中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 李占凯河北工业大学 2016年博士导师: 王景芹共153页

摘要 : 随着电网技术的发展，用户电能质量的概念受到广泛重视。动态电压恢复器(DVR)能够有效抑制电压跌落，避免敏感负荷欠压脱网，日渐受到众多学者重视。长期以来，绝大多数研究集中在其欠压补偿控制策略，设备利用率低，工程应用价值未得到充分发挥。本文... 展开随着电网技术的发展，用户电能质量的概念受到广泛重视。动态电压恢复器(DVR)能够有效抑制电压跌落，避免敏感负荷欠压脱网，日渐受到众多学者重视。长期以来，绝大多数研究集中在其欠压补偿控制策略，设备利用率低，工程应用价值未得到充分发挥。本文在进一步研究其电压跌落补偿前提下，对DVR应用于故障限流、谐波抑制及线路阻抗调节等方面进行了理论研究与实验验证。首先分析了DVR基本拓扑结构和工作原理，针对电压跌落的检测方法进行了研究。在分析了现有跌落检测方法的基础上，综合考虑电压跌落深度、跌落时刻、相位跳变、谐波畸变、频率变化等因素，提出了一种适应谐波畸变电网的半周期傅立叶变换的电压跌落检测方法。在半个工频周期内采用滑动窗口实时计算dq分量平均值，判断电压基波幅值变化。仿真和实验表明，该方法检测时间快，检测输出波动小，无需低通滤波器和查表计算，对频率波动适应性强，计算量小，易于实现。其次，研究了DVR的电压补偿与故障限流策略。以S变换实现故障选相和故障类型的快速识别，根据故障位置不同采用跌落补偿和故障限流相结合的综合策略。上游故障时，提出了完全补偿和最小能量模式之间相结合的离散相位过渡法，保证负载波形无暂态畸变且能长时间补偿电压跌落。下游故障时，采取故障相限流模式，使DVR在配电系统中起到隔离故障作用。为了进一步提高设备利用率，研究了DVR在无跌落发生时辅助谐波补偿与阻抗调节功能。提出了基于H桥多元组合策略的谐波消除和阻抗控制的联合控制方法，基波电压指令对应线路电抗控制，谐波电压指令对应谐波补偿。同时，针对级联H桥逆变单元的直流电压平衡问题，提出了一种调制波平移、调制度、电平数、H桥模块选择排序、轮循消谐的多元组合控制策略，保证了相内模块电压平衡，损耗最小。最后，在Matlab/Simulink环境中搭建级联多电平DVR的仿真模型，验证了理论的正确性。通过详细的理论推导和数学计算，完成了DVR实验装置的元件选型和物理平台的设计，对动态电压恢复器的样机进行了模拟电网运行。实验数据验证了文中控制策略和软硬件设计的合理性。收起

