mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
级联式储能系统中电池自均衡控制策略研究

针对独立电池供电的组合级联式储能系统中电池SOC不均衡问题,基于特征谐波消除PWM方法提出了一种新的差异化充放电控制策略。当检测到各电池SOC不均衡时,采用差异化充放电控制使各电池SOC趋于一致;当电池SOC达到均衡时,切换到同步充放电的移相SPWM控制。该方法提高了整个组合级联式储能系统的可用率和储能系统的有效容量,改善了储能系统的电能质量。文中推导了差异化充放电控制方法的原理,给出了切换条件。在PSCAD/EMTDC中建立了组合级联式储能系统模型,验证所提出的电池自均衡控制策略的有效性。
电动汽车与分布式电源协同有序控制研究

本文提出一种基于分层控制的有序充电控制架构,能够与传统电网控制架构融合的基础上,实现配电网范围内电动汽车和分布式可再生电源的协同有序控制。协同控制系统分为两层:配电网控制系统和站级控制系统。配电网控制系统以配电变压器处负荷方差最小为目标,以电动汽车总充电能量需求,充电功率为约束进行有序调度,并把调度计划上传给电网调度中心,以安排发电机出力;站级系统以实际充电曲线与调度指令误差最小为目标,以单台电动汽车和换电电池的充电电量需求为约束,进行实时有序充电控制。以北京市某地区实际数据为例,验证了协同控制系统的合理性和准确性。
基于PSCAD/EMTDC的双电池储能系统协调运行特性分析

本文提出了适用于新能源接入场景的双电池储能主电路结构,给出了双电池储能A、B单元单独承担充电或放电任务的运行工作原理,建立了双电池储能按照给定功率运行的数学模型,Buck-Boost电路采用了定周期比较策略实现双电池储能单元所给定参考功率的传输,变流器VSC采用精确反馈线性化控制策略实现直流侧电压恒定和给定无功的传输; 最后基于PSCAD/EMTDC搭建的仿真平台对所提出的主电路结构的合理性及双电池储能按照给定充放电循环深度运行的协调控制策略的有效性进行验证。
有源滤波输出限幅的需求分析和实现策略

本文详细分析了有源电力滤波器需要限幅输出的三种情况,即指令电流超出装置容量、IGBT结温过高、超出直流侧电压利用范围。在限幅需求的基础上,结合典型低压谐波源特性,提出了最优限幅策略,设定补偿优先级,优先补偿主要频次谐波分量,并进行了仿真分析。最后,搭建了65KVA三相三线APF实验平台,验证了所述方法的有效性。
SVPWM的基本原理与应用仿真

文章首先详细分析了空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的工作原理及具体实现算法,并结合该算法在Matlab/Simulink上利用三相电压型PWM整流器对高因数整流及母线电压控制等进行了仿真,最后给出了仿真结果,仿真结果表明该控制方法具有较强的实用性和准确性。
基于VSC-HVDC海上串联拓扑风电场低电压穿越控制策略研究

本文提出了一种在海上柔性直流输电中,直驱永磁同步风力发电机串联拓扑风电场在电网电压跌落期间的一种协调控制策略。机组在低电压穿越期间采取机侧变流器控直流侧母线电压以及在发电机输出端饱和时进行弱磁控制,网侧岸上MMC换流站向大电网输送无功功率,以维持总直流电压稳定。并对每台机组的叶桨距角进行协调控制,有效的对多台机组的转速进行调节,在整个风场系统在安全稳定的情况下储存更多的风能,最终实现在电网电压故障期间的低电压穿越。仿真表明该方案使系统在电网电压跌落期间整体运行效果稳定,并可很好的实现对多机组转速的协调控制,在工程上有一定的应用参考价值。
一种并网逆变器无交流电压传感器控制策略研究

针对配电电压波动较大等问题,研究了一种基于正交滤波器的并网逆变器无交流电压传感器控制策略。首先利用二阶广义积分器对特定频率交流信号的无差跟随特性构成正交滤波器,然后使用该正交滤波器构建三相并网逆变器的电压观测器,在两相静止坐标系下直接对电网电压进行观测,结合三相并网逆变器在两相静止坐标系下的PR控制,实现逆变器在无交流电压传感器条件下的运行控制。该策略能够避免传统虚拟磁链观测中的积分饱和、初值敏感、静态误差等问题。通过仿真与实验验证了所提出策略的有效性。
交流传动系统的混合型逆变器控制技术研究

混合型逆变器由大容量低开关频率和小容量高开关频率的两个逆变模块并联组成。本文以混合型逆变器驱动的三相感应电机调速系统为对象,建立了混合型逆变器在同步坐标系下的数学模型,并与电机矢量控制相结合,研究了混合型逆变器的电流跟踪控制策略。仿真和实验结果表明,从逆变器实现了对部分负载电流、主逆变器产生的谐波电流和逆变器间零序环流的有效跟踪控制,使得混合型逆变器的容量得到灵活配置,电机侧谐波电流含量大大降低,而且传动系统具有较好的动态控制性能。
基于集成OS-ELM的暂态稳定评估方法

针对现有基于模式识别的暂态评估方法无法在线学习的不足,本文研究了一种基于集成在线序贯极限学习机(OS-ELM)的暂态稳定评估方法。首先,使用基于增量式学习的OS-ELM作为弱分类器,然后采用在线Boosting算法进行集成进一步提高评估模型的稳定性和泛化能力,实现评估模型的在线更新。基于新英格兰39节点系统的算例结果验证了所提方法的有效性。
基于成本-收益的微网分布式能源优化配置

采用时序性聚类分析法将气象数据划分为合适的场景数,依据各场景气象数据在箱线图中的分布状况拟合相应的数学函数来确定各场景24h气象数值,以精简数据、减少计算量、保持优化结果的客观性。以寿命周期内各类微电源的投资和安装费用、运行和维护费用、废弃后拆卸和治污费用、排污惩罚费用、燃料费用、停电赔偿费用以及能量过剩惩罚费用为基础,建立微网成本数学模型;以分布式能源发电的碳贸易收益、并网收益、环保收益为基础,建立微网收益数学模型;通过对微网成本和收益的整合,建立微网孤网的水平年静态成本-收益数学模型。在计及能量过剩及缺额的孤网能量控制策略下,利用遗传算法优化孤网的容量配置,并通过算例验证了模型和算法的合理性。
基于电流滞环型调制的模块化多电平变换器容错策略研究

模块化多电平变换器(MMC)是电压源型变换器(VSC)的一种新型的拓扑结构。其子模块故障保护问题,是业内拓扑研究的难点之一。针对这个问题,本文提出一种子模块故障容错策略。实时监测变换器逆变侧输出电流与给定电流的误差以及负载侧两端电压,从而决定逆变侧输出电压,使得输出电流快速、高效地跟踪给定电流。当监测出变换器出现子模块故障时,切除该子模块并且对输出电压进行重构,保证上、下桥臂不会出现过流现象,系统平稳运行直到故障修复。另外,建立虚拟子模块,将其循环映射到实际子模块的驱动信号中,从而实现子模块电容电压均衡。这种控制策略简单可靠、鲁棒性强,易于工程实现。本文通过仿真和实验验证了所提方法的正确性和有效性。
嵌入式数字有源EMI控制的弧焊逆变电源

