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电气化行业的最新科研集锦(四)

2022-08-29


01.“双碳”目标下城市能源系统的形态结构和发展路径

随着“双碳”目标的提出,能源行业已经成为绿色低碳转型发展的中心环节和碳减排的核心。作为综合能源系统中承上启下的关键一环,城市能源系统(UES)的生产、传输和消费环节正在发生深刻的变化,分别体现为分布式能源大规模接入、电力电子设备广泛应用和可控负荷推广使用。从UES的形态结构出发,剖析了UES源荷界限模糊、网络潮流双向化的多能耦合的功能结构和层级分布的空间结构,阐明了UES开放互联互惠、能源交通一体化发展和信息物理高度融合的典型特征;进而详细讨论了UES协同规划和优化运行两个关键问题。最后,从一次能源供给、二次能源转换、终端能源消费和碳移除环节等4个环节对UES的发展路径进行了展望。

https://t.cnki.net/kcms/detail?v=0TrDOO8FWUjyJLef4DVMCzx9X8YcK039PMO9L-GpuAI1G5IAOzZOsA_M4BccLlZxcrUFCoevjDh_CjAyf_6-KiMY4TIO36hCtQ-RfCvnul2SfIbox_VdKV17PIU2fzo6ShdH8vCtQyY=

02.柔性直流输电系统高频谐振阻尼特性分析及自适应抑制

基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电系统高频谐振现象频发,MMC的高频负阻尼特性是导致系统发生高频谐振的主要原因。文中首先采用谐波状态空间法建立了含解耦双同步参考坐标系锁相环(DDSRF-PLL)、正负序分离算法和正负序电流控制的MMC交流侧详细阻抗模型。然后,采用阻尼分析方法分析了MMC的高频阻尼特性,并提出参数阻尼灵敏度以定量提取影响MMC高频阻尼的关键因素。接着,提出了一种柔性直流系统高频谐振自适应抑制策略,并与2种典型高频谐振抑制策略进行比较,验证了所提策略在不同电网运行条件和不同MMC控制延时下的有效性。

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03.储能型统一电能质量调节器电压补偿能力分析及提升方法

储能型统一电能质量调节器(UPQC)能够在电网电压跌落时对负荷进行电压补偿,在电压跌落超出串联侧换流器补偿能力范围时,同时利用并联侧换流器功率补偿可以提升系统电压补偿能力。文中首先对串、并联侧换流器电压补偿之间的耦合影响进行了分析,建立了考虑储能型UPQC容量配置情况及负荷运行情况的UPQC电压补偿能力的数学模型。针对储能接入带来的并联侧换流器功率特性,研究了并联侧协同补偿时的功率分配,得到了能够进一步提升系统电压补偿能力的并联侧换流器功率指令的改进分配策略。接着,提出了适用于储能型UPQC协同电压补偿的串、并联侧换流器控制方法。最后,基于实时数字仿真系统搭建了储能型UPQC电压补偿的模型并进行仿真验证,仿真结果表明所提控制策略能够在相同容量配置条件下提升UPQC的电压补偿能力。

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04.中国电力系统碳达峰·碳中和转型路径优化与影响因素分析

电力系统实现“碳达峰·碳中和”是中国全社会实现“双碳”目标的关键环节,低碳转型过程将深刻影响电力系统的形态结构。首先,以规划总成本为优化目标构建电力系统源网扩展规划模型,考虑可再生能源地区自然资源禀赋和电力系统运行安全约束,对中国电力系统2020年至2060年“碳达峰·碳中和”转型路径进行规划优化。然后,对中国电力系统2060年实现碳中和场景下的电源结构、跨省电力交换需求转型结果及规划成本进行分析,同时针对碳减排目标与达峰时间影响因素设置多种场景进行对比研究,并对电池储能投资成本进行灵敏度分析。研究发现中国电力系统“碳达峰·碳中和”转型路径的关键是构建高比例清洁电源供应体系,通过各类型电源互补定位实现电源结构低碳转型,储能将承担为系统提供电力余缺调节、惯量支撑及各类辅助服务的任务。新型电力系统需要大容量跨省输电网络为电力供应提供支撑,将承担风光电力向负荷中心送电任务,呈现更大规模“西电东送、北电南送”格局。碳达峰时间及减排路径需要综合统筹经济、社会、环境、技术等各方面因素以平衡经济性和碳减排进程。

