摘要：负载的移除或投入使电场耦合无线电能传输(ECPT)系统的拓扑结构发生改变,通常会对开关管造成较大的冲击,使得系统无法正常工作。针对此问题,围绕基于E类变换器的ECPT系统的基本特性分析,利用负载移除前、后系统的等效电路形式基本一致的特点,给出实现系统负载软切换需具备的条件,并提出一种参数设计方法使得系统在固定的工作频率下即可实现负载的软切换。最后利用该方法得到一组参数,在Matlab仿真平台下构建系统的仿真模型并搭建实验电路,仿真和实验结果验证了该方法的可行性。系统在负载投入时为负载提供需要的功率并工作在稳定状态,系统效率达到85%以上,在负载移除后工作在低功耗状态。

摘要：温度与磁场传感技术已广泛应用于电力工业领域,但随着高电场、大范围温度波动以及空间约束等特殊感知场景的出现,如变压器内部温度、磁场的感知,对传感器的研发提出了新要求。该文设计一种新型全绝缘光纤温度–磁场双参数传感器,将光纤光栅与磁光晶体进行集成小型化封装与共光路结构设计,运用光纤光栅的热光效应、磁光晶体的法拉第效应分别感知温度、磁场变化,并设计出实时温度补偿方法以解决磁场测量中温度干扰问题。经测试表明,该传感器具有高空间分辨率与高绝缘可靠性,在15~85℃宽温度区间仍保持着系数为0.998的线性温度响应,可准确测量0.04~50 mT范围内磁场,并在0~10 kHz内表现出出色的动态响应性能,同时所提温度补偿方法将磁场测量相对误差限制至1.78%以下,进而可用于满足电力设备中一些特殊场景下温度–磁场的传感需求。

摘要：输电线路的钢芯铝绞线在运行中可能发生钢芯损伤、断股现象,及时检测和诊断对于保证电网的安全运行具有重要意义。采用巡线机器人对钢芯损伤、断股进行检测是一种具有较好前景的方法。设计一种基于钢芯损伤、断股后形成的漏磁进行检测的传感器,采用48H号钕铁硼稀土永磁铁磁化输电导线钢芯,以永磁铁、导磁体沿导线的径向宽度和轴向长度为变量,以传感器质量作为优化目标,应用搜索能力强、收敛速度快的小生境自适应遗传算法优化传感器的结构尺寸。结果表明,在满足对导线钢芯磁化强度要求下,传感器的质量显著降低,有效提高了巡线机器人的携载能力,且所提方法具有通用性,适用于不同规格导线钢芯断股检测的漏磁传感器设计和优化。

摘要：电场耦合无线电能传输(ECPT)技术是一种以高频电场作为能量介质的无线电能传输方式。在实际应用中,相当一部分用电设备要求工作电压不随其负载的变化而发生大的改变。针对这种需求,分析对比现有的恒压型ECPT系统的特性,提出一种T-Π复合谐振网络。该拓扑利用自身的传输特性来实现输出电压不随负载的变化而改变,无需额外设置检测与调节电路。同时,还能保证系统始终工作于零相角(ZPA)状态。另外,为了确保系统具有较低的总谐波畸变率、参数敏感性以及足够大的负载可变范围,研究采用不同参数配置方法的T-LCL谐振网络的恒流特性与Π-CLC谐振网络的恒压特性,并在此基础上给出谐振网络的配置方法以及系统主要参数的设计方法。最后通过仿真与实验验证了所提出系统的传输特性以及参数设计方法的正确性。

摘要：针对模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)内部环流问题,结合变流器拓扑结构特点,提出一种基于交叉耦合控制的新型环流抑制策略,该方法通过检测桥臂电流,经二倍频负序旋转坐标变换分离MMC内部环流,进而采用交叉耦合控制方式实现MMC内部环流的快速抑制,以减小子模块电容电压波动;通过建立环流控制器(circulating current suppression controller,CCSC)的传递函数,详细分析并设计了MMC内部环流交叉耦合控制器,同时分析了所设计控制器系统的稳定性。最后利用PSCAD/EMTDC搭建了系统仿真模型,验证了所提环流控制策略的有效性,使变流器的系统稳定性与整体运行性能得到显著提高。

