基于高低势位隔离的输变电设备监测传感器实时能量供给关键问题研究

基本信息
批准号:51807095
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:王维
学科分类:
依托单位:南京师范大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:唐小波,孙毅超,居佳琪,羊树文,杨靖宇,朱忠斌
关键词:
多节点综合控制无线电能传输高低势位隔离实时线路取能监测传感器
结项摘要

With the continuous development of smart grid, the application of high voltage power perception is becoming more and more widespread. In order to ensure the long-term stable and effective work of the sensor network, and reduce the burden and cost of maintenance work, the problems of real-time power supply for multi sensor nodes need to be solved urgently. Aiming at solving the problems of current sensor energy supply technology, such as high environmental influence, poor reliability, difficult initial energy acquisition, and poor insulation of power supply, a real-time energy supply for monitoring sensors based on the high and low potential isolation is proposed. The precise model of magnetoelectric transformation of real-time line energy acquisition is studied, and the new energy harvesting structure with composite cores is explored, which can achieve great performances of enduring line current fluctuation, low startup and high saturation. From the perspective of further enhancing the wireless power transfer(WPT) distance and the receiving power level of loads, the mechanism of WPT under high loosely coupled conditions and its targeted optimization methods are studied, where the problem of parameters compatibility allocation of fusion system consisted of multilevel class E inverters and WPT system would be solved. On this basis, taking the changes of sensor impedance and cross coupling between nodes and off-line or reconfiguration, an optimal design method of dynamic impedance matching window and an integrated control strategy including balanced energy supply for multi-nodes and optimal frequency stability are proposed. The research of this project will provide a new solution for the reliable power supply of the power sensor network.

随着智能电网的不断发展,高压电力感知的应用日益广泛。为了保证传感网能够长期稳定有效工作,同时降低检修的强度与成本,多传感节点实时供电问题亟待解决。本项目针对当前传感器供电技术受环境影响大、可靠性差、初始能源获取难度高、高低势位间供电绝缘性差等问题,提出了一种基于高低势位隔离的监测传感器实时能量供给方法。通过研究实时线路取能的磁电变换精确模型并探索新型复合磁芯取能结构,可同时兼容线路电流波动、低启动、高饱和等特性;从进一步提升无线传输距离与负载能量接收水平的角度,研究高度松散耦合条件下无线供能传输规律及其针对性优化方法,解决多电平E类-无线融合系统的参数兼容性配置问题。在此基础上,考虑传感器阻抗变化、节点间交叉耦合影响以及离线或重组等动态充电过程,提出动态阻抗匹配窗口优化设计方法以及多节点均衡能量供给与最优频率稳定的综合控制策略。本项目的研究将为电力传感网的可靠供电提供新的解决思路。

项目摘要

课题针对高压杆塔侧的传感器供电技术受环境影响大、可靠性差、初始能源获取难度高、高低势位间供电绝缘性差等问题,提出了一种考虑高低势位隔离的监测传感器在线能量供给方法。通过建立单绕组实时线路取能的磁电变换分析模型,得到了影响取能外特性的本体参数优化配置方法,在此基础上提出了采用本征属性不同的复合磁芯优化拓扑,拓宽了耐一次电流波动的有效工作区间。通过建立磁谐振无线电能传输电磁场路模型与数值运算模型,得到了不同传输拓扑下单、双中继线圈的传输特性规律,并针对E类逆变器与无线电能传输系统的参数配置兼容性问题,探讨了不同线圈模式下的线圈参数、品质因数、耦合系数等关键参数的影响特性,揭示了E类-无线电能传输融合系统的参数配置约束条件。对110kV杆塔及其配套绝缘设备进行了三维等比例建模,验证了中继系统引入的可行性并探讨了中继系统的最佳引入位置。在杆塔侧,通过研究多接收线圈均衡能量供给与最优频率稳定控制策略,实现了多负载能量的有效分配。本课题的研究不仅解决了无线电能传输技术在中距离、多负载条件下的关键瓶颈问题,还可以为高压监测传感器在应用拓展方面所面临的可靠供电问题提供重要解决思路。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018
4

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

DOI:
发表时间:2020
5

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018

王维的其他基金

批准号:21176240
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:20606033
批准年份:2006
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20244004
批准年份:2002
资助金额:7.00
项目类别:专项基金项目
批准号:21334003
批准年份:2013
资助金额:280.00
项目类别:重点项目
批准号:41562009
批准年份:2015
资助金额:42.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21674052
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:20734001
批准年份:2007
资助金额:170.00
项目类别:重点项目
批准号:21807042
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81900752
批准年份:2019
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51506138
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20974057
批准年份:2009
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:20474033
批准年份:2004
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:51401224
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30871489
批准年份:2008
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:28700008
批准年份:1987
资助金额:4.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51375316
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:91334204
批准年份:2013
资助金额:300.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51602310
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11704265
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81671752
批准年份:2016
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:20874053
批准年份:2008
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:30940061
批准年份:2009
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81402379
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21076042
批准年份:2010
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:50902054
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39770233
批准年份:1997
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:20374030
批准年份:2003
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:51808209
批准年份:2018
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81400973
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30170283
批准年份:2001
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:81701625
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30600376
批准年份:2006
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21676042
批准年份:2016
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:11774020
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:41162004
批准年份:2011
资助金额:55.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81401227
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21274069
批准年份:2012
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:39870198
批准年份:1998
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:51708257
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11004005
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

基于标识传感融合的输变电设备信息感知与处理关键问题研究

批准号:51637004
批准年份:2016
负责人:何怡刚
学科分类:E0704
资助金额:265.00
项目类别:重点项目
2

基于状态评估的输变电设备检修决策理论研究

批准号:51107112
批准年份:2011
负责人:王慧芳
学科分类:E0704
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于大数据分析的输变电设备状态评估基础理论与方法

批准号:51477100
批准年份:2014
负责人:盛戈皞
学科分类:E0705
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

输变电设备运行状态无源智能传感关键技术

批准号:U1766220
批准年份:2017
负责人:郝艳捧
学科分类:E0705
资助金额:299.00
项目类别:联合基金项目