数字化高频弧焊逆变电源以其效率高、体积小、易于控制等优点在焊接方面得到广泛应用,但随着弧焊逆变电源高频化的发展,产生的传导EMI也越来越严重,尤其是共模传导EMI。本文基于数字有源EMI滤波(DAEF)控制,提出了一种降低弧焊逆变电源共模传导EMI的方法,该方法通过采样检测EMI信号、数字化补偿控制、DAC输出并注入,形成闭环EMI控制,其EMI控制可嵌入弧焊电源原有控制器资源中节约控制成本,因不在主电路中串接器件,从根本上解决了EMI滤波器体积和功耗大的问题。本文对带有DAEF的逆变弧焊电源系统进行设计、建模及补偿控制,仿真分析了基于DAEF控制的弧焊逆变电源系统在稳定性和动态性能方面的优势。最后,实验结果证明了所提出方法在减小弧焊电源传导EMI发射、提高其动态性能方面的优势。
输出本安Buck-Boost变换器的最危险输出短路放电工况研究

为得出Buck-Boost变换器最危险的输出短路放电工况,依据其输出短路火花放电曲线,深入研究了负载电阻、输入电压等参数对输出短路放电能量的影响。考虑到实际的参数取值范围,指出当负载电阻R_L小于给定电感L对应的临界电阻R_(LC)时,输出短路火花放电能量是关于R_L的凹函数,且随输入电压的减小而增大;当R_L>R_(LC)时,放电能量与输入电压无关,但随RL的增加而增大。并得出Buck-Boost变换器存在一特征电感L_T,当L>L_T时,其最危险工况为:负载电阻和输入电压最小;而在L
集成滤波电抗绕组变压器数学模型

集成滤波电抗绕组利用特殊的绕组排布设计方式,将滤波装置的空心电抗器集成于变压器绕组,目的在于精简装备个数,减小装备占地面积,在舰船供电系统、城市预装式变电站等谐波含量高,电气装备占地面积有限的场合具有广泛的应用前景。集成滤波电抗绕组作为变压器中的特殊结构绕组与其他正常供电绕组共同构成统一的绕组结构。本文给出了集成滤波电抗绕组变压器的基波电路模型与谐波电路模型,并基于多绕组变压器自感与互感的电压方程,推导各绕组基波电流与谐波电流计算公式;通过基波电流与谐波电流相加得到集成滤波电抗绕组变压器的数学模型。以某300kVA集成滤波电抗绕组舰船整流变压器样机及滤波系统为实验对象,通过对比变压器数学模型计算数据与实测数据,验证了本文数学模型的正确性。
激光触发真空开关极性配置特性的研究

简单介绍了激光触发真空开关(Laser Triggered Vacuum Switch--LTVS)的基本结构和工作原理,对初始等离子体的产生和扩展所涉及的物理过程进行详细地分析,并对其工作在不同的极性配置方式下开展了一系列实验。主要研究LTVS在不同极性配置方式下的导通时延大小及其分散性的关系,从而为LTVS的结构优化设计提供理论依据。实验验证了LTVS在正极性配置下的工作可靠性高、时延小,当工作在正极性配置下,有利于阴极斑点的形成,减小导通时延及其分散性,提高其可靠性,说明了等离子体的扩展过程实际上是近阴极区等离子体鞘层的增长过程。
基于小波包变换及RBF神经网络的继电器寿命预测

继电器的性能参数时序值为非平稳时间序列,为了对其工作寿命进行准确预测,本文对小波包变换原理进行了改进,利用改进的小波包变换将具有非平稳特征的继电器超程时间径流序列进行分解,使其平稳项和随机项分离,对平稳项采用传统的AR模型进行预测,对于随机项则建立基于相空间重构的RBF(径向基函数)神经网络预测模型进行预测,最后通过小波包重构方法对两种模型预测结果进行重构,实现对原始非平稳径流序列的预测。该方法通过实例验证具有较高的精度,是一种可行的方法。
高降压比LLC谐振型直流变压器

LLC谐振变换器是一种实用的软开关直流变换器,可在全负载范围内实现软开关。本文针对高压输入低压输出的高降压比场合,研究分析了变压器副边漏感对LLC谐振变换器增益的影响规律,提出了提高LLC谐振变压器外特性和效率的方法。针对高降压比变换需求,提出采用共用开关网络的多变压器PSSP拓扑结构有助于减小谐振漏感提高变压器外特性,分析了变压器参数差异对于均流的影响。论文给出了LLC谐振型软开关直流变压器的设计方法和调试方法,研制了一台250W原理样机。
交流电机端口特性的数字化实现方法

针对电机驱动器的性能测试和考核需求,提出了一种可模拟交流电机端口特性的电力电子负载模拟系统,取代了传统交流传动平台对各类电机供电电源进行测试。本文首先分别建立异步电机和同步电机的动态数学模型,采用Adams数值法,获得电机实际接入时的电流状态。鉴于电机动态变化时,其电流波形存在非重复性的暂态过渡分量,故采用PI控制器控制功率变换器的输入电流准确跟踪指令电流,使变换器具有与实际电机相同的端口特性。对异步电机的空载启动,突加负载以及同步电机的闭环启动等典型工况进行了模拟,仿真和实验结果表明,该负载模拟系统能够灵活高效的模拟交流电机的端口特性,验证了本方案的有效性。
两自由度直驱感应电机电磁场分析和特性计算

能够做直线、旋转或螺旋运动的两自由度驱动器在机械工具和机器人等领域有可观的应用价值。本文提出一种具有新型结构的两自由度直驱感应电机并针对该电机镀铜铁磁空心动子特殊结构及多运动形式加剧转子电磁场分析的复杂性,采用简化三维电磁场分析的等效平板模型,利用Maxwell方程组建立电机三维电磁场约束方程并求解气隙、转子铜层和钢层的电磁场量;利用电磁场计算结果和介质表面阻抗的概念计算电机转子参数,采用等效复数磁导率考虑铁磁材料非线性磁化影响。对比分析电机等效电路模型和有限元模型的特性计算结果,表明所述两自由度电机等效电路的合理性以及采用等效平板模型简化分析的可行性。
电网不平衡情况下并网逆变器控制策略综述

在电网电压不平衡情况下,并网逆变器的输出有功功率和电流将存在二次脉动和畸变。为了提高电网不平衡时并网逆变器并网电流质量,有效降低并网逆变器对电网的冲击,研究不平衡电网情况下并网逆变器控制策略成为了迫切的需求。根据不同控制目标,从并网同步算法、正负序分离、电流跟踪控制、谐波补偿和滤波器技术等方面对现有并网逆变器控制策略进行综述。最后,对不平衡电网情况下并网逆变器发展趋势进行探讨。
基于三维分形接触电阻模型的粗糙表面多物理场耦合分析