摘要：在街道路灯照明、隧道照明、景观照明等大功率发光二极管(light emitting diode,LED)照明应用场合,为获得足够的亮度以及高可靠性,需要采用多个LED串来实现,且要求各LED串的驱动电流相等。为此,文中提出一种直流电流母线型多路恒流输出LED驱动电源,包括一个源变换器及多个负载变换器,其中负载变换器的数量与LED串的数量相等。由于所有开关的驱动信号频率和占空比相等,因此只需采用一个电流控制器就实现了多路恒流输出。首先根据两种基本电流源型变换器推演出驱动电源主电路拓扑结构,然后推导其交流小信号模型并采用III型补偿网络进行电流控制器设计,最后搭建一台输出功率为90W的三路输出实验样机并进行相关实验验证,实验结果验证了理论分析的正确性。

摘要：风电场采用柔性高压直流输电(voltage sourceconverter-high voltage direct current,VSC-HVDC)方式接入系统后,风电场母线电压的控制效果将影响风电场的稳定运行和受端系统的电能质量,而传统的风电场母线电压的幅相控制方式是间接电流控制方式,风电场交流侧电流动态响应缓慢且易受系统参数变化影响,从而导致风电场母线电压控制效果变差。因此有必要寻求更佳的风电场母线电压控制方案来确保整个系统的运行效果。针对双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)风电场VSC-HVDC的系统接入方式,分析系统各部分的动态模型,对风电场侧电压源换流器(wind farm side voltage source converter,WFVSC),依据其稳态方程设计了一种新的风电场母线电压矢量控制结构,该结构引入带有交叉乘积项的电流环,在实现电流环解耦控制的同时,可有效克服风电场接入参数变化所带来的不利影响;对电网侧电压源换流器(gridside voltage source converter,GSVSC)通过输入输出线性化设计来控制直流电压。最后通过对风电场输出功率波动、风电场当地负荷波动以及风电场系统接入侧电阻参数变化的情况进行仿真分析,仿真结果验证了该控制方案的正确性和有效性。

摘要：为实现三相直流侧有源电力滤波器的数字控制,提出将平均电流控制应用于三相直流侧并联型有源电力滤波器(active power filter,APF)的控制。为设计电流补偿器,提出定量分析电流环带宽和交流侧输入电流补偿性能关系的方法。该方法分析结果表明在输入频率为50Hz的情况下,且三相直流侧APF的电流环带宽超过1kHz时,可在输入端实现较好的谐波电流补偿性能。通过利用建立的电压环和电流环数学模型,设计完成的实验样机测试结果表明,在电流环带宽为1和2kHz下的补偿效果相当,证明了平均电流控制在三相直流侧APF中应用的有效性,同时也证明了定量分析电流环带宽和补偿性能关系方法的正确性。

摘要：硅橡胶复合绝缘子在中国电力系统中的用量逐年增加。对复合绝缘子老化状态的评估和监测关系到电力系统的安全运行。提出了一种单边核磁共振测量方法,实现对复合绝缘子伞裙老化状态的无损检测。研究主要包括核磁共振传感器设计及其信号分析两部分。使用有限元算法设计出一种半椭圆环状的单边核磁共振磁体,在磁体外部10 mm×10 mm×4 mm的测量区域内,建立了3.9 T/m的近似恒定梯度磁场。使用该静态梯度场,实现了伞裙材料的分层老化检测。该研究以3种不同运行时间的绝缘子为测试样品,使用CPMG序列激励样品,并对核磁共振回波信号峰值包络线进行一维横向弛豫时间的反拉普拉斯变换,从反演谱中提取出等效横向弛豫时间T2eff,实验表明:随着复合绝缘子老化程度加剧,T2eff减小;对于同一复合绝缘子,其T2eff由里及表,逐渐减小。所提出的等效横向弛豫时间T2eff能够表征复合绝缘子伞裙的老化程度,为评价其老化提供了一种无损检测的新方法。

摘要：甲烷(CH4)是变压器油中溶解的一种可用于变压器早期故障诊断的特征气体。光声光谱技术是基于光声效应的一种新型微量气体检测技术,具有灵敏度高,选择性好,动态检测范围大等优点。该文基于光声光谱技术的基本原理,利用分布反馈半导体激光器构建一种便携式、可调谐的光声光谱装置,借助该装置研究光声信号与激光功率、CH4浓度之间的关系,及CH4的2v3带R(3)支的高分辨光声光谱;该装置对CH4的检测灵敏度达到5.05μL/L。理论与实验结果为CH4的光声光谱在线监测及高灵敏度可调谐光声光谱仪的设计提供了参考。