摘要：针对长片型磁电层状复合材料,提出了一种适用于准静态和动态磁场激励的引入界面耦合系数的等效电路模型,旨在为基于长片型磁电层状复合材料的传感器、换能器等器件的设计、制作和应用提供理论指导.考虑到磁电层状复合材料实际工作过程中磁致伸缩层和压电层的应变并不相同,首先利用运动方程分别对磁致伸缩层和压电层进行建模,提出了一个从物理上反映相间应变传递的界面耦合系数表达式,然后利用一个变比恰为界面耦合系数的理想变压器将两层材料的等效电路耦合,构成改进的磁电层状复合材料的等效电路模型,得到包含界面耦合系数的磁电电压系数和最佳层合比的表达式.对12个具有不同尺寸和负载条件的样品进行实验,制作过程中承受500g砝码负载的样品的界面耦合系数为0.15,最佳层合比为0.57;承受100g砝码负载的样品的界面耦合系数为0.10,最佳层合比为0.50.磁电电压系数和最佳层合比的实验值与各自包含界面耦合系数的理论值基本符合,证明了改进的等效电路模型的合理性和正确性.

摘要：将ICCOS换流原理应用于STRETCH meat grinder电路中的电感储能型脉冲电源新型拓扑具有有效提高关断电流和降低系统成本的优势。为构建电气性能和非电性能最优的电感储能型脉冲电源系统,对基于ICCOS的STRETCH meat grinder电路的逆流回路的分析和优化设计是必要的。基于ICCOS的STRETCH meat grinder电路的理论分析,结合初步实验结果,本文提出了ICCOS逆流回路的基本设计约束,通过逆流电容值及其预充电压的优化取值,使逆流能量最小。仿真分析表明,ICCOS最小逆流能量和所要关断的电流大小直接相关,且受到一次直流电源的影响,而与所关断的电感初始储能大小无关。

摘要：重复控制被广泛应用在电流谐波抑制当中。然而,由于其结构的限制,重复控制在变频系统中难以适用,稳定性设计复杂,并且需要大量的存储空间。为解决以上问题,该文提出了一种改进的重复控制方法,在特定频率上采用Fourier分析和信号重构,这样一来使得稳定性设计大大简化。同时,改进的重复控制几乎不需要任何多余的存储空间,并且不需调整就可以用在变频系统当中。为了验证提出的方法,将改进的重复控制用在了逆变器驱动的永磁同步电机控制系统中,来对电流谐波进行抑制。由逆变器死区、永磁同步电机反电势非正弦引起的电流谐波得到了有效抑制。在实验室搭建的1.25 kW的永磁同步电机实验平台上进行了实验,6、12次谐波幅值下降了70%。

摘要：将混成控制系统理念引入电力系统的静态电压控制,提出了静态混成自动电压控制系统.首先,建立了分层分级的静态电压控制系统模型并设计了系统运行流程.其次,定义了安全性事件和经济性事件的发生机制,利用离散事件驱动高层控制,形成的控制目标再下发至各对应的控制模块,从而实现复合指标控制,该系统降低了优化问题求解难度,提高了运算效率,具有较高的可实现性.而且,该控制系统充分适应电力系统连续-离散相耦合的特点,协调各种电压控制设备.计算机仿真研究表明,该控制系统可以提高电网的电压安全性和电压质量,合理分配无功,同时减少网络损耗.

摘要：电感储能型脉冲电源由于具有较高的储能密度和相对容易实施等优势而倍受研究者的关注。Meat grinder和XRAM是构成电感储能型脉冲电源的两种基本拓扑单元。其中,由多个电感线圈串联充电、并联放电构成的XRAM拓扑在结构上具有较强的拓展性,易于实现模块化。本文将构成XRAM电路的多个电感定制成为相互层叠的多个空心平面螺旋线型线圈结构,使电感线圈间具有强耦合作用。与原有结构相比,在相同储能时体积更小。理论分析和初步试验说明了电感间的强耦合作用不会弱化电路的电气性能。最后,讨论了利用这种含有强耦合电感的XRAM拓扑构建100k J能级模块的方案,并计算了储能密度,突出了其优越性。

