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作者

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混合型限流熔断器触发装置用电流互感器铁芯结构设计会员

期刊论文

作者：李枫 , 关涛 , 孙忠鹏

页码： 229 - 235

摘要

2024/01/01

针对短路电流保护装置的电流测控单元因电子元器件失效或电源掉电而导致保护装置拒动的问题，提出了一种无源电磁式电流互感器，分析了触发装置的工作原理，根据铁芯材料的磁化特性曲线，确定了互感器有效工作区间内铁芯的最大磁感应强度。针对铁芯在大电流条件下磁通容易饱和的问题，通过仿真分析了气隙分布对互感器内磁感应强度的影响。设计出在短路电流峰值为15kA时仍可有效工作的电磁式电流互感器铁芯结构，三维瞬态电磁场仿真显示短路电流上升率为20A/μs、二次绕组匝数为30匝时，铁芯二次绕组侧输出电压不小于14V。最后设计制作了采用无源电磁式电流互感器作为触发装置的混合型限流熔断器工程样机，并进行了短路电流检测实验，实验结果与仿真基本一致，证明了铁芯设计的准确性和有效性。
基于暂态特征参数的数字式非接触负载测量研究会员

期刊论文

作者：朱正斌 , 黄军 , 牛剑锋 , 孟洋洋 , 胡斯登

页码： 222 - 228

摘要

2024/01/01

无线能量传输系统暂态过程中的高阶非线性问题是负载测量和辨识的一个难点，在处理由于高阶非线性出现的拍频信号时，现有模拟包络检波方法存在信号易失真、电路灵活性差以及测量范围有限等问题。针对此，提出基于希尔伯特变换的数字包络检波方法。在希尔伯特变换的基础上，设计数字包络检波器，提取电压拍频信号的包络线，并通过仿真和实验对所提方法进行验证，结果表明：对于不同待测负载，该方法均能够准确提取电压拍频包络线，实现负载阻值1~2000Ω范围内误差小于5%的测量。该方法拓宽了基于暂态特征参数的非接触负载测量的范围，为无人机等飞行器电池内阻的测量提供了新思路。
应用模糊理论的卫星电源系统状态量化评估方法会员

期刊论文

作者：杨东 , 刘治钢 , 穆浩

页码： 212 - 221

摘要

2024/01/01

为了准确获取航天器电源系统在轨健康状态，提出了基于模糊理论的卫星电源系统状态量化评估模型。首先，通过分析某卫星电源系统的运行特点，建立了系统状态评估指标体系；结合实际遥测具有的时变特性，提出电源系统遥测预处理方法和无量纲劣化度函数；其次，引入变权理论和模糊理论，建立了层层递进的卫星电源系统状态量化评估方法；最后，通过该卫星实际在轨和仿真数据，并与传统方法进行了比较，验证了所提状态量化评估方法的正确性和有效性，且所提出的方法比仅依据阈值判断提前2天评估出系统状态恶化。
HT-6M托卡马克加热场脉冲电源的设计会员

期刊论文

作者：管锐 , 周宇 , 高宗球 , 张健 , 黄懿赟

页码： 211 - 211

摘要

2024/01/01

HT-6M 托卡马克装置重建是为响应“一带一路”倡议的中泰合作国际项目，加热场脉冲电源的作用是击穿和产生等离子体，其电源方案采用电容储能脉冲放电形式。为计算出满足要求的电源参数，对加热场脉冲电源放电过程进行数学分析，并根据电源设备的工作参数，设计并研制了电源的核心器件。为验证电源放电过程的理论分析，研制了一套小型电容储能脉冲电源，证明理论分析正确性的同时，对电源大功率固态断路器进行关断实验。
基于调节函数的含光伏电源配电网电压越限识别研究会员

期刊论文

作者：戚振彪 , 齐慧

页码： 196 - 203

摘要

2024/01/01

针对现有方法未能明确电压越限的全部有效供电路径，导致配电网电压越限抑制识别时存在实时性较差、抑制效果不明显的问题，因此，研究基于调节函数的含光伏电源配电网电压越限识别，以提升含光伏电源配电网电压越限识别的实时性及有效性。首先利用光伏电源物理机理构建光伏电源外特性模型，基于该模型在Matlab/Simulink软件中搭建光伏电源仿真模型；依据含光伏电源配电网功率关系计算接入光伏前与接入光伏后并网点电压的变化量，并对电压越限机理进行分析，从而进行含光伏电源配电网等值电路设计；明确电压越限的全部有效供电路径，利用调节函数从大至小排序建立含光伏电源配电网电压越限调节策略候选集，并在调节策略候选集内选取候选策略以实现电压越限识别。实例分析结果表明，采用该方法可在较少的迭代次数以及执行时间内有效将存在越限的含光伏电源配电网电压调节至正常状态，实用性高。
考虑需求侧响应的配电网柔性软开关优化控制方法会员