基于分形理论,采用Weierstrass-Mandelbrot分形函数建立了三维粗糙表面的接触电阻模型。该模型充分考虑了接触斑点的随机分布特性以及斑点之间的相互作用关系。通过仿真结果与试验数据的对比,验证了模型的有效性。利用该模型分析了电气设备粗糙表面接触区域复杂的多物理场耦合问题,以及分形特征参数对粗糙表面形貌、接触荷载以及接触面积的影响。研究表明,该模型能够全面反映粗糙表面的三维形貌特征。在该模型的基础上,更直观的分析了粗糙表面接触区域的热、电以及力学特性,为电气设备电接触状态的科学评估提供了理论基础。
Research on Single-Pulse Control of Traction PMSM in High Speed Train Based on Co-Simulation Model

One of important methods to save energy in high speed train is replacing the induction traction motors with PM synchronous motors (PMSMs). Compared with the induction motors (IMs), the PMSMs are more sensitive to the temperature rise and harmonics of magnetic field, which are deeply influenced by the switching frequency limited by the converter loss in practice. In this paper, a co-simulation models combining the finite element (FE) motor model and control system are established, which are much accurate due to considering nonlinearity of magnetic circuit. Based on these models, the system is simulated under the single-pulse control and SVPWM with different switching frequencies control. The performances including speed, back-EMF, torque and power loss are compared and analyzed.
基于电磁场数值计算的变频供电感应电机耦合电容与轴电压的分析

PWM变频供电驱动电机系统共模电压在电机耦合电容作用下会在轴承上产生轴电压和轴电流,影响电机的安全运行。对电机耦合电容的准确计算有助于合理预测轴电压的大小。本文在分析驱动系统共模模型基础上,建立了电机耦合电容计算的有限元分析模型,求得电容参数。比较了二维和三维有限元下电容计算结果,指出绕组端部对定子绕组与转子间耦合电容C_(wr)有较大的影响,计及端部时得到的电容C_(wr)更接近实测结果。采用定子绕组电磁散线计算模型可以大大提高定子绕组与铁心间电容C_(wf)计算精度。在不同电机端部结构参数下进行分析计算,发现定子绕组端部伸直部分长度和鼠笼端环的轴向长度是影响电容C_(wr)的两个主要参数。对变频供电下的感应电动机进行三维瞬态电场有限元分析,表明轴电压为共模电压的镜像,证明了电容分析模型是有效的。
舵机用永磁同步电机的设计与温度场分析

针对舵机用大功率永磁同步电机转动惯量低、功率密度高、短时工作制的特点,对定子绕组形式和槽极数配合做了较为合理的选择,确定了电机基本尺寸。电机电磁场有限元分析结果表明,电机具有较高的电气性能。由于电机功率密度高,电磁有效部位细长,电机转速较高,电机温升问题突出。根据传热学理论,建立了永磁同步电机三维瞬态温度场求解模型,确定了表面散热系数。通过有限元分析得到了电机定子绕组铜耗、定子铁心铁耗以及永磁体和转子护套内的涡流损耗。将定子槽内和端部处导线分别等效成若干个导热体、分布排列,得到了更加符合实际情况的电机三维瞬态温度分布结果。试验结果表明设计方案合理。
基于最小电压矢量偏差的永磁同步电机直接转矩控制

永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)具有结构简单,动态性能良好以及对电机参数鲁棒性强等优点,但是却存在转矩和磁链波动较大等不足。本文通过分析永磁同步电机转矩和磁链变化规律,提出一种仍采用单电压矢量并能够降低转矩和定子磁链波动的DTC方法。该方法根据转矩和磁链控制要求计算参考电压,并以参考电压矢量为目标,选择与之偏差最小的输出电压矢量作用于电机,抑制了转矩和磁链波动。实验和仿真结果证明了所提方法的有效性。
Rotor Position Estimation for Switched Reluctance Motor with Searching Coils

A new indirect rotor position estimation method for 12/8 switched reluctance motor (SRM) is presented in this paper. In this method, searching coils are wounded on stator teeth together with main coils. The structure of searching coils is able to reduce the induced voltages caused by main coils. Parameter design of it is also discussed. By applying high frequency voltage to searching coils, the rotor position can be derived from induced sample voltage signals. Searching coils are isolated from main coils, thus high frequency signal can be injected from standstill to high speed. Therefore, the proposed method can operate in a wide speed range. The method is implemented on a 12/8 SRM. Simulation and experimental results demonstrate the validity of this method.
Multi-Physical Field Analysis and Drive System Design of High-Speed Claw Pole Motor with Outer Permanent Magnetic Rotor

In view of high frequency power and high speed rotation, many problems of high speed motor are more serious than conventional one, such as electromagnetic field, stress field, rotor-dynamics and drive system. Based on a claw pole motor with outer permanent magnetic rotor, the theoretic analysis of outer rotor stress at high speed is deduced, and the verification is achieved by finite element method. Because high speed rotor design should be investigated based on the dynamic properties analysis, the rotor dynamics and comparison results by finite element method are given and analyzed. In addition, a senseless drive system is simulated, and the experiment research of high-speed motor is carried out, the feasibility of the developed drive system has been verified by experimentation.
FEA-Based Design and Comparative Study of Axial Flux Permanent Magnet Machines with Various Topologies

This paper aims to provide design concepts of axial flux permanent magnet(AFPM) machines in specific situations. Due to the unique profile constraints, some dimensions such as magnet radial length and axial thickness, as well as stator tooth tip thickness are parametrically investigated. Three unique configurations of AFPM machine are proposed, including the axial flux internal rotor (AFIR) machine with single rotor sandwiched between two stators, and the TORUS-NN and the TORUS-NS machines with single stator sandwiched between two rotors. Electromagnetic performance as well as stator vibration modes are compared. Both theoretical analysis and three-dimensional(3-D) finite element analysis (FEA) are made to verify the optimization.
新型外转子Halbach永磁阵列定子无铁心电机设计与分析

具有气隙磁密正弦、磁密高等优点的halbach阵列永磁外转子电机应用于飞轮储能系统的电动/发电机可以有效提升系统集成度,简化系统结构,提高系统功率密度。本文研究分析新型外转子halbach永磁阵列定子无铁心电机的转子结构和定子绕组设计方法;通过有限元方法分析了磁场分布和定子绕组损耗;研究定子绕组区域磁场分布变化特征,采用每匝绕组线圈内部导体换位技术有效抑制线圈导体内部之间的环流;最后,通过场路耦合方法分析定子绕组电流对转子永磁体涡流损耗影响。本文优化设计的200kW外转子halbach永磁阵列定子无铁心电机的机电能量转化效率高达99%以上。
基于V/V牵引变压器的同相供电系统电能质量混合补偿研究

为了综合补偿V/V同相牵引供电系统中的谐波、无功和负序等电能质量问题,提出了一种基于磁控静止无功补偿器(MSVC)和综合电能质量补偿器(HPQC)的电能质量混合补偿方法。通过协同控制MSVC和HPQC使得HPQC的直流电压最小,从而达到完全补偿无功、负序条件下,HPQC有源容量最小。再利用无源滤波器和HPQC有源滤波共同滤除系统中的谐波,实现对系统的负序、无功和谐波的综合补偿。另外还分析了混合补偿系统的负序、无功和谐波电流的实时检测方法,提出了HPQC和MSVC的协同控制策略,使得整个系统响应速度满足补偿要求。与传统有源补偿设备相比,降低了有源部分的补偿容量和直流电压,降低了补偿成本。仿真和实验结果验证了本文提出的混合补偿方法的有效性和可行性。
基于二次型Buck PFC变换器的无频闪无变压器LED驱动电源

