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不同电流下Ce掺杂AgCuO触头材料转移行为研究 被引量：2
1
作者 王海涛 王彦岭 +3 位作者 李书舸 王景芹 李文华 赵伟 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期574-586,共13页
材料转移是电弧侵蚀中的一个必然过程,研究材料转移机制对于优化电极的材料选择和设计,开发更耐用、更稳定的电极材料有重要意义,该文以Ce掺杂的AgCuO触头为研究对象,分析材料转移方向在不同电流下变化的机理。通过溶胶-凝胶法和粉末冶... 材料转移是电弧侵蚀中的一个必然过程,研究材料转移机制对于优化电极的材料选择和设计,开发更耐用、更稳定的电极材料有重要意义,该文以Ce掺杂的AgCuO触头为研究对象,分析材料转移方向在不同电流下变化的机理。通过溶胶-凝胶法和粉末冶金法制备触头试样,借助JF04D电接触测试系统,在18 V电压下设置10、15、20和25 A四个电流等级,对触头进行20000次电弧侵蚀实验。首先对比了15 A电流条件下添加Ce后材料的性能提升情况,然后重点关注AgCuOCeO_(2)触头在不同电流下的燃弧能量与燃弧时间,测定侵蚀实验后阴阳极的质量变化,采用三维表面轮廓仪和扫描电镜表征阳极和阴极的表面侵蚀形貌,并对不同电流下的材料转移机制进行深入讨论分析。结果表明,Ce元素提升了触头性能,电流大小影响电极间金属离子和气体离子的浓度,引发金属相或气体相电弧的产生,导致材料转移方向在电流增大时发生改变。为选用和开发性能优良的AgCuO触头材料,进而提升AgCuO触头可靠性提供了理论依据。 展开更多
关键词 AgCuO触头材料 电弧侵蚀 材料转移 表面形貌 燃弧能量 燃弧时间
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基于组合模型的电连接器剩余寿命预测
2
作者 骆燕燕 祁侨绅 +2 位作者 王永鹏 刘昙 安劲昭 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第6期127-135,共9页
为预测电连接器的剩余寿命,提出了一种自适应Wiener模型与离散灰色模型(discrete grey model,DGM(1,1))组合的电连接器寿命预测方法。首先,根据Arrhenius模型选取温度循环试验的应力大小,确定试验周期、暴露时间及温升率等参数,选择接... 为预测电连接器的剩余寿命,提出了一种自适应Wiener模型与离散灰色模型(discrete grey model,DGM(1,1))组合的电连接器寿命预测方法。首先,根据Arrhenius模型选取温度循环试验的应力大小,确定试验周期、暴露时间及温升率等参数,选择接触电阻为退化特征量,进行温度循环试验;其次,分别采用自适应Wiener模型与DGM(1,1)模型对温度循环下的电连接器剩余寿命进行预测,对比不同温度应力下两种模型伪寿命预测结果,提出了自适应Wiener与DGM(1,1)的组合模型;最后,采用最小二乘法估计Arrhenius模型中参数,外推正常温度下电连接器寿命。结果表明:DGM(1,1)模型在较低的温度应力下预测结果更准确,而自适应Wiener模型在较高的温度应力下预测结果更准确;在综合考虑不同温度应力模型适用性的情况下,构建的自适应Wiener和DGM(1,1)组合模型能更精准地预测电连接器的剩余寿命。研究结果可为电连接器的维修决策提供参考,为电气设备可靠性的提升提供支撑。 展开更多
关键词 电连接器 自适应Wiener模型 DGM(1 1)模型 温度循环 寿命预测
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边界主动构建式低压交流串联电弧故障检测方法
3
作者 宋国兵 陈锐 +1 位作者 常仲学 闫吉飞 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第22期65-76,共12页
