高功率密度SiC静止无功补偿器强迫风冷散热综合建模及优化设计方法

为了提高大功率高功率密度电力电子装置热设计的准确性和设计效率,该文综合热传导、对流换热与流体力学理论,针对电力电子装置的典型强迫风冷散热系统,提出基于截面积二次方根为无量纲特征长度的综合热模型,并提出一种强迫风冷散热系统体积最优的优化设计方法.以380V/50kvar高功率密度静止无功补偿器(SVG)为例,比较所提出的综合热模型与温升实验的热阻,综合热模型平均热阻误差在7％以内,即在SVG满载运行时,散热器平均表面温升的绝对误差ΔTe在1.3℃以内.该文提出的综合热模型相对于传统热模型精度提升62％,证明了综合热模型的准确性.基于所提出的优化方法设计的散热系统体积4.03L,对比传统方法设计的体积5.7L,体积缩小30％,从而证明了该文提出优化设计方法的可行性.     

光储微网系统多目标协调控制策略

基于光伏储能+电采暖的光储微网系统可以有效解决西部农村社区清洁能源供应量不足问题.为了提高光储微网系统的能量控制效果和工程实用性能,该文通过构建包含电力费用、储能系统荷电状态(SOC)、供暖舒适度等变量的多目标函数,提出一种计算量较低的储能与电热负荷多目标协调控制策略.为了简化目标函数求解过程,引入求导和单调性分析等优化方法.为了降低系统计算量,以住宅建筑保温性能为评价标准,提出一种带宽能量控制模式,降低了被控单元的控制频率,提高了算法的工程应用价值.搭建Matlab/Simulink仿真平台,依据西部青海省某示范光储微网系统实际数据,仿真对比分析基于传统能量控制策略和基于多目标协调控制策略的光储微网系统性能,验证该文所提控制策略的有效性和优越性.     

基于深度学习增强的LSD杆塔倾斜度检测

杆塔的倾倒会对整个电网产生严重的破坏并威胁周围居民的生命安全,电力巡检无人机利用计算机视觉对杆塔进行巡检既节省了人力资源又显著地提高了电网的巡检效率.为了国网巡检人员在杆塔倾倒前及时得到预警,对电力巡检无人机中的基于计算机视觉的杆塔倾斜检测算法进行了研究,设计了一种基于YOLOv3的深度神经网络结合LSD线段提取方法对杆塔的倾斜进行检测.利用在山西电网无人机实际巡检的杆塔图片制作杆塔的VOC2007数据集并利用YOLOv3神经网络对杆塔进行目标检测,并将检测后得到的Bounding box根据网络训练后的mIOU参数进行微调后作为LSD检测的ROI.接着,该方法在ROI中将检测的线段进行过滤和融合,根据杆塔特点进行杆塔的二次识别.最后利用得到的杆塔外边线做出该方向上的杆塔中线并计算杆塔在该方向的倾斜度.该文中实验利用山西国网电力公司提供的数据进行验证,结果表明,杆塔的倾斜检测效果在各种拍摄高度和背景干扰下都较为精确,杆塔目标的正确识别率达到97％,倾斜度检测平均误差小于0.85°.     

基于机器视觉的轮胎胶料表面字符识别

针对目前轮胎胶料表面的5×7点阵喷码字符人工识别存在劳动强度大、效率低、智能化水平低等问题,提出了一种基于机器视觉的轮胎胶料表面字符识别方法,首先利用字符出现区域较为稳定且字符为黑底白字进行快速定位与背景分割、形态学操作消除干扰;然后创新性地运用简化垂直投影法配合字符宽度的阈值限制,并对"1"和"I"与其他字符宽度不同的特殊情况进行处理,实现字符分割;最后,采用基于标准相关匹配的模板匹配方法实现字符识别。实验结果表明,所提方法的字符识别准确率达到99.51%,达到了预期的识别效果。     

宽频段雷达天线罩电厚度反射测试探头设计

在雷达天线罩电厚度反射测试中,针对测试探头与被测天线罩的失配反射限制测量范围,以及传统校准方法只适用于 特定单一工作频率的问题,采用波导魔 T 和半星形截面的介质柱相结合,设计了一种消除波导探头与天线罩外壁失配影响的贴 合式探头,优化提升了测试信号相位与天线罩插入相位变化的映射线性度,无需校准即可实现宽频段测量。 在 X 波段方波导 8~12 GHz 全频段范围内,探头对测试端口失配抑制可达 30 dB。 利用该探头,可以方便地将反射测试信号转化为传输信号,而 且仅通过简单的相位比对,即可获取天线罩电厚度信息,并可以直接实现不同工作频率下的测试。     