提出了一种基于二次型Buck功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器的无频闪无变压器LED驱动电源,分析了其工作原理和工作特性。它由共用一个开关管的两个Buck变换器级联构成,其中前级Buck变换器实现PFC功能,后级Buck变换器调节LED电流。该电源无需使用高降压比的变压器也可以驱动低正向导通电压的LED,它只使用一个控制器不仅实现了PFC功能,而且极大的降低了流过LED的二倍工频电流纹波,从而实现无频闪。最后通过7W的实验样机验证了理论分析的正确性。
零序分布参数的单相接地故障精确定位研究

针对中性点不接地电网的单相接地故障测距问题,提出了基于故障后分布参数线路零序特征的测距方法。该方法考虑故障后零序电压、零序电流的沿线分布特征,分析零序特征作为中性点不接地系统单相接地故障点测量判据的适用性与可行性,并建立了零序特征量与故障距离的双曲函数关系表达式。为解决复平面双曲函数方程组求解困难问题,根据双曲函数的泰勒展开式,在分析传播常数数量级的基础上,将双曲函数方程合理简化为二次方程表征分布参数模型。为消除线路分布参数误差对测距结果的影响,基于加权最小二乘原理,利用非故障线路采样信息辨识故障线路零序参数,理论推导证明了其可行性。仿真结果表明,在正确选出故障馈线的基础上,该方法测距精度高,测距结果不受过渡电阻、故障距离影响。
基于信息熵的串联型故障电弧频谱特征研究

针对串联型故障电弧影响供配电系统供电安全的问题,提出小波包信息熵理论与短时傅立叶变换相结合的串联型故障电弧频谱特征分析方法。首先研制了低压串联型故障电弧实验平台,开展了典型负载故障电弧模拟实验。其次,利用小波包技术对发生稳定串联型故障电弧前后的电流信号进行分解、重构和归一化处理。然后,计算各频带重构信号的信息熵,通过对比各频段燃弧前后重构信号的信息熵得出稳定故障电弧电流信号的特征频段为8-10.8KHz。最后,采用短时傅立叶变换对特征频段的重构信号进行时频分析,得出发生稳定故障电弧前后电流信号的频谱变化规律。经验证,在发生不稳定故障电弧时,8-10.8KHz仍为故障电弧的特征频段,频谱特征依然明显。结果表明,利用信息熵和短时傅立叶变换对低压串联型故障电弧进行频谱特征研究是可行的。
含可调度分布式电源的配电网综合优化

主动配电网中将分布式电源作为可控可调度机组参与最优潮流运行调度,而现有的方法很难协调优化计算的精度和效率,为此提出一种适合大规模配网、具有较高计算精度的含可调度分布式电源优化算法,即通过优化少环网的连枝上串联理想电压源和网络的近似等效变换,在满足配网辐射状约束的条件下,实现了重构、电容器优化投切和可调度分布式电源出力三者的同时高效优化。算例结果验证了算法的准确性、快速性和对大规模配网的适应性。
电力系统主动解列的可行解列时窗研究

解列时刻是决定解列是否成功的关键因素。常规解列研究基于解列前的静态潮流信息,对动态过程中的稳定性问题利用强假设进行规避,忽略解列时刻的研究。本文首次对主动解列的解列时刻问题展开系统性分析,利用暂态能量函数量化解列动态过程中孤岛的稳定性,利用孤岛失稳的临界能量确定暂态稳定意义下的可行解列时窗,以保证解列后孤岛的暂态稳定性。研究表明,因扰动背景不同,孤岛的可行解列时窗呈现出:任何时刻均可解列、小于某个临界时刻、大于某个临界时刻、呈现断续的时窗特征以及可行解列时窗为空等五种不同的情况。本文首次从机理上解释和刻画主动解列的解列时刻特征,为进一步研究主动解列问题提供了新的思路和支撑。
平均电流损耗时间法在配网线损计算中的应用

配电网电能损失率是供电企业非常重要的技术经济综合性指标。本文采用平均电流损耗时间法对配电网的线损进行计算,并对最大负荷损耗时间法、损失因数法、方均根电流法和平均电流法的数学推导公式进行了物理概念的介绍。平均电流损耗时间法算法简单,易于实现,去除和弱化了假定条件,有利于提高线损计算精度。
考虑储能参与快速调频动作时机与深度的容量配置方法

提出一种考虑储能参与快速调频动作时机与深度的容量配置方法。首先依据复频域灵敏度原理分析了含储能的区域电网的频率特性,基于此提出一种针对储能的综合控制模式,它包含了虚拟惯性控制和虚拟下垂控制模式。然后,基于时域灵敏度原理和调频评估指标,理论推导了储能在参与快速调频时的时域频率响应特性,分析了确定其合理动作时机应当满足的条件,结合此条件给出了相关动作时机及其应当采取的控制模式;同时,结合调频评估指标要求确定了动作深度,并给出了所必需的动作深度与额定功率之间的关系,进而形成了储能容量配置方法并给出了相应的流程。最后,以某典型电网的参考事故为初始条件进行了仿真验证,结果表明所提方法能以较小的储能配置容量实现调频评估指标要求。
变电站主接线方式可靠性评估与方案优选

针对传统可靠性评估方法在变电站主接线可靠性评估中的局限性,用贝叶斯网络法对变电站主接线进行可靠性评估且对其方案优选。为此,选取两种目前常用的主接线方式作为应用实例,首先针对系统进行功能和结构分解,获得系统各功能模块的逻辑关系图,然后确定从发电机到负荷端的最小路径,并以此为过渡建立以各功能模块为节点的贝叶斯网络,在此基础上计算出两种主接线方式的系统可用度,并找到两种主接线方式在可靠性方面的薄弱环节。计算结果表明,贝叶斯网络法既能帮助工程人员选择变电站主接线方式,还可指导今后变电站的维修工作,具有较大实际意义。
基于相电流高频特征识别的配电网故障指示器原理

小电流接地系统单相接地故障场景下的定位问题一直是研究热点与难点之一。本文首先对配电网中不同级别的馈线故障相电流进行了理论及时频域分析,在此基础上借助于小波变换,结合配电网结构特点对故障相电流的高频特征识别,并提出了一种新型配电网故障指示器原理及定位搜索算法。与现有故障指示器实现原理相比,该方案不依赖于各级馈线处零序电流的获取,且无需额外硬件投资,有较强的可实施性。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果证明该原理能够有效较好地适应不同的中性点接地方式、过渡电阻及故障时刻电压情形。
高压直流输电保护定值整定流程的研究