准确、经济、可靠地检测串联电弧故障是预防电气火灾的重要途径之一。针对低压交流配电系统单端量串联电弧检测中故障位置难以判别、暂态分量难以提取的问题,提出一种能够隔离故障区间同时降低故障特征提取难度的边界主动构建式串联电... 准确、经济、可靠地检测串联电弧故障是预防电气火灾的重要途径之一。针对低压交流配电系统单端量串联电弧检测中故障位置难以判别、暂态分量难以提取的问题,提出一种能够隔离故障区间同时降低故障特征提取难度的边界主动构建式串联电弧故障检测方法。首先,分析了串联电弧故障产生的高频分量特征,指出仅靠线路的自然衰减作用无法保证故障判别的绝对选择性。然后,分析了在线路边界处设置铁氧体磁环对串联电弧高频分量特征的影响规律。最后,利用线路附加磁环边界后的特征,构建了反映磁环边界内外侧邻波压差的串联电弧故障检测方法。研究发现,所提边界元件能够显著衰减高频分量的传输,实现故障区间高频分量的隔离,且基于边界处高频电压的检测方法降低了对高精度电流传感器设备的依赖。实验结果表明,该方法能有效避免区外故障干扰,实现了低压配电系统串联电弧故障的可靠检测。 展开更多
关键词 低压交流系统 串联电弧 铁氧体磁环 边界作用 高频分量
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变分模态分解融合特征熵的直流微电网电弧检测 被引量：1
4
作者 李欣 李奎秀 +2 位作者 李新宇 陈德秋 郭攀锋 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第3期47-58,共12页
针对直流微电网不同单元发生的串联电弧故障和易被误判问题,提出一种变分模态分解融合多特征熵值的故障电弧检测方法。首先,通过麻雀搜索算法优化变分模态分解参数,将各单元电压和电流信号分解为若干本征模态函数,并结合多尺度排列熵的... 针对直流微电网不同单元发生的串联电弧故障和易被误判问题,提出一种变分模态分解融合多特征熵值的故障电弧检测方法。首先,通过麻雀搜索算法优化变分模态分解参数,将各单元电压和电流信号分解为若干本征模态函数,并结合多尺度排列熵的绝对差值确定故障特征模态分量;其次,融合能量熵、近似熵、样本熵、模糊熵将选定的模态函数量化为熵值,并据此设定检测阈值;最后,通过对比实验和抗干扰实验对所提方法进行验证。结果表明该方法电弧识别率达到98%以上且具备良好的抗干扰性。 展开更多
关键词 直流微电网 串联电弧故障 变分模态分解 对比试验 电弧识别率
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基于自适应ECA的串联故障电弧检测 被引量：1
5
作者 袁建华 黄淘 卢云 《燕山大学学报》 北大核心 2025年第2期137-145,共9页
在用户侧负载不断增加和复杂的情况下,串联故障电弧变得更加难以有效识别,威胁到了线路的安全和系统的运行。以往的检测方法多采用二维或三维模型,相比于一维模型通常需要更大的计算量,且较少关注特征通道间的信息。由此提出一种基于自... 在用户侧负载不断增加和复杂的情况下,串联故障电弧变得更加难以有效识别,威胁到了线路的安全和系统的运行。以往的检测方法多采用二维或三维模型,相比于一维模型通常需要更大的计算量,且较少关注特征通道间的信息。由此提出一种基于自适应高效通道注意力的串联故障电弧检测方法,自适应地提取电流信号中的有效特征。首先,使用高效通道注意力及残差结构对一维的卷积网络进行改进,构建出网络模型结构。然后,通过搭建的故障电弧实验平台,采集正常工况和故障电弧情况下的各类负载电流数据,建立相应的数据库。最后,利用构建的一维网络模型对数据样本进行训练和分类,使其能够有效地识别故障电弧。结果表明,该模型对故障电弧的平均识别准确率为98.68%,具有良好的识别效果。 展开更多
关键词 串联故障电弧 高效通道注意力 残差结构 卷积神经网络 电弧检测
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电接触用W-Cu合金制备方法及增强方式研究进展
6
作者 尹彩流 杨明 +3 位作者 伊春强 张新疆 许征兵 王秀飞 《粉末冶金工业》 北大核心 2025年第3期1-11,共11页
在高压输变电系统中,W-Cu电接触合金需承受高温电弧烧蚀、SF6气体冲蚀及机械磨损的复合环境,亟需兼具高导电、强韧性与耐腐蚀特性。系统综述了化学镀、熔渗法、放电等离子烧结、机械合金化及微波烧结等制备技术的微观结构调控机制,论述... 在高压输变电系统中,W-Cu电接触合金需承受高温电弧烧蚀、SF6气体冲蚀及机械磨损的复合环境,亟需兼具高导电、强韧性与耐腐蚀特性。系统综述了化学镀、熔渗法、放电等离子烧结、机械合金化及微波烧结等制备技术的微观结构调控机制,论述不同工艺对W/Cu界面结合特性的影响规律;重点剖析了金属颗粒、陶瓷相及纤维增强体通过细晶强化、第二相强化等机制提升合金抗电弧侵蚀性能的作用效果,总结增强相形态分布与界面反应对材料综合性能的协同调控机制。当前研究表明,多元复合增强体系可有效缓解导电-力学性能倒置矛盾,其中纳米双相增强微波烧结材料硬度提升时仍保持高的导电率。未来应着力开发核壳结构纳米增强体、外场辅助烧结技术、机器学习设计平台及全寿命性能评估体系,以突破导电-强度协同优化难题。随着多学科交叉融合,W-Cu合金将为智能电网与极端环境电器提供新一代高性能接触材料解决方案。 展开更多
