陈彬 作品数:40 被引量:170 H指数:9 供职机构: 三峡大学电气与新能源学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 湖北省自然科学基金 国家重点实验室开放基金 更多>> 相关领域: 电气工程 一般工业技术 电子电信 自动化与计算机技术 更多>>
基于响应面法的多绕组中频变压器绝缘结构优化设计 被引量:3 2023年 中频变压器功率密度高、体积小、绕组结构复杂、局部电应力强,变压器设计必须充分考虑电热应力裕量以保证可靠性。本文采用增加静电环和角环的方法对初级绕组端部区域的电场强度进行抑制;采用静电场有限元分析方法计算多绕组变压器的电场强度分布;结合灵敏度分析方法研究静电环和角环各个尺寸参数对电场强度的影响程度,确定最大电场强度的决定性影响因素;利用响应面法构建与电场强度相关的响应面函数,对变压器绝缘结构进行优化。结果表明:以一台50 kW、10 kHz多绕组中频变压器为例,通过上述响应面函数得到静电环和角环的最优尺寸,可以使短时工频耐压试验下的最大电场强度降低15.4%,额定运行工况下的最大电场强度降低17.5%,证明响应面法可应用于多绕组变压器绝缘结构的设计。 陈彬 陈彬 王帅兵 刘瑞勇 唐波关键词:多绕组变压器 响应面法 绝缘结构 基于改进自适应UKF算法的中压配电网鲁棒动态状态估计方法 被引量:9 2023年 针对中压配电网缺少实时量测、伪量测精度较低以及现有的动态状态估计(dynamic state estimation,DSE)方法均采用恒定系统处理状态过程噪声的问题,提出了一种基于改进自适应无迹卡尔曼滤波(unscented kalman filter,UKF)算法的中压配电网鲁棒DSE方法。首先,利用中压配电网变压器低压侧的智能电表量测和变压器模型,推导出等效中压量测以增强中压配网量测冗余度;然后,借鉴信号处理技术对系统状态过程噪声的协方差矩阵实时更新并融入UKF算法,以减轻状态预测和量测滤波的不确定性;最后,基于15节点中压配电网进行仿真。仿真结果表明:所提方法能够有效地进行中压配电网的动态状态估计,获取更为精确的态势感知信息。 田钧祥 陈铁 陈彬关键词:无迹卡尔曼滤波 中压配电网 动态状态估计 基于贝叶斯网络的拉线塔安全性评估方法 被引量:1 2024年 针对拉线塔安全性的影响因素众多,安全评估受主观性影响较大的问题,提出一种基于贝叶斯网络的输电拉线塔安全性评估方法。该方法根据故障树进行构建贝叶斯网络模型,利用拉线塔实际检测数据获取根节点故障状态及其概率,克服了根节点故障概率难以获取的问题。基于贝叶斯网络因果推理,实现拉线塔故障概率计算、致灾因子识别以及故障诊断,实现对拉线塔安全性的分析。通过实例分析表明:基于贝叶斯网络的拉线塔安全性评估方法克服了传统综合评价法主观性强的问题,评估结果与运行情况的一致性较强,可作为拉线塔安全评估的决策工具。 姜岚 曹芝滔 唐波 唐波 陈彬关键词:拉线塔 安全评估 故障树 贝叶斯网络 重要度 解析正Preisach磁滞模型的推导与修正 被引量:7 2023年 准确且快速地模拟软磁材料的磁滞特性是电机、变压器等电力设备电磁场仿真及其优化设计等工作可靠展开的基本前提。然而,经典Preisach磁滞模型因包含了复杂的双重积分运算而难以达到上述要求,而现有唯一的纯解析Preisach模型存在推导失误、无法通用等问题。为此,针对该解析Preisach模型的问题,推导正确的Everett函数解析表达式,并基于Preisach基本原理,分析在其基础上考虑可逆磁化分量的本质原因,继而提出首个正确且通用的解析正Preisach模型。将仿真结果与实测结果进行对比,验证所提模型的精度。 刘任 杜莹雪 李琳 陈彬 唐波关键词:软磁材料 磁滞特性 基于R-L型分数阶导数的动态解析逆Preisach模型 被引量:6 2023年 准确的变压器电磁暂态模型对保障电力变压器安全意义重大,其中更为重要的是对变压器铁芯部分的建模。然而,变压器铁芯的非线性磁滞特性及动态特性的模拟仍存在不精确,误差大等问题。为此,首先通过差分法改进静态解析正Preisach模型,构造一种更利于动态模型建立的静态解析逆Preisach模型;然后,在损耗统计理论、场分离技术以及分数阶导数理论的基础上,改进动态涡流场强分量,并与静态解析逆Preisach模型以及剩余损耗分量相结合,得到改进的动态解析逆Preisach磁滞模型,同时引入量子遗传算法对分数阶导数参数进行全局寻优。最后,将准确的动态解析逆Preisach模型在不同频率与不同最大磁密下与实验数据对比,结果表明,该模型的最大平均相对误差为5.857%,验证了该方法的有效性。 