由于高压直流输电的强非线性,其保护定值的整定难以通过解析计算进行,目前工程实际中多采用经验值结合仿真验证的方法。这种方法工作量大、整定效率低且容易遗漏某些故障情况。实际工程中已发生多次因保护定值设置不合理而导致的事故。针对这一现状,本文从保护定值整定的角度出发,系统梳理了现有高压直流输电保护的特点,将其按照保护原理分为:线路保护、差动类保护、过负荷类保护、开关类保护、其它类保护。针对线路保护与差动类保护用于检测特定故障的特点,提出基于故障特征量的整定流程。对于过负荷类、开关类和其它类保护,归纳总结了其整定流程。研发了高压直流输电保护定值整定系统,其具有定值自动整定、定值查询与对比等功能,提高了高压直流输电保护定值整定的自动化程度。
一种智能配电网安全运行控制方法

分布式电源(DGs)高渗透率接入,将改变配电网结构及潮流分布,需要对传统电压与负载率的控制方法进行改进。本文通过分析分布式电源接入后对配电网电压及负载率的影响,提出了一种基于灵敏度分析的多阶段决策的节点电压与线路负载率实时控制方法,有机融合了调节分布式电源出力、调节无功补偿装置、网络重构以及切负荷等控制手段,各阶段根据指标函数值判断是否执行。以改进IEEE 33节点系统作为算例,仿真一天内负荷及分布式电源出力的变化,对于节点电压与线路负载率越过限值时刻给出相应的控制措施,结果验证了本文方法的正确性。
电动汽车电池更换站集群充电控制策略研究

本文基于规模化电动汽车充放电负荷模型,建立考虑车主互动意愿的电价模型,通过电价对车主的换电池行为进行有序引导,从而实现电网的调峰策略。采用遗传算法对适用于电动汽车的最优日前实时电价进行求解。最后建立电动汽车电池更换站内集群充电的控制模型,以电池更换站的运行经济性与站内充放电机状态切换次数最优为目标,采用智能算法对集群调度模型进行求解,实现在满足用户换电池需求基础之上的换电站最优化运行。
物元理论和证据理论相结合的电能质量综合评估

针对电能质量综合评估中存在的不确定性及主观性,提出了一种基于物元理论和证据理论相结合的电能质量综合评估方法。该方法运用可拓学中的物元理论建立电能质量的物元模型,利用关联函数将电能质量各项评估指标与各个质量等级的评价区间之间的隶属关系定量化,并将其进行归一化处理,进而获得各指标的基本信度函数;然后利用熵权法与G1法相结合的复合赋权法确定电能质量各评估指标的权重,用来修正原始证据的基本信度函数,在此基础上,利用证据组合规则对其进行融合,从而得到电能质量的综合评估结果。实例计算表明,该方法最大限度地减少了评估过程中的不确定性,能够得到更精确、客观的综合评估结果。
基于类别语言值的电能质量信号模糊分类

模糊逻辑方法已被广泛用于电能质量信号的分类,但在模糊分类系统设计过程中存在过多的不确定因素,增加了设计过程的复杂性,不易得到好的分类结果。针对这一问题,本文提出一种基于类别语言值的电能质量信号模糊分类方法。该方法直接用待分类的各个类别来定义模糊输入变量的语言值,根据各个类别对应的输入变量取值来设定隶属函数。所设计分类系统的模糊规则直接来自于对输入量数值分布的分析,规则数量与类别数量相同。输入模糊变量的语言值和隶属函数的设计,不再只与输入量相关,而且与待分类信号性质、分类结果直接相关。仿真和实测数据的分类识别结果表明了这种模糊分类方法的可行性和有效性。
蚁群优化小波阈值算法用于变电设备状态信号提取

针对变电设备状态信号的快速有效提取,降低去噪信号的畸变率,本文提出了一种用于电气设备状态信号去噪的蚁群优化小波阈值算法。该方法在计算最优阈值时,采用基于SURE无偏估计的最优阈值选择方法,结合蚁群优化算法进行全局自适应搜索最优阈值,大大提高了最优阈值自适应寻优速度。为了验证其去噪效果,本文还引进标准软阈值法及梯度迭代优化小波阈值方法对两种典型人工平稳信号、局部放电模拟信号及实测局部放电工频信号进行去噪,结果表明本文提出的方法比其他两种方法的去噪效果更优,计算速度更快,具有良好的去噪效果和应用价值。
广域保护系统数据网络可靠性评估

本文提出一种广域保护系统数据网络可靠性评估方法。通过对系统硬件可靠性和信息流有效性进行综合评估,实现整体的可靠性估计。首先通过对广域保护系统数据网络典型层次结构,建立故障树可靠性模型,基于此对相量测量单元本地网络和骨干网络进行硬件可靠性评估。其次,考虑相量测量单元数据信息流和控制中心控制命令信息流。最后通过算例进行了量化评估,结果证明广域保护系统数据网络可靠性不仅取决于通信元件的可靠性,同时取决于相量数据集中器(PDC)参数设置和控制命令发送机制。
基于多阶FDTD雷电感应过电压计算新方法

传统的经验公式法估算架空线雷电感应过电压误差大且存在影响因素考虑不全面的局限性。对此提出一种基于多阶时域有限差分的数值计算新方法。该方法采用一阶时域有限差分 (FDTD)法计算回击电流所引发的雷电电磁脉冲(LEMP);采用二阶时域有限差分(FDTD 2nd)法求解耦合电路的Agrawal微分方程,计算不同工况时LEMP激励下架空导线的感应过电压。该方法采用多阶FDTD技术实现了高稳定性和高精度的数值计算,与火箭引雷试验对比证明计算准确性。仿真计算表明:回击电流幅值对感应电压幅值影响明显,对波形影响小;回击电流波头陡度对感应电压波形影响较大,对幅值影响较弱;多导线之间有"屏蔽效应",该效应受导线排布方式影响明显。
基于聚类的阶段理论线损快速计算与分析

针对自动采集数据缺失及单一断面网损无法刻画电网长期运行的情况,在仅考虑节点注入功率与网络参数变化的基础上,提出一种基于断面聚类的阶段理论线损快速计算与分析方法。本文首先对断面网损的构成进行了分析;其次针对断面数据采集情况提取断面特征向量,并且在数据采集不完整时,提出一种基于粗糙集理论的核特征向量求取方法;通过量化节点注入功率与网络参数单位变化引起的网损增量计算出与特征向量匹配的聚类中心断面的权系数向量;最后利用改进的最近邻聚类对断面进行聚类分析,快速得出任意时刻理论线损值和阶段理论线损值。 Matlab仿真结果验证了此方法的有效性。
油纸绝缘变压器时域极化谱特性实验分析

本文旨在研究油纸绝缘介质老化机理与弛豫响应特征量之间的内在关系,将RVM (Return Voltage Measurement)技术应用于油纸变压器绝缘状态的无损诊断。通过RVM实验测量平台,测得恒温条件下不同微水含量、不同内部结构和不同老化状态的油纸绝缘样品对应的回复电压时域极化谱线,根据实验数据分析出不同绝缘状态下油纸绝缘时域极化谱特性参数的变化规律,并结合介质极化响应理论,阐明特征参数弛豫特性变化机理。实验结果表明:时域回复电压极化谱中回复电压最大值和主时间常数的位置改变,能有效反应油纸绝缘受潮和老化情况;初始斜率在充电时间10~(-2)~10~1s、峰值时间在充电时间10~1~10~4s的量值大小,构成无损诊断的信息依据;初始斜率是老化程度的直接反馈参量,以区分水分对极化谱特性的影响;主时间常数可甄别绝缘结构不同的变压器绝缘状态,其与微水含量的指数函数关系,可用于延缓变压器受潮,提高运行可靠性。
Al_2O_3陶瓷在脉冲电压下的激光触发沿面闪络特性研究