关键词 : 电力系统动态电压恢复器补偿机制控制策略

2. 低压成套开关设备可靠性预测及全寿命周期成本评估方法的研究

[学位论文] 王丽河北工业大学 2017年博士导师: 王景芹共122页

摘要 : 本文以低压成套开关设备为研究对象，主要围绕探讨可靠性增长预测方法、提高可靠性预测精度、扩充数据量及寻找最佳使用寿命等问题，对设备可靠性及全寿命周期成本(LifeCycleCost,LCC)进行深入研究，主要研究内容体现在以下几方面：首先对低压成... 展开本文以低压成套开关设备为研究对象，主要围绕探讨可靠性增长预测方法、提高可靠性预测精度、扩充数据量及寻找最佳使用寿命等问题，对设备可靠性及全寿命周期成本(LifeCycleCost,LCC)进行深入研究，主要研究内容体现在以下几方面：首先对低压成套开关设备的可靠性增长预测方法进行研究。提出基于广义伽玛分布及基于条件分布的两种低压成套开关设备可靠性增长预测方法，对设备的平均无故障工作时间(MeanTimeBetweenFailures,MTBF)、未来故障发生时间等进行预测，并对预测精度及方法的适用性进行分析。针对预测时长较长的情形，提出改进的AMSAA模型低压成套开关设备可靠性增长预测方法。该方法将未来故障时间的预测值作为伪试验数据，与原始故障数据结合构成新的故障数据，利用新数据对设备进行可靠性增长预测以减小数量少及预测时长较长对研究结果产生的影响。其次对低压成套开关设备的可用度预测方法进行研究。提出分层马尔科夫模型低压成套开关设备的可用度预测方法。将低压成套开关设备划分为多个层次。提出基于状态转移的并联单元可靠性计算方法，并采用该方法对每层参数进行计算。对设备顶层模型分析，得到设备的可靠性特征量——可用度，对其它层进行分析，得到设备的关键部件，提供了一种求取低压成套开关设备可用度及寻找关键部件的新方法。然后对低压成套开关设备全寿命周期成本评估方法进行研究。分析低压成套开关设备的成本构成，建立设备LCC估算模型；提出改进的GM(1,1)模型扩充原始数据，利用扩充后的数据，对估算模型中的未知函数瞬时运行维护费用进行拟合求解，并根据最大关联度理论，确定设备的瞬时运行维护费用的最佳分布类型；对LCC估算模型进行仿真，得到低压成套开关设备全寿命周期内的最佳使用寿命和最小费用。最后设计低压成套开关设备可靠性预测软件系统。该系统包括数据管理子系统和数据解析子系统，数据管理子系统具有存储、修改相关数据等功能；数据解析子系统实现对设备的可靠性评估及可靠性预测，实现对低压成套开关设备数据管理及解析。收起

关键词 : 低压电器低压成套开关设备可靠性预测全寿命周期成本评估

3. 磁耦合谐振式电动汽车动态无线供电系统的研究

[学位论文] 邢英翔河北工业大学 2016年硕士导师: 王景芹共111页

摘要 : 发展电动汽车是环保、节能和低碳经济的必然需求。电动汽车的能量来源于电池，而非接触式的无线供电是用于电动汽车和插电式混合动力汽车充电的一种安全、便利和自主的技术。动态的无线供电技术是解决电动汽车续航里程短、车载电池成本高的关键技术。... 展开

关键词 : 动态无线供电电动汽车磁耦合谐振闭环控制

4. 有源电力滤波器小波检测及补偿控制的研究

[学位论文] 刘洪春河北工业大学 2012年博士导师: 王景芹共109页

摘要 : 本文阐述了电力系统中谐波的来源、危害及各种传统的谐波检测方法,有源电力滤波器能对变化的谐波、无功、负序电流快速的动态跟踪补偿。与传统的电流抑制方法相比较,有源电力滤波器响应速度快、补偿精度高。伴随电力电子技术、现代数字信号处理、智能... 展开本文阐述了电力系统中谐波的来源、危害及各种传统的谐波检测方法,有源电力滤波器能对变化的谐波、无功、负序电流快速的动态跟踪补偿。与传统的电流抑制方法相比较,有源电力滤波器响应速度快、补偿精度高。伴随电力电子技术、现代数字信号处理、智能控制技术等众学科的发展,有源电力滤波器不仅提高了性能,同时实现了模块化、集成化和微型化,市场发展潜力良好。文中详细阐述了基于瞬时无功理论和基于小波变换的谐波电流检测法,并分别用SIMULINK和小波工具箱对这两种方法进行了仿真。设计了基于数据采集卡的谐波检测平台,平台软件部分由LabVIEW和MATLAB混合编程完成。该检测平台可实现谐波波形显示、基波波形显示及频谱分析,能很好的体现小波检测法的优越性。控制系统是决定有源电力滤波器性能的关键,本文首先研究了常用的三种控制方法:三角波比较控制、滞环电流控制和空间电压矢量 PWM控制的基本原理,并使用MATLAB/SIMULINK创建了相应的仿真模型,并进行了分析、比较,在闭环控制的基础上,采取PI控制调节直流侧电压,提高了补偿效果,减小了补偿电流的跟踪误差,降低了补偿后电源侧电流的畸变率。在理论分析和仿真研究的基础上,设计了有源电力滤波器主电路的布局、主电路的滤波电容、滤波电感的参数和开关器件的选择,试验表明补偿效果良好。以带电阻负载的三相整流桥为谐波源,设计了基于TMS320F2812 DSP控制的110kVA并联型有源电力滤波器样机系统。文章设计了有源电力滤波器的硬件设备和软件编程,硬件部分包含光纤系统电路、驱动和保护电路、缓冲电路、电流电压信号调理电路、同步信号电路、触摸屏、电能监测仪、RS-232与RS-485转换电路等;软件部分包括谐波电流检测和控制部分的编程,还有触摸屏、电能监测仪与DSP三者间的通信程序。最后本文设计了一套谐波电流检测的远程控制系统,该系统采用 LabVIEW编写,其中用到了LabVIEW中的串口通信和经典结构—生产者/消费者设计模式,最终实现了远程控制的效果。收起