关键词 W-Cu合金 电接触材料 放电等离子烧结 混杂增强 结构调控
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三相变频器回路串联故障电弧检测方法研究
7
作者 高洪鑫 王坤远 +1 位作者 王智勇 蔡佳成 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第1期203-215,共13页
串联故障电弧是引发电气火灾的主要因素之一,针对未知工况条件下串联故障电弧难以准确检测的问题,提出了一种基于实时训练更新核极限学习机(KELM)预测模型的串联故障电弧检测方法。首先,利用三相电动机和变频器负载开展了不同电源谐波... 串联故障电弧是引发电气火灾的主要因素之一,针对未知工况条件下串联故障电弧难以准确检测的问题,提出了一种基于实时训练更新核极限学习机(KELM)预测模型的串联故障电弧检测方法。首先,利用三相电动机和变频器负载开展了不同电源谐波、变频器载波频率、变频器运行频率和电流等级条件下的串联故障电弧实验;其次,利用奇异值分解滤波、改进一次指数平滑滤波依次对电流信号进行降噪处理;再次,利用前两个周波电流信号训练更新KELM预测模型,并计算预测模型对下一个周波电流信号的预测残差,然后利用预测残差绝对值构建矩阵,结合非负矩阵分解将残差矩阵降维成一维向量,并利用一维向量的最大值作为故障特征,结合固定阈值实现串联故障电弧检测;最后,测试了提出方法在未知工况条件下的串联故障电弧检测性能和抗噪性能。结果表明:提出方法可以有效检测出未知电源谐波、变频器载波频率、变频器运行频率和电流等级4类未知工况条件下的串联故障电弧,且具有较强的抗噪能力。 展开更多
关键词 串联故障电弧 核极限学习机 奇异值分解滤波 改进一次指数平滑滤波 预测残差 非负矩阵分解
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基于干路电信号的RF-LightGBM串联电弧故障诊断
8
作者 薛阳 陈少雄 +4 位作者 宋如楠 张蓬鹤 陈敢超 都正周 赵洪山 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第22期141-152,共12页
针对低压配电系统中串联电弧故障在主干线路上诊断困难的问题,提出一种基于随机森林(random forest,RF)和轻量梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)的诊断方法,通过分析干路上采样电阻电压信号实现故障有效识别。首先... 针对低压配电系统中串联电弧故障在主干线路上诊断困难的问题,提出一种基于随机森林(random forest,RF)和轻量梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)的诊断方法,通过分析干路上采样电阻电压信号实现故障有效识别。首先,依托多支路、多负载类型的串联电弧故障实验平台,采集并分析了采样电阻电压信号特性,发现多种工况下电弧故障特征表现为脉冲尖峰形式。然后,对采样电阻信号进行低频衰减处理来放大电弧的高频脉冲特性,以异常脉冲数突变量作为故障电弧的启动判据,并进一步提取峰峰值、功率谱熵等时频域特征。最后,利用RF筛选关键特征,并通过LightGBM算法进行故障电弧诊断。结果表明,所提方法在未知多负载工况下的诊断准确率可达96.67%以上,验证了该方法在复杂电路条件下具有良好的泛化能力和识别精度。 展开更多
关键词 低压配电系统 串联电弧故障诊断 采样电阻电压信号 信号规则性 轻量梯度提升机
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一种电机直驱操动机构负载分析方法
9
作者 王潇 吴旭升 肖曦 《电气工程学报》 北大核心 2025年第1期37-45,共9页