为研究脉冲电压下的激光触发沿面闪络特性,在试验室中建立了精确的激光触发沿面闪络试验系统,解决了激光脉冲与试品上所加脉冲电压的同步问题,在此基础上应用平板电极和柱状绝缘材料进行了激光触发沿面闪络试验。试验中采用铜材料平板电极,试品为Al_2O_3材料圆柱绝缘材料,试验中激光波长为1 064/532nm并聚焦成长方形光斑,得到在不同的激光能量密度及施加电压下的闪络时延和抖动。研究表明:激光能量密度越大、施加电压越高,闪络时延和抖动越小;532nm波长激光触发的时延小于1 064nm波长激光触发的时延;真空条件下的时延和抖动均小于空气条件下的时延和抖动。
永磁球形电动机永磁体涡流损耗分析

永磁球形电动机的磁极呈球面锥体结构,各定子线圈相互独立分布于定子球壳内表面,针对这些特性,提出了一种计算永磁球形电动机永磁体涡流损耗的三维解析模型。该模型将双重傅里叶级数法与矢量磁位解析法相结合,首先利用双重傅里叶级数法求得定子内径处电流密度分布,继而将其作为边界条件,借助三维拉普拉斯方程,获得了矢量磁位的特解,最后推导得到了永磁球形电动机永磁体涡流损耗的解析表达式。该模型充分考虑到了时间谐波与空间谐波对涡流损耗的影响,并分析了不同的电机结构参数对永磁体涡流损耗的影响。将解析法与有限元法所得结果进行了比较,结果一致,证明了该解析模型的有效性。
基于强化学习理论的地区电网无功电压优化控制方法

基于强化学习理论,提出一种实用的地区电网无功电压优化控制方法。方法采用Q学习算法,在动作策略与电网状态的交互中不断学习,得到各状态-动作对所对应的Q值函数,形成电网各种运行状态下最佳的无功电压优化控制策略。方法摆脱了传统电网无功优化求解非线性混合整数规划模型所存在的收敛性问题,同时,相对于基于多区图的无功电压控制方式,由于方法所依据的Q值函数包含电网的全局响应信息,因而,可以综合判断执行控制策略后各变电站之间的相互影响,统一协调地控制各无功电压控制设备,给出所辖电网内的全局最佳控制策略,提高无功电压优化控制效果。通过对220kV变电站及其馈线系统的测试计算,证明了方法的有效性。
RTV涂层表面绿球藻的生长对绝缘支柱电气性能的影响

在四川等潮湿地区,涂覆RTV涂料的绝缘子表面往往会大量生长绿球藻,给绝缘子带来了潜在的运行风险。因此,本文首先调研了四川地区各变电站内绝缘子表面绿球藻的种类、生长状况和覆盖特性,然后取样分析了绿球藻对支柱绝缘子表面积污和憎水性分布的影响,最后进行了长有绿球藻绝缘支柱的操作冲击闪络特性试验和自然污秽试验,以及模拟自然污秽状况下的人工污秽试验。通过以上研究,获得了绿球藻对支柱绝缘子表面憎水性、操作冲击以及污秽闪络特性的影响。结果表明,绿球藻多生长于支柱绝缘子伞裙上表面,并使被覆盖区域的憎水性大大降低,从而导致污秽闪络电压降低,但其操作冲击特性并未因为绿球藻的存在而明显降低。
基于改进量子粒子群优化稀疏分解的局放信号去噪方法

噪声抑制是局放在线监测的关键环节之一。针对局放信号噪声抑制问题,提出一种基于改进量子粒子群优化稀疏分解的局放信号去噪方法。该方法基于信号的稀疏分解思想,构建了仅与局放信号时频特性相匹配的匹配局放信号过完备原子库;基于匹配追踪(MP)算法在该原子库中对染噪局放信号进行最佳匹配原子搜索,并通过改进量子粒子群算法加速搜索进程,同时以残差比阈值作为MP迭代终止条件;基于各次MP迭代搜索得到最佳匹配原子仅可对原始无噪局放信号分量进行稀疏表示,而难以对噪声分量进行表示的原理,实现局放信号稀疏分解去噪目的。运用本文介绍方法对局放仿真信号及实测信号进行了去噪处理,并与基于形态学-小波的局放去噪结果作对比。结果表明,本文介绍方法能有效对局放信号进行去噪处理,去噪结果准确性高且波形无畸变,较好保留局放信号原始特征。
航空用盘式绕组旋转式音圈电机的热应力与热变形分析

旋转式音圈电机由于体积小,安装方便,在航空航天上越来越多地被用来驱动小惯量负载在有限转角内运动。盘式绕组音圈电机结构上具有一定优势,因为其轴向尺寸小,还可以无约束自由转动。影响音圈电机期可靠工作的因素主要有两点,即应力和温升。本文对盘式绕组旋转式音圈电机不同工作状态下的热载荷进行了分析,并建模对其热应力和热变形进行了仿真计算,计算结果表明所选择材料可以满足音圈电机长期可靠工作要求。论文工作对工程实际具有很好的参考价值。
新型旋转电磁热机流体流动与传热的耦合计算与实验

针对一种新型旋转电磁热机内部流体流动和传热的特点,建立了其三维流体流动和传热耦合计算的物理模型和数学模型,利用经验公式确定了热机内部气隙的等效导热系数以及各部件表面散热系数,采用有限体积法对热机内部的流体流动与传热进行耦合仿真计算,确定了热机在不同工作条件下的出水温度及内部温度分布。搭建了基于该热机的热水升温实验平台并进行实验测试,并将耦合场的数值计算结果与实验测试结果进行对比分析,为热机的结构设计、优化、及合理稳定运行提供必要的理论和实验依据。
基于复合控制策略的无串联变压器型动态电压恢复器

为提高无串联变压器型动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restore, DVR)装置中多电平逆变器的运行性能,使得DVR装置在补偿负载电压的同时能够进一步改善系统电压的谐波特性,提出一种基于比例积分(Proportional Integral, PI)和改进比例谐振(Modified Proportional Resonant, MPR)双闭环控制器并联运行的单相正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation, SPWM)复合控制策略。将SPWM应用于多电平逆变器拓扑结构中,可使逆变器获得较高的等效开关频率以及较低的开关损耗;基于同步速旋转坐标系下的PI控制能够确保DVR装置对负载的电压暂降补偿能力;增加了对指定次谐波补偿的电压环MPR控制,可实现对谐波电压的无静差补偿。理论分析与实验结果验证了所提复合控制策略的可行性和有效性。
转子磁分路混合励磁同步电机电枢反应磁场与电感特性研究