计及风电与电动汽车随机性的两阶段机组组合研究

风电出力的随机性以及电动汽车(electric vehicle,EV)充电需求的不确定性给电力系统调度带来了挑战。在传统确定性机组组合模型的基础上,针对电力系统日前调度面临的不确定问题,提出了充分考虑风电与电动汽车双重不确定性的随机优化调度及备用计算模型。首先,对于风电出力不确定性,采用基于场景分析的两阶段随机优化方法,并使用生成对抗网络(generative adversarial network, GAN)来生成风电场景。其次,对于电动汽车充电需求的不确定性,将其分为可调度与不可调度两类。可调度电动汽车根据其出行规律采用随机模拟的方法,并建立了EV充电聚集商模型;不可调度电动汽车通过K-means聚类分析得到其典型负荷曲线,并将其并入系统常规负荷中。最终建立了基于多场景分析考虑EV充电聚集商的两阶段随机机组组合模型,并通过算例分析证明了所提模型的有效性。     

含电动汽车充电的配电网运行可靠性评估算法

现有方法难以对不同充电状态下的配电网运行状态进行准确评估,为此设计含电动汽车充电的配电网运行可靠性评估算法.通过计算配电网运行情况与配电网元件使用状态,实现配电网运行可靠性评估指标的选取.同时,设定充电周期,计算电动汽车充电功率,并将此作为评估参考因素之一.采用模拟法构建评估模型,将运行可靠性评估指标与电动汽车充电功率融入此模型中,实现对含电动汽车充电的配电网运行可靠性的评估.算例测试结果表明,在慢充和快充状态下的评估计算响应时间明显低于现有方法,并且评估结果的准确性较高.算法更适用于电动汽车配电网运行状态的评估.     

考虑供能可靠性的电-气综合能源系统规划方法

在当前可再生能源大量接入的背景下,燃气轮机与电转气等技术的发展使得电-气综合能源系统的耦合度逐渐加深,对系统的可靠性要求也日益提升.针对风电和光伏等分布式电源接入的场景,提出了一种考虑供能可靠性的电-气综合能源系统规划方法.首先对燃气轮机技术进行分析和建模;其次,考虑系统柔性负荷产生的能量短缺成本,计及辐射状网络供能可靠性,建立以投资成本、维护成本和可靠性成本为目标的优化规划模型,对配电网线路、配气网管道和CCHP厂站等进行选址定容,引入辅助变量,对模型进行线性化处理,得到混合整数线性规划模型;最后对改进的12节点配电网和10节点配气网进行二阶段规划仿真,验证了本文所提方法的可行性和有效性.     

基于内切圆弧的交流牵引电机齿肩削角降噪方法

针对交流牵引电机存在电磁噪声过大而影响其推广应用的问题,提出一种基于内切圆弧的交流牵引电机齿肩削角降噪方法.阐述交流牵引电机电磁噪声产生的根本原因及有关径向电磁力谐波空间阶次的计算方法,建立电机定子齿肩采用内切圆弧式削角处理前后定子齿槽与转子表面间气隙宽度随转子位置变化的函数关系式,分析定子齿肩削角处理对电机电磁噪声的影响,并对其效果进行仿真,同时与直线式齿肩削角法的效果进行对比分析.结果表明,交流牵引电机定子齿肩采用内切圆弧式削角处理后可显著降低其电磁噪声,并且具有比直线式削角法更好的降噪效果.最后对一台5.5kW交流牵引电机进行内切圆弧式定子齿肩削角,取得了8.4dB(A)的降噪效果,由此可见,该方法具有较好的应用价值.     

模块化多电平换流器直流故障过电流精确计算与分析

模块化多电平换流器(MMC)发生直流故障后,换流站会出现明显的过电流,对MMC的可靠性产生严重影响.而故障暂态电流的精确计算是实现对暂态过电流有效评估的最直接的手段.为了精确计算MMC故障过电流,提出一种同时考虑交流系统与电容放电影响的故障电流精确计算方法,对桥臂等效模型进行了建模与分析,指出了桥臂电压对时间的微分应由电容项与子模块投入函数项组成.基于桥臂等效模型,建立了MMC直流故障下的状态方程,计算得出了MMC直流故障电流的数值解,对可能出现的最大过电流与最小过电流进行评估,并将此结果与电磁暂态仿真模型(EMT)中的仿真结果进行对比验证,证明了该方法的准确性.最后,将该计算方法与两种传统的故障电流计算分析方法进行了比较,指出了传统故障电流计算方法的不足之处,并进一步验证了该方法的有效性.该文提出的计算和分析方法可以为MMC关键部件的选型提供一定的参考,并为直流故障保护方案的设计提供依据.