以电机直驱高压真空断路器系统为模型,分别从运动学和动力学角度,推导了高压真空断路器的几何约束、运动特性,得到电机转子旋转运动与灭弧室动端竖直运动行程的映射关系。同时,对高压真空断路器各主要运动部件进行了受力分析,并建立起... 以电机直驱高压真空断路器系统为模型,分别从运动学和动力学角度,推导了高压真空断路器的几何约束、运动特性,得到电机转子旋转运动与灭弧室动端竖直运动行程的映射关系。同时,对高压真空断路器各主要运动部件进行了受力分析,并建立起电机直驱操动机构的负载模型。仿真和试验结果表明,所提电机直驱操动机构负载分析方法在最大转矩需求计算方面,能够为驱动电机及变换器容量设计提供理论指导,对于电机直驱操动机构行程曲线规划具有指导意义。 展开更多
关键词 操动机构 电机直驱 负载建模 断路器
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基于频谱余弦距离的光伏系统串联电弧故障检测方法
10
作者 郭佳豪 肖小龙 +6 位作者 刘建 朱卫平 陆晓星 薛志通 张钧益 熊庆 汲胜昌 《高压电器》 北大核心 2025年第10期218-226,共9页
光伏系统中发生电弧故障时,故障信号容易受到光照强度变化等因素影响,且高频故障信号会随线缆传播而衰减,导致光伏系统串联电弧故障难以检测。现有光伏系统电弧故障检测方法中,对大电流、长距离线缆条件下的故障检测研究不足,且缺乏真... 光伏系统中发生电弧故障时,故障信号容易受到光照强度变化等因素影响,且高频故障信号会随线缆传播而衰减,导致光伏系统串联电弧故障难以检测。现有光伏系统电弧故障检测方法中,对大电流、长距离线缆条件下的故障检测研究不足,且缺乏真实光伏系统电弧故障检测的有效性验证。为了有效检测光伏系统出现的电弧故障,首先搭建了低压直流系统和光伏系统电弧故障实验平台,通过串联拉弧实验获取电弧故障数据。然后,利用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)对电弧故障发生前后的频谱进行分析,并研究了不同电极材料对电弧故障频域内的故障特性的影响。根据不同系统故障频域特性,利用电弧电流时间窗之间位于特征频段的频谱余弦距离作为故障特征参量,提出了一种基于频谱余弦距离的光伏系统串联电弧故障检测算法。在光伏系统中验证了该检测算法的有效性,检测准确率为97.6%。与已有研究所提出的算法相比,本算法的最大检测电流为25 A,最大检测距离为400 m,并具有较高的检测准确性。 展开更多
关键词 低压直流系统 光伏系统 串联电弧 故障检测 余弦距离
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三相电动机和变频器负载条件下串联故障电弧频域特征研究
11
作者 高悦哲 王智勇 +2 位作者 郭凤仪 高洪鑫 吕玉泽 《电气工程学报》 北大核心 2025年第2期149-156,共8页
串联故障电弧是引发电气火灾的主要原因之一。提出一种基于小波包分解(Wavelet packet decomposition,WPD)能量占比变化率的特征频段筛选方法和基于有限长单位冲激响应(Finite impulse response,FIR)滤波器的故障特征提取方法。针对工... 串联故障电弧是引发电气火灾的主要原因之一。提出一种基于小波包分解(Wavelet packet decomposition,WPD)能量占比变化率的特征频段筛选方法和基于有限长单位冲激响应(Finite impulse response,FIR)滤波器的故障特征提取方法。针对工业领域广泛使用的三相电动机和变频器负载开展了三相回路中的串联故障电弧试验;采用WPD对电流信号进行了9层分解,利用各个频段信号在故障发生前后的能量占比变化率确定串联故障电弧的特征频段;利用FIR滤波器提取故障电流的特征频段信号,以特征频段信号绝对值平均值、峭度作为串联故障电弧特征;结合经粒子群和网格搜寻优化的支持向量机(Support vectormachine,SVM)对串联故障电弧进行识别。结果表明,三相电动机和变频器回路中串联故障电弧共同的特征频段为1.56~1.76 kHz、2.93~6.25 kHz、9.38~10.94 kHz,所提出的串联故障电弧检测方法可以准确地检测出该回路发生串联故障电弧。 展开更多
关键词 串联故障电弧 频域特征 小波包分解 有限长单位冲激响应滤波器 支持向量机
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爆炸性环境分断放电的建弧过程研究
12
作者 赵永秀 张颖 +1 位作者 田江晖 王瑶 《高压电器》 北大核心 2025年第2期171-179,共9页