提出转子磁分路混合励磁同步电机(HESM)的优化结构,探讨了磁场分布特性。通过与永磁同步电机(PMSM)的对比分析,研究了该电机的电枢反应磁场和电感特性。励磁绕组与磁分路结构的引入对该电机电枢反应磁场特性影响显著。电感特性由主磁路和磁分路的饱和程度共同决定,受到励磁电流和电枢电流的影响。在此基础上,分析了电感特性对其电动运行的影响,评估了永磁体的不可逆退磁风险。对比研究了一种新型HESM拓扑结构以研究结构变化对电感特性的影响。最后,研制了24kW转子磁分路HESM原理样机,三维有限元仿真与实验对比验证了其同步电感的变化规律。
独立运行无刷双馈发电机基于空间矢量调制的直接电压控制技术

这篇文章介绍了一种新颖的无刷双馈发电机变速恒频独立发电控制策略,基于其数学模型的分析,提出并详细讨论了基于空间矢量调制的直接电压控制策略。利用发电机系统的模型推导估计变换器输出电压的方法,跳过电流控制环节,保持直接控制的固有快速动态响应和鲁棒性,并引入空间矢量调制实现开关频率恒定,减小谐波和脉动,提出了一种基于锁相环的转子初始位置检测方法提高磁场定向精度。文章对独立运行和并网型直接控制及矢量控制给予了比较和评估。实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。
新型模块组合式定子永磁电机

针对低速大功率电机体积过大带来的制造、运输、装配以及维护困难等问题,提出了一种基于采用不等跨距绕组的模块组合式定子永磁电机结构,实现了低速大功率电机定子的模块化制作,增强了电机的制造灵活性、运行可靠性、可维护性以及容错性。本文阐述了模块组合式定子永磁电机结构,总结了其设计方法,并对模块组合式电机定子分块规则和不等跨距绕组进行了研究。在此基础上设计制造了一台样机,采用有限元方法进行了仿真分析,并用解析法和增量电感法分别计算了样机的自感参数和互感参数。最后搭建试验台进行了实验。仿真结果和实验结果都验证了所提结构和设计方法的合理性。
永磁同步电机转速环的一种变结构PI控制器

在永磁同步电机调速系统中,传统PI控制的阶跃响应存在超调的问题。采用IP控制虽可消除超调,但会使系统响应变慢,对时变输入的跟踪性能变差。为此,本文提出了一种变结构PI(Variable Structure PI,VSPI)控制器,在传统PI控制器的基础上引入输入微分前馈,并将误差比例环节与误差积分环节并联的结构改为误差的比例微分环节与积分环节串联的结构。结合遇限停止积分的抗积分饱和环节,VSPI控制在时变输入时等效于PI控制,在阶跃给定时等效于IP控制,因此,VSPI控制在解决阶跃响应的超调问题的同时提高对时变输入的跟踪精度。实验结果验证了所提控制方法的有效性和实用性。
基于模块化多电平换流器的直流输电系统网侧不平衡故障穿越研究

基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converters, MMC)柔性直流输电系统在电网发生单相或两相故障时,会导致MMC桥臂上产生两倍频的正序、负序和零序环流,零序环流由于不能在三相桥臂之间相互抵消而进入高压直流侧,会影响其他换流站的运行。为此设计了二次零序环流控制器来对其进行抑制。并针对不平衡故障时,在相同传输功率下子模块电容电压波动幅值变大的问题,提出了通过对桥臂注入一定的负序二次环流,降低子模块电容电压波动的控制策略。在Matlab/Simulink中搭建了基于MMC-HVDC的仿真模型,仿真结果表明此算法能保证直流母线电压的稳定,并降低子模块电容电压的波动,提高了MMC换流器不平衡故障的穿越能力。
基于连续型定子磁链轨迹的异步牵引电机低转矩脉动控制算法

本文提出了一种定子磁链轨迹优化的异步牵引电机基速以内的中高速区直接转矩控制(Direct Torque Control, DTC)算法。所提出DTC算法是从以改善转矩脉动角度出发,牵引电机在基速以内的中高速度运行阶段时,随着转速的增加,通过实现定子磁链轨迹从圆形-多边形-六边形的连续切换,获得转矩脉动小与平稳,磁链轨迹平滑、开关频率利用率以及谐波消除能力等的提高。该DTC算法仅需在传统DTC基础结构上仅增加定子磁链调节算法即可,因此它的主要优点是算法简单性,并保留了传统DTC算法快速动态响应,控制电路不复杂,对电机参数依赖性低等特征。理论分析和实验结果都证明了该连续型磁链轨迹的DTC算法的有效性和可行性。
基于多点分布式光纤光栅的GIS隔离开关触头温度在线监测技术

GIS设备导体触头温升过高会引发重大事故,光纤光栅技术在电气设备温度在线监测方面具有广泛的应用前景。针对光纤光栅温度传感器无法直接安装在导体触头表面进行温度测量的难题,提出了一种基于测量多点外壳温度及环境温度,从而间接计算导体触头温度的方法。建立了单相GIS隔离开关三维有限元计算模型,得到GIS内部温度分布规律,确定了多个光纤光栅温度传感器的最优安装位置。进行GIS隔离开关温升实验,将实验数据与仿真结果进行了比较,验证了仿真计算模型的准确性。最后利用人工神经网络算法对环境温度、外壳温度和导体触头温度进行了曲线拟合,计算结果与实测数据对比表明本方法具有较高准确度。该在线测温方法简单有效,无需破坏现有GIS设备的结构,具有较好的应用前景。
基于伪周期的Halbach永磁阵列三维磁场端部效应建模研究

对于无铁芯动铁式长行程平面电机,其动子Halbach永磁阵列端部磁场的畸变将产生端部效应,由其引起的推力波动将影响平面电机定位与运动精度。建立准确的包含端部磁场的Halbach永磁阵列三维磁场数学解析模型,是电机推力建模、避免推力波动、提高端部磁场利用率及降低单个线圈能耗的基础。以无铁芯动铁式永磁同步平面电机动子Halbach永磁阵列为研究对象,分析了Halbach永磁阵列中磁场类正弦区与端部畸变区的磁场特性,通过将Halbach永磁阵列外边缘磁场衰减至零的特征边界间距定义为机械伪周期,并采用新的傅立叶级数及空间积分技术,推导出了完整的Halbach永磁阵列全空间磁场三维数学解析表达式。通过与有限元计算及现有磁场解析计算方法的对比,结果验证了提出的磁场建模方法的准确有效性。
无电压传感PWM整流器的虚拟磁链自适应滑模观测研究

针对无电压传感的三相PWM整流器虚拟磁链估计中存在直流偏置和初值等问题,本文提出一种具有自适应功能的新型虚拟磁链滑模观测与控制策略。该策略将滑模变结构控制引入虚拟磁链观测器中,以Sigmoid函数为切换函数估计出网侧电源电压值,根据理想磁链与虚拟电动势的正交关系设计了自适应控制率来动态调整磁链补偿基准,使其能够快速准确地跟踪网侧电压波动带来的磁链变化,实现实时检验和修正虚拟磁链值的作用。新型的虚拟磁链观测器合理减少了传感器的数量,同时提高了虚拟磁链的观测精度,将其应用于整流器DPC系统中,仿真和实验结果表明,新型无电压传感控制策略有效抑制了直流母线电压动态响应波动,更有利于滤除网侧电流谐波,改善电能质量。
柔性直流输电系统中模块化多电平变流器的直流侧充电策略分析

