低频输电高压电力电缆多物理耦合场数值分析及载流量计算

近年来,随着可关断电力电子器件的逐渐成熟和广泛应用,柔性低频交流输电技术受到广泛关注。由于频率越低,交流电磁场的集肤和邻近效应越弱,因此低频运行工况下电力电缆的载流量与工频50 Hz运行工况下电力电缆的载流量将不尽相同。为此,基于多物理耦合场及有限元法,提出了三芯海底电缆埋设方式下磁热流耦合场计算模型和计算方法,分析了不同截面电缆在低频输电工况下载流量数值变化规律及损耗特性。计算结果表明,降低输电频率可有效提升电缆载流量;电缆截面积越大,载流量提升效果越显著;当截面积为500 mm²、1000 mm²和2000 mm²时,相比于工频输电方式,电缆载流量分别提升11.33%、23.26%和34.40%;降低频率可减少电缆总损耗,由环流引起的护套及铠装层损耗平均分别降低了14.85%、6.34%。计算结果为低频输电方式下电缆选型及输电容量提升提供数据决策依据。     

考虑异质能源时空互补特性的风光最大消纳策略研究

单一考虑最小发电成本造成弃风、弃光,而只关注风电、光伏等新能源最大消纳量容易造成电力系统不稳定。为了解决上述矛盾,首先分析了风、光、水、火异质能源之间的时空互补特性;然后以总发电成本最小化和风电、光伏消纳量最大化为双目标,考虑负荷平衡和各发电机组约束条件,建立了多目标电力系统优化调度模型,并利用模拟退火法进行模型优化。最后以某地区电网为例进行了仿真分析与计算,优化计算结果表明,利用异质能源之间的时空互补特性,在满足负荷需求和系统备用要求等前提下,提高了风、光消纳量,减少了化石燃料的消耗,验证了该模型在控制发电成本和增加风、光消纳方面的有效性。     

交流单芯海底电缆载流量提升方法研究

随着交流单芯海底电缆的大规模应用,海底电缆载流量提升会带来巨大的社会和经济效益。从运行频率和导电媒质电磁参数方面,定性分析了交流海底电缆载流量的影响因素,并提出了降低运行频率和铠装磁导率、提高屏蔽层电导率的载流量提升方法。通过对典型海底电缆的载流量的数值分析和计算,验证了所提载流量提升方法的有效性。     

无网格伽辽金法及其在电磁场数值计算中的应用

将无网格伽辽金法推广应用于电磁场的数值计算。详细论述了移动最小二乘近似的基本原理和具体实施过程，采用罚因子法处理第一类边界条件。基于修正的弱形式泛函的建立，导出了算法的离散模型。为验证所述的模型和方法，给出了数学验证和计算实例。     

改进的表面响应模型及其在电磁装置优化设计中的应用

根据实际工程问题的特点，对现有表面响应模型进行了改进研究，然后将其与禁忌算法相结合，提出了应用于电磁装置优化设计的一种快速全局优化算法，得以解决随机类全局优化算法对计算机资源过度需求这一“瓶颈”问题。实际算例表明，改进算法的计算效率和可靠性均优于原算法，可广泛推广应用于实际电磁装置的优化设计。     

无接触传能谐振线圈参数及频率的分析计算

以无接触传能系统中的平面螺旋线圈为研究对象,对其分布参数和工作频率的计算方法进行研究。从电磁场理论出发,提出线圈分布参数的计算模型和方法,并建立整个线圈的等效电路模型。在此基础上,分析计算线圈的阻抗特性和变化规律,并确定线圈工作的谐振频率。谐振线圈实测结果表明所提方法合理有效。     

无接触电能传输系统的高效E类射频功放设计

功率放大器作为无接触电能传输系统的功率输入源,是该传输系统的关键构成部件。为了提高整个无接触电能传输系统的效率,适应不同传能线圈结构,以及保证线圈距离变化下稳定的运行,本文设计了一款高效的E类功率放大器。设计中采用矩量法(MOM)来获取功率放大器版图的S参数,对功放进行电磁分析,同时,考虑了设计中的电磁兼容问题并制作了一款屏蔽盒。论文给出了E类功率放大器的设计步骤和ADS软件仿真结果,并进行了实物制作。实测结果显示,设计的功率放大器能够输出的最大功率附加效率为93%,同时输出功率增益和功率分别达19.9dB和43.9dBm。考虑不同谐振频率的线圈结构时,能够获得19dB的功率增益和89%以上的功率附加效率;对于不同内阻和不同线圈距离的线圈结构,测试结果也有60%以上的功率附加效率。实验结果证实了设计的正确性和可行性。     

模拟退火算法的改进及其在电机电磁场逆问题数值计算中的应用

在对制约模拟退火（ＳＡ）算法收敛速度的若干问题研究的基础上,本文构造了改进的ＳＡ算法。通过应用于大型水轮发电机极靴形状优化设计中电磁场逆问题的数值计算,以及与国外样机数据和其他优化算法计算结果的对比分析,验证了本算法的有效性和正确性。     

一种基于频率补偿的改进插值谐波分析算法

针对传统单峰谱插值谐波测量算法在非同步采样时由于频谱泄漏造成测量精度不足的问题,提出一种基于频率补偿的改进算法,并且分析传统插值算法的测量误差,改进了修正公式。该算法通过三个步骤实现,第一,基于汉宁窗插值校正频率,然后利用相对频偏进行频率补偿得到准同步化序列。第二,采用准同步化序列基于汉宁窗再次插值校正频率,将两次计算得到的相对频偏相加用于修正频率,进而减轻频谱泄漏的影响。最后,为了提高幅值和相位的测量精度,利用准同步化序列基于平顶窗直接估计,无需推导反演公式。仿真实验结果表明,该算法的测量精度相比于传统的单峰谱插值算法提升显著,在噪声环境下相比于四谱线插值、相位差算法,该算法具有更高的精度和抗噪性能,验证了所提出算法的有效性和准确性。     

变电站中的GIS电器设备故障预测

简述GIS设备在城市负荷中心应用的优越性,并从结构和故障情况入手,综述GIS状态监测技术和方法;同时初步探讨和研究如何开展GIS状态检修.