关键词 : 有源电力滤波器小波检测补偿控制数字信号处理

5. 纳米Ag/SnO2电器触头材料的制备及性能研究

[学位论文] 朱艳彩河北工业大学 2014年博士导师: 王景芹共107页

摘要 : Ag/SnO2触头材料因具有良好的耐磨损性、导电性和导热性等众多优点，在电接触材料领域具有广泛的应用前景。但是Ag/SnO2触头材料在AC3条件下接触电阻大、温升高而导致电寿命降低。另外，由于SnO2颗粒大，硬度高，使得Ag/SnO2触头材料的塑性和延性差，... 展开

关键词 : 溶胶凝胶稀土元素机械性能显微组织电气性能

6. 突变材料对光电器件中电流、热量和光波控制的研究

[学位论文] 孙梅河北工业大学 2010年博士导师: 王景芹共95页

摘要 : 半导体激光器是电器设备和电气测试系统中的重要组成元件，在半导体激光器及其它光电器件中，利用突变材料可以实现电流、热场和光波的控制，促进器件产生的热量迅速散发，保证了器件的正常工作。本文介绍突变材料构成半导体异质结激光器、量子阱、VC... 展开

关键词 : 突变材料半导体激光器有限差分光学薄膜光波控制电流限制

7. 发电机励磁控制实时监测与故障诊断专家系统的研究

[学位论文] 张文玲河北工业大学 2010年博士导师: 王景芹共90页

摘要 : 发电机励磁系统是发电机控制系统的核心，对整个电力系统安全稳定运行起着至关重要的作用。本文从运行和维护的角度分别研究了发电机励磁控制的实时监测系统和故障诊断专家系统。首先，对励磁控制系统的实时监测模块进行了研究，介绍了相关硬件... 展开

关键词 : 励磁系统实时监测发电机故障诊断专家系统

8. 低压成套开关设备的全寿命周期成本评估及寿命预测

[学位论文] 蔚德申河北工业大学 2017年硕士导师: 王景芹共86页

摘要 : 低压成套开关设备是一种将断路器、熔断器等众多低压电器运用结构部件完整的组装在一起的电力设备。在电力系统中负责电能的控制、保护、测量、转换和分配，是保证低压电网正常运行的关键设备。当前，低压成套开关设备的成本评估方法不够完善，... 展开