为研究爆炸性环境电感分断放电建弧过程,基于IEC-SSTA(IEC safe spark test apparatus)电弧放电宏观特性,建立极间微观粒子输运模型,研究建弧过程极间粒子数密度和电势的演化规律;分析爆炸性环境对放电起主要贡献的带电粒子类型。仿真... 为研究爆炸性环境电感分断放电建弧过程,基于IEC-SSTA(IEC safe spark test apparatus)电弧放电宏观特性,建立极间微观粒子输运模型,研究建弧过程极间粒子数密度和电势的演化规律;分析爆炸性环境对放电起主要贡献的带电粒子类型。仿真结果表明:鞘层和等离子体区的形成标志着电弧的产生;在两种气体环境中对放电起主要贡献的正离子不同,而负离子、消耗电子能量的自由基和激发态粒子相同;甲烷—空气环境下电感分断电弧放电作用更强。 展开更多
关键词 爆炸性环境 电感分断放电 等离子体 低压小电流
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基于改进YOLOv8模型的树线接地故障识别 被引量：1
13
作者 王洪江 刘金圣 +3 位作者 赵宏 赵婷婷 代钦 高英才 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期113-119,共7页
为提升电力系统中树线接地故障检测的识别效果,提出一种改进YOLOv8模型。该模型通过插入SimAM注意力机制增强特征表示能力,采用GIoU损失函数提升边界框预测的准确性,提高模型在复杂环境下的故障识别性能。为验证改进YOLOv8模型的性能进... 为提升电力系统中树线接地故障检测的识别效果,提出一种改进YOLOv8模型。该模型通过插入SimAM注意力机制增强特征表示能力,采用GIoU损失函数提升边界框预测的准确性,提高模型在复杂环境下的故障识别性能。为验证改进YOLOv8模型的性能进行消融实验、SimAM注意力机制模块的插入位置变化实验、损失函数选择实验,以及与其他识别模型的对比实验。实验结果表明:改进YOLOv8模型的识别精确度、召回率、平均精度均最高。该模型有效提高了树线接地故障检测图像的识别精度,为输电线路的智能化运维提供技术支持。 展开更多
关键词 电力系统 树线接地故障 YOLOv8模型 SimAM注意力机制 GIoU损失函数
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电流残差谐波谱幅值调制的双馈感应发电机匝间短路诊断方法 被引量：2
14
作者 赵寿旺 陈玉 +7 位作者 张思超 Nadeem SHAHBAZ 梁锋 王双 马勇 邓巍 赵勇 成永红 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第3期135-146,共12页
为解决双馈感应发电机(DFIG)定子或转子绕组绝缘劣化引发匝间短路,导致其三相定子电流频谱基频及谐波附近产生的边带谐波因噪声干扰易被主频谐波淹没,从而难以有效区分故障特征频率与干扰分量的问题,提出了一种基于电流残差谐波谱幅值... 为解决双馈感应发电机(DFIG)定子或转子绕组绝缘劣化引发匝间短路,导致其三相定子电流频谱基频及谐波附近产生的边带谐波因噪声干扰易被主频谐波淹没,从而难以有效区分故障特征频率与干扰分量的问题,提出了一种基于电流残差谐波谱幅值调制的DFIG匝间短路故障诊断方法。首先,通过对DFIG零序电流进行S变换,获取其时频域相位和幅值,对相位进行校正,并对幅值进行不同程度的调制;然后,计算得到调制后的电流残差谐波谱;最后,在100 kW双馈感应发电机绕组短路故障模拟平台上进行实验验证。结果表明:所提方法能够有效提取故障特征频率,转子绕组匝间短路故障时提取的定子电流故障特征频率(1-2s)f s和(1+2s)f s与真实值的特征频率误差分别是0.083%和0.117%,得到的故障特征频率分量具有更高的精度;该方法能够更好地检测DFIG匝间短路的特征频率,有效提取并区分故障特征分量与干扰分量。 展开更多
关键词 匝间短路 零序电流 残差谐波 谱幅值调制 故障诊断
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基于Filtering LSTM-Lightweight CNN的交流串联电弧故障检测方法
15
作者 何键涛 王兆锐 鲍光海 《电器与能效管理技术》 2025年第9期1-12,共12页
