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二线圈无线电能传输系统的馈电方式分析与实验验证被引量：1: 2017年; 二线圈无线电能传输系统有串联馈电和并联馈电两种馈电方式。为了研究不同馈电方式时系统的性能,对两种不同馈电方式的二线圈无线电能传输系统构建集总等效电路,并推导系统正向传输参数S21和效率的计算方法,以分析系统功率传输能力和效率。针对一对无线电能传输线圈实体结构,分别构建采用两种不同馈电方式时的系统部分元等效模型,计算两种馈电方式下的系统功率传输能力和效率,结果与集总参数电路模型的分析结果具有较好的一致性。最后,设计了二线圈无线电能传输系统的实验平台,所得实验结果与理论分析和部分元模型计算结果相吻合,验证了理论分析的正确性。; 李琳李然; 关键词：无线电能传输馈电方式

一种开路形式的永磁饱和型故障电流限制器的温度场稳态分析被引量：1: 2018年; 永磁饱和型故障电流限制器(PMFCL)具有结构简单、损耗小和运行成本低的特点,具有良好的应用前景。永磁体在高温下会失磁,因此开展PMFCL温度场的计算分析有重要的实际意义。针对一种直线型的PMFCL结构,使用有限元软件进行磁场分析得出铁心在一个周期内的磁感应强度随时间变化的B-t曲线,再根据铁心的B-P曲线计算其损耗,并考虑永磁体的损耗,分析线路正常工作状态和故障状态保持持续的极端情况下永磁饱和型故障电流限制器的稳态温度场,仿真结果发现该新型的限流器的永磁体在线路正常工作状态和故障状态下均处于未失效的磁性状态的温度范围内,从而处于两个稳态中间的故障过渡过程中PMFCL的永磁体满足设计的温度和磁性性能要求,验证了此PMFCL具有很好的磁场热稳定性。; 李琳王川陵; 关键词：故障电流限制器铁心温度场磁稳定性

含次同步分量下变压器时间周期有限元的Parareal求解模型被引量：6: 2020年; 针对时间周期有限元在含有次同步频率分量系统的计算中存在迭代矩阵阶数大、计算时间长等问题,将Parareal算法应用在该问题求解中以提高求解效率。首先,介绍经典Parareal算法,提出一种求解非齐次微分方程的改进方案,并对改进方案的收敛性进行分析。其次,应用定点法建立场路耦合时域有限元方程,设计应用改进Parareal算法的求解方案,讨论求解过程中计算周期、求解器设置和初值计算问题。通过实验验证了该基于Parareal的时间周期有限元算法的适用性和准确性,并通过算例对比验证了算法的效率。; 孙佳安李琳; 关键词：并行计算收敛性分析

定点时间周期有限元法及其在变压器直流偏磁特性分析中的应用被引量：7: 2017年; 根据稳态激励下电磁场场量周期性变化的特点,以矢量磁位和激磁电流为未知量,利用场路耦合的时间周期有限元法对变压器直流偏磁问题进行研究。采用能量法确定2D磁系统等效厚度,结合局部收敛的固定点法,选择合适的收敛因子及方程初值,有效地提高了基于场路耦合的时间周期有限元法方程的计算精度和计算效率。针对叠片铁心模型进行了不同条件下直流偏置的实验和计算,计算结果和测量结果基本吻合,验证了该方法在变压器直流偏磁计算中的适用性。通过人为增大电阻,设置补偿电压,为变压器在直流偏磁计算中因内阻小,电感变化剧烈而引起的不稳定问题提供了一个解决思路。; 王帅兵李琳赵小军谢裕清蔡林海; 关键词：直流偏磁场路耦合

高压并联电容器用放电线圈瞬态特性研究被引量：4: 2015年; 为了深入研究影响高压并联电容器用放电线圈放电速度和饱和速度的因素,提出一种电路与磁路时域耦合的计算方法,考虑到铁心材料的非线性饱和特性,建立电容器组与放电线圈串联的放电电路的计算模型,以反映外部电路元件的时域特性及放电线圈内部磁通链的耦合关系。在多台不同规格的放电线圈上,进行电容器组残压释放瞬态过程的仿真计算与试验研究,计算结果和试验结果基本吻合,表明所提计算方法能够有效地应用于高压并联电容器放电线圈瞬态特性的研究。通过计算研究了高压并联电容器放电线圈电气和结构参数对其饱和速度、放电速度及振荡电路第一个负半波的峰值电压产生的影响,为放电线圈的参数优化提出建议。; 王帅兵李琳刘刚金涌涛周国良; 关键词：并联电容器过电压放电线圈瞬态特性