期刊论文

作者：贾静然 , 段昕 , 卢锦玲 , 李丹 , 任睿

页码： 195 - 195

摘要

2024/01/01

由于当前配电网技术使配电网系统的有功损耗增加，出现网损数值增加、渗透率较低等问题，提出考虑需求侧响应的配电网柔性软开关优化控制方法。首先，建立需求侧响应模型与柔性软开关优化控制模型；然后，利用粒子群算法对模型进行求解，完成配电网负荷转移的设计；最后，通过设定柔性软开关运行、配电网系统潮流及可再生能源发电出力等约束条件完成配电网柔性软开关控制优化。实验证明，应用本文方法可有效转移配电网系统的负荷，大幅度降低配电网系统的有功损耗电量及整体网损量，提升配电网系统的渗透率与消纳可再生能源发电的能力，实现对配电网系统的运行优化，为配电网系统的安全经济运行提供保障。
用于DR-HVDC系统连接的海上风电场电网形成控制方法会员

期刊论文

作者：郭文花 , 沈顺群 , 刘凯

页码： 179 - 188

摘要

2024/01/01

基于二极管整流器的高压直流 DR-HVDC（diode-rectifer-based high voltage direct current）输电系统是一种很有前景的海上风电低成本接入方案，它可将风能从偏远的海上风电场输送到陆上电力系统。然而随着海上DR-HVDC 系统的不断增多，可能会导致风机 WT（wind turbine）的变流器控制难度增大，系统稳定性变差。基于此，提出了一种适用于DR-HVDC连接海上WT变流器的新型电网形成控制方法。该方法采用 2个正序控制回路来调节 WTs的输出有功功率，并维持海上交流电网的频率和电压，其中第一个控制器可将每台 WT 的有功功率误差调节为电压角偏差，从而造成系统频率偏差；第二个控制器通过调整 WT 的交流电压幅值以抵消频率偏差。变流器内部电流控制回路用于限制故障电流，并消除系统中的高频谐振。最后，通过故障穿越、WT 功率变化、无功扰动和WTs停机 4 个方面的电磁暂态仿真，验证了所提控制方法的有效性和优越性。
考虑老化影响的SSPC功率管热模型自适应在线修正方法会员

期刊论文

作者：钱叶彤 , 王莉 , 赵瑞博

页码： 171 - 178

摘要

2024/01/01

固态功率控制器SSPC（solid-state power controller）中功率管的结温监测对SSPC的可靠性有至关重要的作用，热模型法因其无需直接接触测量且方法简单而被广泛使用。然而，功率芯片的老化会导致热路径的退化，器件的结壳热阻抗增加，使实际结温远远超过热网络模型的估计值，导致对器件健康状态的乐观估计。焊料层疲劳失效被认为是SSPC功率管老化失效的主要原因之一。因此，在SSPC的寿命周期中实时监测器件的老化状态，并对功率管的热模型进行自适应在线修正，通过测量不受焊料层退化影响的热敏参数来计算热阻作为更新依据，将热阻信息关联焊料层老化状态来更新热模型。所提方法可在不影响SSPC正常工作的前提下，实时修正热模型，实验结果验证了方法的有效性。
基于电荷耦合效应的超级结JBS二极管的仿真分析会员

期刊论文

作者：刘勇 , 关艳霞

页码： 163 - 170

摘要

2024/01/01

为提升现代单极型功率二极管的性能，进一步突破“硅极限”，通过加大传统JBS二极管中P区结深，引入超级结结构以减薄芯片厚度，缓解传统单极型器件通态压降与反向阻断电压之间的矛盾，提高单位面积器件的导通电流密度。使用数值方法分析了超级结JBS二极管中P柱区浓度、N柱区宽度和N柱区浓度对正向导通特性以及反向阻断特性的影响，应用电场耦合效应理论分析了超级结JBS二极管的正向导通和反向阻断机理，设计了一款300V的超级结JBS二极管。
基于建模数据和最优化算法的GaN HEMT精确电热行为建模方法会员

期刊论文

作者：肖龙 , 陈冬冬

页码： 153 - 162

摘要

2024/01/01

为了实现对氮化镓高电子迁移率晶体管GaN HEMT（gallium nitride high electron mobility transistor）高速开关带来的开通过压、误导通、开关振荡和EMI噪声等问题展开定量的仿真分析，提出了一种基于建模数据和最优化算法的门极增强型GaN HEMT电热行为模型建模方法。相比较于常规GaN HEMT行为模型，所提出的建模方法采用2个简单的建模公式实现了对GaN HEMT在第一和第三象限宽工作温度范围内的电热特性进行准确的建模。同时采用一个紧凑的建模公式实现对GaN HEMT非线性寄生电容的精确建模。此外，提出了一种遗传算法和Levenberg-Marquardt算法组合的优化算法，基于该优化算法和建模数据实现了对建模参数的快速提取，在较大程度上减小了建模时间和工作量。仿真表明，所提出的建模方法能够实现对不同公司多个型号的GaN HEMT器件展开精确的建模。最后通过吻合的动态仿真和实验数据验证了所提建模方法的正确性和有效性。

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电源学报 2024年01月 第22卷 第1期

电源学报 2024年01月第22卷第1期