本文首先对柔性直流输电系统中的模块化多电平变流器的充电方式进行了分析。当柔性直流输电系统连接无源负载时受端站就需要通过直流侧进行充电。本文通过推导模块化多电平变流器直流侧数学模型得出直流侧充电必然存在过充现象。为了抑制过充电压幅值,本文提出了一种直流侧可控充电策略。并根据模块化多电平变流器本身的限制条件推导出充电系数的取值公式。同时,分析了充电电流的变化过程并根据数学模型计算得到充电电流的最大值,为模块化多电平变流器充电系统的设计提供了理论依据。最后,通过实验验证了本文提出的充电策略的可行性和有效性。
模块化多电平变换器模型及稳态特性研究

模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)以其高度模块化、高效率、低失真和高可靠性的特点在中高压大容量应用领域有着广阔的前景。本文以上下桥臂总体电容电压之和、上下桥臂总体电容电压之差、桥臂环流以及输出电流为状态变量建立了MMC的四阶大信号模型,并在大信号模型的基础上研究了MMC的稳态特性,得到了环流、桥臂电流以及上下桥臂平均电容电压的精确解析表达式。研究表明,环流主要含有直流分量和二次谐波分量,上桥臂电容电压与下桥臂电容电压的偶次谐波同相,奇次谐波反相,电容电压直流分量与稳态额定值略有差异。最后搭建了三相48模块的MMC仿真平台及实验样机,仿真波形和实验波形均与理论解析表达式高度吻合,验证了所提四阶模型及稳态解析表达式的准确性。
基于滑模变结构的Vienna整流器新型双闭环控制策略研究

传统电流电压双闭环控制策略的PI调节器控制参数为常数且较为敏感,在系统启动和负载变动时,Vienna整流器存在动态响应速度慢、抗干扰性能差、网侧电流谐波(THD)含量大等问题。为此,提出新型双闭环滑模非线性控制策略来提高输出直流侧电压和输入交流侧电流的动态响应速度以及抗干扰性能, 其中内环采用无需dp旋转坐标变换的滑模直接功率控制(SMC-DPC);外环采用电压平方反馈闭环的滑模控制;详细推导该算法,给出具体设计过程。最后利用仿真和实验对新型双闭环滑模非线性控制策略与传统双闭环PI控制方案进行比较,结果表明:前者明显优于后者,在启动和负载变化时表现出良好的动态性能和鲁棒性能。
基于双重移相控制的双有源桥DC-DC变换器的软开关

通过分析双重移相控制下双有源桥DC-DC变换器的工作模式与各桥臂IGBT实现软开关的约束条件,得出了满足软开关条件的高频变压器漏感参数设计方法与死区时间限制条件;根据变换器稳态运行各阶段电路状态数学模型的分析,实现了通过对电路参数的优化设计降低变换器开关损耗,从而提高双有源桥直流变换器的效率。最后,根据理论推导结果设计变压器漏感并试验,试验结果表明所提出的设计方法对增加软开关实现范围和提高变换器效率的有效性。
一种可实现两组池板独立MPPT控制的新型双逆变器光伏并网变流器

为了实现光伏系统大容量高效率的运行需求,本文提出一种新型双逆变器串联的光伏并网变流器拓扑。通过建立双逆变器串联系统的数学模型,得出了在光伏系统中抑制共模漏电流的调制方法,进而实现了对双直流侧电压的稳定控制和两组串联光伏池板的独立最大功率点跟踪控制(MPPT),有效降低光伏系统的初始成本并提升发电效率。文中通过仿真和实验,验证了提出方法的有效性。
同步控制双向LLC谐振变换器

本文提出了一种同步控制的双向LLC谐振变换器。为使变换器在正向、反向工作时拓扑结构相同,在电路中增加了一个辅助电感。该辅助电感除了可以使双向LLC谐振变换器的双向工作特性完全对称外,还可以帮助开关管实现软开关。文章提出的双向LLC谐振变换器结构简单、控制方法易于实现。当变换器开关频率小于谐振频率时,所有开关管均可以实现零电压开通(ZVS);当变换器开关频率大于等于谐振频率时,软开关特性与传统LLC谐振变换器相同。因此变换器具有较高的效率,很适合应用于能量双向流动的场合。同步控制的双向LLC谐振变换器与传统二极管整流的单向LLC谐振变换器的工作特性存在差别,为了精确分析,文章提出了新的等效电路模型,并给出了同步控制双向LLC谐振变换器的电压增益公式和软开关条件。最后通过实验验证了理论分析的结果。
电弧炉电极调节系统的模糊解耦控制器

由于电弧炉三个电极之间存在耦合作用,严重影响了三相电极的控制效果,而普通单相控制方法因未考虑耦合易出现较大的失调。本文在分析三相电极耦合关系基础上,推导出电流补偿解耦方法。该方法对电极解耦有理论意义,但补偿系数与弧长实时相关且计算量较大。故在电流补偿解耦方法基础上又引入了单输入双输出的模糊器进行补偿解耦。通过Matlab/Simulink软件对其解耦性、抗干扰性进行仿真并对现场采集的数据进行解耦前后的比较,结果表明模糊补偿解耦器能消除三相电极之间的强耦合作用,提高电弧炉炼钢效率及降低能耗。
具有负载普适性的高压双极性方波脉冲源研制

为满足高压脉冲杀菌灭藻实验的需求,研制了一种新型极性可调方波高压脉冲电源。该电源前端为半桥式Marx电路,产生单极性重复频率的方波高压脉冲,后端级联一个H桥,通过控制H桥正、负向放电通道开闭的不同时序实现对高压脉冲极性的调节。本文对拓扑结构设计思路、不同负载时的工作原理和开关控制策略进行了阐述和分析,并利用PSIM软件仿真验证了该脉冲源设计方案的正确性。最后,研制了脉冲源样机,经测试证明,该脉冲源所采用的IGBT浮地驱动技术安全可靠,其最大输出电压达±7kV,输出电流达±10A,脉冲数达1kpps,额定输出时上升沿可达160ns,脉宽3.5μs,且能在阻性、容性、感性等各类负载下正常工作,并易于实现电压、频率、脉宽、极性的调节,易于实现模块化和小型化。
无极灯用多阶高频谐振变换器负载匹配的研究

立足于无极灯用多阶高频谐振变换器,阐述了变换器的工作原理和稳态特性,引出了对高管压小功率无极灯进行负载匹配的关键问题。从起动时无极灯负载电阻很大,并且需要高压触发到稳态时灯电阻急剧变小,能够以最大功率输出以及实现开关管零电压开通等几个方面进行了理论分析和数学推导,充分考虑了无极灯负载自身在不同工作阶段的特点,得到了适合无极灯负载特性的匹配方案及其关键参数的设计方法。依据所提出的关键参数设计方法,研制了一台适用于不同工况的实验样机,实验结果证明了设计方法的有效性和可行性。