统一潮流控制器中串联耦合变压器特性及仿真模型研究被引量：9: 2017年; 根据UPFC系统中串联耦合变压器的功能,分析了其特殊的工作方式和特点,并给出了220 k V输电线路中串联耦合变压器的一种壳式结构方案。根据串联耦合变压器铁芯和绕组的空间几何结构,采用电路与磁路的对偶原理,将磁路模型转化为电路模型。考虑到硅钢片的非线性饱和特性,采用复数磁导率计及涡流效应,以非线性电感和电阻来等效硅钢片,分析了频率和磁导率对硅钢片等效参数的影响。基于磁路法提取漏感参数,建立了串联耦合变压器的仿真电路模型。在低压物理样机上进行空载合闸和三相不对称直流偏磁的试验与仿真计算,测量结果与计算结果基本吻合,表明了所建模型适用于串联耦合变压器暂态模拟与不对称直流偏磁特性的分析。; 王帅兵李琳谢裕清赵国亮; 关键词：UPFC 对偶原理涡流效应

基于本征正交分解的换流变压器极性反转电场降阶模型被引量：6: 2016年; 为了解决在求解换流变压器极性反转瞬态电场过程中计算时间过长,占用存储空间过大的问题,该文基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方法构建了求解换流变压器极性反转瞬态电场的低阶有限元模型。首先,应用传统伽辽金有限元法计算部分时刻的场域电位组成样本数据,并对样本数据组成的矩阵进行特征值分解得到一组POD正交基,最后通过生成的POD正交基构建准静态电场方程的降阶模型。应用所提出的POD降阶模型,分析了一台?500k V换流变压器在极性反转情况下绕组端部电场随时间的变化情况。计算结果表明:POD降阶模型的计算结果与全阶模型(传统伽辽金有限元模型)的计算结果较吻合,验证了POD降阶模型的准确性。同时,应用降阶模型计算换流变压器瞬态电场的计算时间远小于全阶模型的计算时间,说明了降阶模型的高效性。; 谢裕清李琳; 关键词：换流变压器本征正交分解降阶模型瞬态电场

瞬态Navier-Stokes方程的最小二乘有限元降阶计算方法被引量：2: 2017年; 为了解决在应用数值算法计算瞬态流体方程以分析流体运动特征时,方程的自由度过大,所耗用计算资源较多的问题,提出了一种求解瞬态不可压缩流体问题的降阶计算方法。该方法首先应用最小二乘有限元法计算部分时刻流场的解构成瞬像矩阵,然后对瞬像矩阵进行特征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)提取流场的特征函数,最后结合Galerkin正交投影方法构建求解瞬态Navier-Stokes方程的降阶计算模型。应用降阶计算方法对顶盖驱动流模型进行分析,计算结果表明:前9阶POD正交基可以捕获流场超过99%的广义能量信息,能够比较精确地描述流场的主要物理特征,所构造的降阶模型方程的自由度远小于全阶模型方程的自由度;降阶模型的计算结果与全阶模型的计算结果符合得很好,验证了降阶计算方法的准确性。; 谢裕清李琳王帅兵; 关键词：NAVIER-STOKES方程降阶模型

油浸式电力变压器饼式绕组温升的影响因素分析被引量：20: 2016年; 对油浸式电力变压器饼式绕组的油流流速及温度分布特征进行了研究,同时分析了水平油道宽度等参数对油道油流流速及绕组温升的影响。以1台容量为321.1 MV·A的油浸式换流变压器网侧绕组结构为原型,建立了绕组温升的物理计算模型。结合变压器设计原理设置不同的油道参数,计算了绕组油道油流流速以及温度的分布情况,分析了入口油流速度、水平油道宽度、饼式绕组分区数量以及导线匝间绝缘厚度等参数对油道油流流速及绕组温升的影响。结果表明:饼式绕组热点位置位于最后一个分区中心线饼附近;不同的入口油流流速、水平油道宽度及饼式绕组分区数将影响水平油道中的油流速度分布,进一步影响绕组的温度分布及热点温升;导线匝间绝缘厚度对油流速度分布没有影响,但对绕组的温升有一定的影响。; 李琳谢裕清刘刚王帅兵; 关键词：温升电力变压器

油浸式电力变压器绕组温升的多物理场耦合计算方法被引量：53: 2016年; 为了研究油浸式电力变压器运行过程中绕组温度的分布特性,该文提出了一种计算绕组温升的多物理场耦合有限元计算方法。应用最小二乘有限元法求解油流的流场控制方程,获得速度分布。建立油流与绕组耦合传热问题的统一温度场控制方程,应用迎风有限元法对场域的温度分布进行求解,其中流体及固体间的传热分界面条件能够自动满足。考虑温度对于场域媒质物性参数以及绕组焦耳损耗的影响,将流场与温度场方程通过顺序迭代求解,获得整体场域的最终温度分布。运用该多物理场耦合有限元计算方法对一个油浸式变压器绕组模型进行了分析,并与Fluent软件的计算结果进行了对比。计算结果表明:该文提出的多物理场耦合有限元计算方法与Fluent软件计算的流场分布基本一致,绕组温度分布与Fluent软件的计算结果相比误差小于1K,验证了计算方法的有效性。同时,与经典伽辽金有限元法计算场域温度分布相比,迎风有限元法能够有效地抑制解的非物理振荡,提高了计算方法的稳定性。; 谢裕清李琳宋雅吾王帅兵; 关键词：油浸式电力变压器流场绕组温升

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国家自然科学基金(51277064)

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