温度和流体速度进行仿真分析,最后通过试验平台进行温度数据的测试。结果表明,计算、仿真、实测数据有较好的一致性,满足设计要求。