摘要：由于电感储能型脉冲源单模块的能级受限,无法达到电磁发射的能量要求,需进行多模块协同工作的研究。而电感型脉冲源元件参数众多,工作过程复杂,且多模块运行中存在串扰,给系统设计带来很大的挑战。该文基于Meat Grinder with SECT电路,探究了多模块电感型脉冲源的工作过程,经过磁路和电路的等效处理之后,将多模块系统的运行简化为单模块问题。基于此,建立了详细的多模块脉冲源系统的解算方法,可以利用最底层的几何和电气参数,计算出脉冲源系统的性能指标。使用遗传算法对系统参数进行大规模优化,得到储能密度最高的多模块电感型脉冲源系统的参数,使用8个分立的脉冲源模块,并联、同步为负载放电,可以实现4.58MJ/m3的储能密度和158kA的电流输出。

摘要：利用数值仿真方式研究电磁轨道炮脉冲电源系统——多级电容储能系统。首先利用系统仿真软件Simplorer V7搭建脉冲电源模型,进而仿真观察发射过程。弹丸发射速度和脉冲电源系统效率是设计者最关注的两个目标,而导轨及电枢材料又限制了弹丸的最大加速度,因此有必要找出在一定储能下的最佳参数配合(弹丸质量、各级储能段触发时间),使得弹丸发射速度最大,同时系统有较高的效率。本文基于过程集成的思想,使用优化软件iSIGHT,应用解决多目标优化问题的优秀算法——NSGA-II来求解上述的多目标问题的Pareto最优解。优化后的参数配置明显提升了发射速度,同时提高了系统效率。Pareto解集的多样性也给设计者在权衡速度和效率时更大的选择范围。在优化结果的基础上,对弹丸质量、触发间隔与发射速度、系统效率之间的关系做了进一步的讨论。

摘要：如何确定线路最优设计标准是电网抗灾投资决策的核心问题之一。目前线路设计标准决策缺乏定量的科学分析方法。根据自然灾害重现期与超越概率的基本定义,推导了灾害强度的区间概率计算公式,建立了灾害场景、发生概率与电网状态的对应关系;基于灾害经济学理论关于抗灾投资效益的"有无对比"计算原理,依据基准方案与电网差异化设计方案下三十年一遇、五十年一遇与百年一遇灾害场景的停电损失期望值差异,确定电网抗灾投资效益;根据重要线路设计标准不低于一般线路、500kV线路设计标准不低于220kV线路、500kV线路设计标准不低于三十年一遇等原则,设计了19种待选线路设计标准方案,选取效益投资比作为优选准则,建立了电网抗灾投资决策方法体系与相应的决策流程。应用所提出的方法对某省电网抗灾投资决策问题进行了计算。

摘要：主电路杂散电感是影响矩阵变换器开关器件可靠运行和整体性能的重要因素。该文对基于逆阻型IGBT(RBIGBT)的矩阵变换器中杂散电感和吸收电容的影响进行分析,并由此研究主电路结构优化设计方法。首先分析了杂散电感及吸收电容对矩阵变换器中双向开关器件关断暂态过程的影响,给出了吸收电容引起矩阵变换器波形畸变的原因。基于RB-IGBT行为模型的仿真结果表明,矩阵变换器主电路杂散电感及吸收电容对双向开关换流暂态各个阶段持续时间及尖峰电压的影响并不相同。然后提出一种减小换流回路杂散电感的主电路连线与器件布局优化设计方法,归纳分析了基本设计原则,并以此构建了基于RB-IGBT的矩阵变换器样机实验平台。该样机平台下的单管多脉冲测试实验结果表明,不同换流回路下的开关器件关断电压尖峰最大值为375V。通过对比主电路结构优化前后所测输出电流波形及谐波频谱可知,经过主电路结构优化设计后的样机平台在保证系统运行可靠的同时能获得更高的波形质量。

摘要：电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)是目前抑制电力系统低频振荡最经济、最有效的办法,PSS抑制低频振荡的效果很大程度依赖于参数好坏。传统的PSS设计方法需要测量励磁系统的无补偿滞后特性,然而,这种基于在线激励的方法可能会对系统稳定性造成危害。为此,提出了一种基于相量测量单元(phasormeasurement units,PMUs)实测扰动数据的PSS参数设计方法。首先推导了单机无穷大系统线性化模型中振荡时各物理量的相位关系,再利用多信号Prony辨识得到的相位计算励磁系统的相位滞后特性,最后采用相位补偿法设计PSS参数。该方法利用电网中自有的扰动数据,不需要施加激励信号,具有很好的工程应用价值。采用贵州电网PMU实测记录的两次扰动数据进行仿真,结果显示按照提出的方法得到的PSS参数能够进一步改善相关模式的阻尼特性,提高系统的稳定性,表明了该方法的有效性。