针对基于深度学习的电弧故障检测方法在未知多负载电路中存在泛化性能不足的问题,提出一种基于高频耦合模拟信号驱动的过滤长短时记忆(Filtering LSTM)神经网络,并将其与轻量级卷积神经网络(Lightweight CNN)相结合,构建了Filtering LST... 针对基于深度学习的电弧故障检测方法在未知多负载电路中存在泛化性能不足的问题,提出一种基于高频耦合模拟信号驱动的过滤长短时记忆(Filtering LSTM)神经网络,并将其与轻量级卷积神经网络(Lightweight CNN)相结合,构建了Filtering LSTM-Lightweight CNN电弧故障检测模型。通过将单负载电路的高频耦合信号线性叠加,即可模拟出多负载电路的高频耦合信号。然后利用模拟信号驱动Filtering LSTM,过滤多负载电路信号中的未知特征,并重构信号。最后采用树结构Parzen估计器优化过的Lightweight CNN对重构信号进行电弧故障检测。实验表明,在136000个未知多负载电路样本中,Filtering LSTM-Lightweight CNN的电弧故障检测准确率为99.45%。与未采用Filtering LSTM的检测算法相比,所提方法的检测准确率最高提升了14.05%,显著提升了电弧故障检测模型的泛化能力。 展开更多
关键词 串联电弧故障 特征过滤 轻量级卷积神经网络 故障检测
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基于准比例谐振和重复复合控制的LC型单相全桥逆变器研究
16
作者 张嘉峰 舒亮 +1 位作者 江闽 林振权 《机电工程技术》 2025年第1期128-134,共7页
不同的控制策略与实现办法决定着逆变电源输出波形质量和动态性能的好坏,传统的PI控制难以实现交流系统的无静差跟踪,系统的抗干扰能力也有所不足。为提升逆变系统的输出电能质量和动态性能,提出一种基于准比例谐振(Quasi-proportional ... 不同的控制策略与实现办法决定着逆变电源输出波形质量和动态性能的好坏,传统的PI控制难以实现交流系统的无静差跟踪,系统的抗干扰能力也有所不足。为提升逆变系统的输出电能质量和动态性能,提出一种基于准比例谐振(Quasi-proportional Multi-Resonance,QPR)控制与重复控制相结合的复合控制方法。分析了LC型单相全桥逆变器的数学模型,建立了QPR控制与重复复合控制的框架。两者间采用并联控制,相比于单一控制策略,该复合控制同时兼顾了QPR控制动态性能与重复控制稳态性能的优越性。对负载突变有较快的响应速度,能够有效抑制周期性谐波,改善系统动态特性。仿真验证了所提方法的有效性,结果表明复合控制下的LC型单相全桥逆变器动态性能良好,在非线性负载下谐波输出电压THD降低了69.01%,负载适应性较强。 展开更多
关键词 单相全桥逆变器 准比例谐振控制 重复控制 复合控制
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基于磁流体动力学仿真的低压交流串联故障电弧致火风险研究 被引量：2
17
作者 盛德杰 王尧 +2 位作者 邢云琪 于敬涛 包志舟 《电工技术学报》 北大核心 2025年第10期3326-3338,共13页
低压供配电系统直接与用户相连,庞大且复杂的结构导致其维护检修欠缺,是电气火灾的重灾区。低压交流串联故障电弧具有负阻特性,传统继电保护难以检测,其可在短时间内产生高温,引发火灾速度极快。因此,该文搭建交流故障电弧致火风险实验... 低压供配电系统直接与用户相连,庞大且复杂的结构导致其维护检修欠缺,是电气火灾的重灾区。低压交流串联故障电弧具有负阻特性,传统继电保护难以检测,其可在短时间内产生高温,引发火灾速度极快。因此,该文搭建交流故障电弧致火风险实验平台,分析交流故障电弧物理特性;构建磁流体动力学故障电弧仿真模型,研究电弧起始阶段和稳定阶段下的温度发展过程和影响因素,并结合现有标准分析了规定动作时间范围内的故障电弧潜在危害。通过实验验证了仿真模型在电弧最高温度、周围温度和电极温度上的可靠性,并直观展示了小电流故障电弧的危害性。该文研究表明,交流故障电弧温度随电流瞬时值呈周期性发展,电流等级和弧隙距离是主要的影响因素,其中电流等级起决定作用。32 A电流等级以下电弧最高温度随电流值近似呈线性增长,32 A以上增速明显放缓。1 A及2 A小电流等级下故障电弧也具备引燃能力,适当的安全距离和严格的切除时间是限制故障电弧致火风险的有效手段。 展开更多
关键词 低压故障电弧 串联电弧 磁流体动力学仿真 电气火灾 电弧致火风险
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基于Chirplet稀疏表示的大电流光伏系统微弱故障电弧检测方法 被引量：2
18
