摘要：为满足当前新型电力系统中电能变换装备对器件高压、大容量、工作频率高、开关损耗低的需求,文中自主研制一款国内最高功率等级的6.5 kV/400 A碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor,MOSFET)模块,并对其电气特性开展研究。首先,对模块的电路与封装结构进行设计,通过热仿真和阻抗测量手段,对所研制模块的热特性以及回路寄生参数进行分析;其次,对所研制的模块开展常温(25℃)及高温(150℃)下的静态、动态特性测量。测量结果表明,在常温、高温条件下,模块的阻断漏电流与栅源极漏电流微小,且开关损耗维持一致,具备较好的耐高温特性。同时,相较于同电压电流规格的硅绝缘栅双极型晶体管器件,模块开关损耗可降低72%以上。最后,搭建碳化硅器件连续运行工况实验平台,模拟器件在换流装备中的实际运行工况,对模块进行半桥正弦脉宽调制逆变连续运行实验。连续运行实验结果表明,该模块在电压3600 V、器件电流峰值280 A条件下连续运行1h无异常,初步验证模块具备工程应用能力。研究可为高压碳化硅MOSFET的研制及工程应用提供一定支撑。

摘要：利用保偏延迟光纤环的偏振耦合模型,考虑幅值较大的互易性寄生波列,计算了光纤电流互感器(FOCS)光路系统的干涉光强,得到了互感器变比与延迟环偏振串音之间的理论关系,揭示了延迟环偏振串音的温度相关性对互感器变比的影响机理,并提出了抑制方法。为保证变温环境下互感器的变比误差在0.2%以内,延迟环的偏振串音应低于-30dB。实验结果表明:在绕制延迟环的过程中,降低绕环张力、减少胶的用量,采用低温度系数骨架可有效地改善互感器变比的温度稳定性,在-40℃!70℃范围内,互感器变比的变化量由0.63%降低至0.07%。该研究为光纤电流互感器中保偏延迟光纤环的设计和绕制工艺提供了理论指导。

摘要：提出了一种基于普克尔效应的双晶体光学电压互感器。设计了双晶体光学电压传感单元和光学电压互感器系统。设计了3种互感器加压方式,并在常温条件下进行了交流实验。实验结果表明该传感单元在3种加压方式下的输出都具有良好的线性关系,响应迅速,无延迟;输出波形较好,无失真。在传感单元上直接接电极引出线测量灵敏度最强,金属圆筒和平行平板加压方式下互感器输出的变比误差较小,电压较高时变比误差不大于±0.12%。表明了该互感器设计方案的可行性,为下一步原理性样机的研制提供参考。

摘要：飞轮储能系统利用飞轮加减速旋转来实现电能与机械能的相互转换,是一种新兴的电能存储技术。研制了用于电力系统的高速飞轮储能系统,该系统主要包括储存能量的飞轮、支撑飞轮的轴承、进行机电能量转换的高速永磁电机和与电网进行能量交换的双向变流器。研究了高速飞轮储能系统整体控制策略、电网侧变流器的控制,高性能LCL滤波器的设计,高速永磁同步电机的弱磁控制。进行了高速飞轮储能系统加速储能试验和减速释能试验,分析了试验测试结果。

摘要：为避免绝缘栅双级晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）水冷基板在非常情况下导致冷却失效甚至造成系统瘫痪的危险发生,针对设计制作的一种平行微通道水冷基板在多种变工况条件下进行了其传热性能的实验研究；实验研究的变工况条件包括供水系统的瞬态启动或停止条件,质量流量60～330 kg/h的波动变化条件以及水冷基板部分流道堵塞的条件,重点研究了实验条件对被冷却器件表面温度及其冷却效果的影响规律。结果表明：瞬态变化条件下高热流密度时会发生危险工况,其反应时间τR＜10 s,流量波动条件下当平均努赛尔数Nu较小时对冷却效果影响较大,水冷基板部分流道堵塞的条件不会导致大幅温升。