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05.广东白云学院科研团队在剩余电流互感器优化设计方面取得新进展

广东白云学院等单位的科研人员通过分析剩余电流互感器的工作原理可知,比值差与相位差是产生误差的主要因素。通过公式解析,得出误差对灵敏度和平衡性的传变特性产生影响。研究人员考虑到产品设计中器件参数值的影响,进一步通过实验对剩余电流互感器的物理特性进行优化,验证原理分析的结论,确定在不同条件下剩余电流互感器灵敏度和平衡性的传变特性。实验结果表明优化设计的合理性并据此设计了一个精度高达0.5级的剩余电流互感器。

http://www.cesmedia.cn/html/report/22085205-1.htm

06.西安交通大学科研团队在混合励磁开关磁阻电机领域取得新研究进展

为了提高传统开关磁阻电机(CSRM)的输出转矩、功率密度,降低电机的转矩脉动,西安交通大学电气工程学院的研究人员提出一种新型的三相12/10极模块化定子混合励磁开关磁阻电机(MHSRM)。

http://www.cesmedia.cn/html/report/22084048-1.htm

07.北航和清华学者发表开关变换器传导干扰抑制策略的研究综述

开关变换器广泛应用于可再生能源并网、电机驱动系统、消费电子供电等领域,其电磁干扰问题日益突出,因此该问题的解决非常重要。北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院、电力系统国家重点实验室(清华大学电机系)的研究人员总结开关变换器传导干扰抑制策略及其最新进展,重点说明这些策略的基本原理、研究现状和作用特点,并对开关变换器传导干扰抑制技术的关键问题和发展前景进行了讨论和总结。

http://www.cesmedia.cn/html/report/22085211-1.htm

08.科研简报:磁齿轮复合电机的结构创新进展

目前几种常见的磁齿轮与电机的复合方式,包括轴向/径向串联、永磁转子复用、多极永磁与定子复合以及调制环定子等,这些结构的选取会影响电机的性能、成本、加工难度等。近年来在磁齿轮复合电机结构创新方面的有诸多研究进展,主要包括磁齿轮部件的排列方式、调制环构造及多层调制环、双调制原理的应用等。

http://www.cesmedia.cn/html/report/22085540-1.htm

09.一种基于低通滤波算法的车用HESS功率分配控制策略

在混合动力汽车行驶中,为了能让车载超级电容有效地为蓄电池提供能量缓冲,其荷电状态(SOC)需保持在一个安全范围内,以防止电容过充或能量不足。针对这一问题,基于车载超级电容的工作特性,改进了传统的车用混合储能系统滤波分配法,舍弃算法逻辑复杂、参数设计困难的逻辑门控制,使用简单的PI控制实现了电动汽车运行过程中超级电容电量的自保持,并通过基于TMS320F2812控制的混合储能装置和基于半实物仿真的永磁同步电机试验平台对所提出的方法进行了试验验证。结果表明,该方法在超级电容提供负载峰值功率,达到对蓄电池“削峰填谷”目标的同时,又使其稳态电压保持在一个稳定值,满足混合动力汽车对于车载超级电容的能量回收要求。

http://www.motor-abc.cn/djykzyy/article/abstract/20220608

10.电动汽车驱动用分数槽永磁同步电机电磁噪声优化

分数槽永磁同步电机因存在较低阶次的径向电磁力,导致其电磁噪声较大。基于理论分析、Optislang多目标优化平台与Ansys多物理场有限元分析平台,对一台电动汽车驱动用8极36槽永磁同步电机的电磁噪声进行分析和优化。电机的电磁噪声主要是由作用于定子齿上的径向电磁力波使定子铁心振动变形引起,在定子齿顶开辅助槽并对其齿槽参数进行优化,以削弱径向电磁力。建立电机的二维有限元模型,利用Optislang对不同工况下的定子辅助槽及齿槽参数进行多目标优化,计算得到Pareto前沿并从中找到相对最优解。对比分析电机优化前后定子齿部的径向电磁力,将其映射到所对应的三维结构上,利用Ansys计算得到电机优化前后的电磁噪声,并通过样机的噪声试验验证了仿真结果的有效性。

http://www.motor-abc.cn/djykzyy/article/abstract/20220610