作者 武涵聪 陈思磊 +2 位作者 孟羽 杨淇 李兴文 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第3期1148-1159,I0029,共13页
针对光伏直流系统大电流等级下早期微弱故障电弧特征难以提取的问题,提出基于Chirplet稀疏表示提取早期微弱故障电弧时频信息的方法。首先,搭建含有电阻、电子负载以及逆变器负载的直流故障电弧实验平台,研究Chirplet稀疏表示对大电流... 针对光伏直流系统大电流等级下早期微弱故障电弧特征难以提取的问题,提出基于Chirplet稀疏表示提取早期微弱故障电弧时频信息的方法。首先,搭建含有电阻、电子负载以及逆变器负载的直流故障电弧实验平台,研究Chirplet稀疏表示对大电流等级不同系统拓扑下早期微弱故障电弧时频信息的提取效果;通过多策略改进的哈里斯鹰算法优化Chirplet时频原子字典的构成,以消除逆变器噪声对微弱电弧时频信息的强干扰,实现基于Chirplet稀疏表示的最佳检测特征构建,并通过实验数据验证大电流母线上的特征对于支路小电流生弧和铝电极材料生弧条件下微弱故障电弧检测的普适性;最后,基于K-means无监督分类器构建故障电弧的检测算法,检测结果表明,所提Chirplet稀疏表示特征的波形检出准确率为100%、平均检出时间为0.31 s,相较于现有方法的准确率平均提升48.22%、检出时间平均缩短1.9 s,并基于树莓派平台完成算法的硬件实现。 展开更多
关键词 直流故障电弧 大电流 稀疏表示 Chirplet函数 改进哈里斯鹰优化
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反正切分段直流电弧噪声模型参数辨识实验设计
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作者 尹振东 欧阳虹霞 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第7期112-117,共6页
精确构建直流电弧噪声模型对降低检测算法的研究成本具有重要意义。针对当前直流电弧噪声模型精度不足的问题,提出反正切分段直流电弧噪声模型及其参数辨识方法。该模型依托反正切机制,可灵活调控输出频谱分布形态。基于新型反馈混沌JAV... 精确构建直流电弧噪声模型对降低检测算法的研究成本具有重要意义。针对当前直流电弧噪声模型精度不足的问题,提出反正切分段直流电弧噪声模型及其参数辨识方法。该模型依托反正切机制,可灵活调控输出频谱分布形态。基于新型反馈混沌JAVA优化算法辨识所提模型参数,利用反馈学习机制引入了历史进化信息,有效增强种群的多样性。对比实验结果表明,所提电弧模型及其参数辨识算法的性能优于已有电弧模型及参数辨识算法。通过实施反正切分段直流电弧噪声建模和参数辨识实验,有助于培养学生工程实践能力与创新思维,提升实验教学质量。 展开更多
关键词 直流系统 电弧故障 电弧模型 人工智能 参数辨识
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直流配电系统串联电弧故障诊断教学实验设计
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作者 尹振东 欧阳虹霞 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第6期71-75,共5页
为了提升嵌入式课程实验教学内容与社会发展需求的契合度,设计了直流配电系统串联电弧故障诊断教学实验。首先,利用多小波变换将电弧电流分解为包含不同频率成分的小波分量,并从小波分量中提取小波能量、小波能量熵以及信息熵构成的高... 为了提升嵌入式课程实验教学内容与社会发展需求的契合度,设计了直流配电系统串联电弧故障诊断教学实验。首先,利用多小波变换将电弧电流分解为包含不同频率成分的小波分量,并从小波分量中提取小波能量、小波能量熵以及信息熵构成的高维特征向量;其次,基于量子布谷鸟优化算法实现故障特征的自适应选择,通过剔除高维特征向量中的冗余信息提升诊断速度与诊断准确度;最后,基于最优故障特征与随机森林分类器实现准确的电弧故障诊断。实验结果表明,诊断准确度为99.33%,诊断速度满足光伏直流电弧故障电路保护安全标准UL1699B的要求,证明了所提方法的有效性。将教师前沿科研成果融入实验教学可培养学生应用先进人工智能方法解决实际工程问题的能力。 展开更多
关键词 电弧故障 多小波变换 特征选择 嵌入式人工智能
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