关键词 : 低压成套开关设备全寿命周期成本评估寿命预测

9. 金属与非金属共掺对AgSnO2触头材料性能改善的研究

[学位论文] 刘周河北工业大学 2020年硕士导师: 王景芹共85页

摘要 : 作为重要部件，触头直接影响着开关电器的可靠性以及寿命，目前，AgSnO2触头材料因其良好的抗熔焊性、耐电弧烧蚀性以及无毒无害等性能逐渐取代AgCdO，成为最具发展潜力的触头材料。但是AgSnO2触头材料同样存在缺陷，作为增强相的SnO2导电性极差，与A... 展开作为重要部件，触头直接影响着开关电器的可靠性以及寿命，目前，AgSnO2触头材料因其良好的抗熔焊性、耐电弧烧蚀性以及无毒无害等性能逐渐取代AgCdO，成为最具发展潜力的触头材料。但是AgSnO2触头材料同样存在缺陷，作为增强相的SnO2导电性极差，与Ag之间的润湿性差，随着动作次数的增加，会在触头表面形成富集区，导致接触电阻增大、温升升高乃至性能恶化。研究表明，元素掺杂能够有效改善AgSnO2触头材料的不足。本文从理论计算与实验验证两方面入手研究金属元素(Cu)与非金属元素(F、S、N)共掺对AgSnO2触头材料性能的改善情况。采用Castep模块建立元素掺杂SnO2的晶胞模型，基于第一性原理方法从理论上计算分析共掺对SnO2性能的影响，之后采用溶胶-凝胶法制备掺杂SnO2粉末，分析其物相结构，最后采用粉末冶金工艺制备相应的掺杂AgSnO2触头，测量其润湿性、物理性能和电接触性能，并对其电弧侵蚀形貌进行分析。第一性原理计算结果表明：所有掺杂体系的形成能均为负值，即金属元素单掺、非金属元素单掺以及金属元素与非金属元素共掺在理论上是可行的，其中Cu-N共掺体系的形成能最小，其结构最为稳定。共掺可以有效改善添加剂的溶解度，降低受主电离能和施主电离能来提高载流子浓度，同时共掺会在费米能级附近引入更多的杂质能级，窄化带隙，进一步提高SnO2的导电性能；其次共掺能够降低SnO2的硬度，改善其延展性。溶胶凝胶法所制备的掺杂SnO2粉末颗粒细小，可以达到纳米级，掺杂原子进入SnO2晶胞后形成固溶体，没有产生新的物相，因此掺杂不会改变SnO2的晶体结构。润湿性实验结果表明：掺杂Cu能显著改善SnO2和Ag之间的润湿性，将Ag/SnO2之间的界面结合方式由机械结合转变为溶解与润湿结合，有效抑制SnO2在触头表面的聚集，而非金属元素的引入并不会削弱Cu元素对润湿性的改善效果，反而有一定的增强作用，在三组共掺体系中，Cu-F共掺与Cu-N共掺对润湿性的改善效果相当，略强于Cu-S共掺。物理性能测量结果表明：共掺不仅能够改善触头的延展性，而且能够提高它的电导率。电接触实验结果表明金属元素与非金属元素共掺后能够优势互补，进一步增强AgSnO2触头的电接触性能。在三组共掺体系中，AgSnO2-Cu-N触头试样的接触电阻低而稳定，燃弧时间较短，燃弧能量和熔焊力小，表现出良好的导电性能、耐电弧侵蚀性和抗熔焊性能。综合考虑，理论分析结果与实验测量结果一致，即Cu-N共掺的改善效果较为显著。收起

关键词 : 低压电器 AgSnO2触头材料溶胶-凝胶法电接触性能

10. 无线电能传输谐振状态的研究

[学位论文] 李亚楠河北工业大学 2015年硕士导师: 王景芹共83页

摘要 : 无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）是指电能从电源端到负载端的一种非电气连接的能量传输方式。在无线电能传输技术中，磁耦合谐振式无线电能传输技术具有中等传输距离、无敏感的方向性、可穿过障碍物等优点，作为一种新型电能传输技术逐渐... 展开

关键词 : 无线电能传输谐振结构磁耦合谐振仿真实验