陈彬 陈彬 陈睿 唐波 唐波关键词:软磁材料 PREISACH模型 分数阶导数 量子遗传算法 参数辨识 基于时间序列的风电功率日前预测模型及其应用 被引量:2 2014年 风电场发电功率随风速的无序变化是电网无法大规模接纳风电的关键因素,准确地预测风电场输出功率对电力系统大量接入风电有重要意义。针对风电功率无序变化的特征,基于时序分析法分别建立了指数加权移动平均和一阶差分自回归滑动平均的风电功率日前预测模型,进而运用穷举搜索法确定了指数加权移动平均模型的最佳加权因子为0.7,并得到此模型的风电功率预测值。同时,通过样本自相关函数定阶和最小二乘估计的方法,求得一阶差分自回归滑动平均模型的风电功率预测值。结果表明,一阶差分自回归滑动平均模型的风电场功率预测值的均方根误差比指数加权移动平均模型低0.88%,相应的准确率和合格率较高,可见一阶差分自回归滑动平均模型更能提高风电功率的预测精度。 唐波 陈彬 瞿子航 彭友仙 李昱关键词:风电功率 均方根误差 大功率中频三相变压器绕组和铁芯谐波损耗模型 被引量:11 2022年 基于磁耦合三相双有源全桥DC/DC变换器的固态变压器适合于大功率应用场合,精确预估其核心磁性元件—大功率中频三相变压器在非正弦电压激励下的绕组与铁芯损耗,研究不同工作模态、不同绕组联接方式下变压器损耗的变化趋势,对于固态变压器精细化设计至关重要。在对隔离式三相双有源全桥DC-DC变换器工作原理进行分析的基础上,建立Y-Y、Y-Δ和Δ-Δ型绕组联接方式下变换器的等效电路模型和相量图,采用基波分析方法推导出中频三相变压器绕组非正弦电流的谐波计算表达式,考虑各阶次谐波频率下集肤效应和邻近效应对交流电阻的影响,实现绕组损耗的计算。结合不同绕组联接方式下电压波形和移相控制方式,推导出六电平阶梯波和三电平阶梯波电压激励下的分段线性磁密波形表达式,结合各种修正的Steinmetz经验公式的简化解析计算式,计算出不同移相角下的铁芯损耗。针对5 kHz/15 kW纳米晶合金铁芯中频三相变压器模型,将该方法的计算结果与有限元仿真和实验测量结果对比,验证了该方法的有效性。 陈彬 陈彬 梁旭 唐波 唐波关键词:铁芯损耗 绕组损耗 非正弦波 覆冰舞动下500 kV猫头铁塔损伤分析及改造技术 被引量:2 2020年 500 kV猫头塔在中国超高压输电网系统中发挥着重要的作用,但其在覆冰舞动条件下的倒塌事故频繁发生。针对覆冰舞动条件下输电铁塔杆件内力的准确计算问题,首先引入超静定结构的概念,提出了一种基于n次超静定结构的杆塔内力求解方法;然后根据导地线参数推导出了覆冰舞动条件下挂线点的受力情况;最后基于铁塔桁架结构和载荷分布的对称性,将全塔模型简化为1/4模型进行内力计算,并对螺栓组的连接强度进行校验。以500 kV宜兴Ⅰ回线路141#为例,对新方法的计算准确性进行验证。结果表明:内力计算值与仿真值之间的偏差均小于10%;采用新方法能够实现薄弱点的准确定位,并对薄弱点周围的螺栓组采取补强措施。研究结果对今后的舞动区铁塔设计和改造具有一定的指导意义。 陈彬 陈彬 詹东博 石青松 李勃铖 张楠关键词:内力计算 一种考虑高频涡流效应的绕组损耗半解析计算方法 本发明属于电感器设计领域,特别涉及考虑高频涡流效应的绕组损耗的半解析计算方法。包括:得出处于均匀时谐磁场中单根孤立圆形导线的复磁导率表达式;计算多匝圆形导线线圈的均质化的复磁导率;通过引入与趋肤效应对应的阻抗,计及考虑趋... 李琳 陈彬纳米晶铁心中频变压器磁-结构场耦合数值模拟 被引量:2 2024年 中频变压器是高压大容量直流变换器的核心元件,但高频率、高功率密度会导致变压器振动噪声加剧。为了精确模拟中频变压器的铁心振动特性,文中建立了中频变压器三维瞬态磁—结构场耦合分析计算模型,利用有限元法计算空载条件下铁心振动加速度和位移。结合纳米晶卷形铁心层合结构的特点,按照横观各向同性对纳米晶铁心的力学材料特性参数进行计算和赋值。搭建了壳式和芯式两种不同铁心拓扑结构的中频变压器仿真模型和实物模型,通过仿真和实验系统性地研究了气隙结构、铁心拓扑结构对中频变压器振动的影响。通过理论计算和实验结果的比较证实:铁心气隙表面处的麦克斯韦力是振动的主要原因,壳式中频变压器的最大麦克斯韦力密度(25257 N/m^(2))大于芯式中频变压器(20936 N/m^(2));壳式铁心的最大加速度(40 m/s^(2))大于芯式铁心(30 m/s^(2))且数值模拟的误差在10%以内。 陈彬 陈彬 李学宝 万妮娜 唐波关键词:中频变压器 铁心振动 磁致伸缩 振动加速度