mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
改进型Z源逆变器

Z源逆变器能实现升降压变换的功能,同时桥臂不需要死区时间,变换器可靠性高.但传统Z 源逆变器中Z源电容电压高于输入电压,同时启动时存在严重的启动冲击,导致变换器体积及重量大、可靠性低.该文提出一种改进的Z源逆变器拓扑.与现有的Z源逆变器拓扑相比,新型拓扑可大大减小Z网络电容电压应力,具有内在的抑制启动冲击电流的能力,从而可使用低压电容以减小系统的体积和成本、增加可靠性.为避免变换器的启动冲击,提出该变换器软启动策略.在理论研究的基础上,基于简单升压控制下的仿真和实验结果验证新型拓扑的优点.
无速度传感器的内嵌式永磁同步电机自抗扰控制调速系统

自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)理论综合了经典调节理论和现代控制理论的优势,不依赖于系统的精确数学模型.利用此优点,该文提出了无速度传感器内嵌式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)的转速电流ADRC 综合控制策略.采用ADRC设计了IPMSM的速度控制器和电流控制器.在速度控制器中,将外部负载扰动和内部模型扰动作为系统的未知扰动,在电流控制器中将包含转速的乘积项作为模型不确定性部分,分别利用ADRC 进行观测和补偿.利用电流控制器中的扩张状态观测量,对电机的转子位置和转速进行估计.仿真结果表明,系统具有很好的鲁棒性和较好的控制效率,并且在基速以下的一定范围内,能对转子位置进行较准确的估计.
链式静止同步补偿器的直流电容电压平衡控制

针对链式静止同步补偿器中直流电容电压平衡的问题,在分层控制架构的基础上,提出基于有功电压矢量叠加的平衡控制方法.上层通过解耦控制完成三相链接总的有功和无功控制;下层采用所提出的平衡控制,在上层输出的控制量上叠加一个与输出电流方向平行的有功电压矢量对同相链节间的有功进行分配,实现直流电容电压平衡控制.对直流电容电压平衡控制进行矢量分析,得到其稳定工作区域以及所提控制方法的物理意义和调控范围.研制了一台三相36 个链节的物理样机,并在样机上进行了实验验证,证明了所提控制方法的有效性和可行性.
铁基催化剂选择性催化还原烟气脱硝特性比较研究

以铁及铁的氧化物为床料,研究了不同催化剂对脱除烟气中氮氧化物效率的影响.实验中分别采用Fe和Fe2O3的混合物、纯Fe2O3及Fe3O4作为催化剂,研究在中低温的范围内烟气脱硝效果.结果表明,铁氧化物对选择性催化还原脱硝均有作用,但Fe2O3的活性更强,脱硝效果更大,在250 ℃时得到最高为91%的转化率.同时对催化剂进行了X射线衍射分析,初步确定反应的物相,M?ssbauer光谱分析则进一步确定催化剂所处的环境,结果表明两者的分析一致,γ-Fe2O3在选择性催化还原反应中起决定性的作用.
三相-两相牵引变电所用无功动态补偿与谐波治理混合系统的研究

针对单相牵引负荷波动性大,随机性强,造成大量谐波、无功及负序分量的特点,提出一种应用于电气化铁路的单相无功动态补偿与谐波治理混合系统(hybrid var and harmonic dynamic compensator,HVHC).系统由混合型有源电力滤波器(hybrid active power filter,HAPF)及静止无功补偿器(static var compensator,SVC)组成,其中SVC包括晶闸管投切电容器(thyristor switched capacitor,TSC)和晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR),用来动态连续补偿无功功率,HAPF用来动态抑制电网及无功补偿装置产生的谐波,电力机车产生的负序分量可通过在平衡变压器接线方式下控制2个牵引供电臂的负载来消除.提出HAPF和SVC复合控制策略及分频控制方法,可有效地消除两者之间的耦合,提高单相系统谐波及无功电流的跟踪精度,克服电网电压畸变对系统的影响.仿真及实验结果证明该系统响应速度快,抗干扰能力强,治理效果满足要求.
覆冰导线脱冰跳跃特性研究

导线脱冰是冰区输电线路中的常见现象,导线脱冰会引起导线的剧烈运动,使导线跳跃上下摆动.导线跳跃将导致导地线间或导线档中空气间隙的减小,严重时引起闪络;此外导线脱冰跳跃还会对绝缘子串、金具及铁塔产生较大的动态拉力,对其产生破坏作用.在重冰区大档距的情况下,导线脱冰的影响尤为显著.采用悬挂集中载荷的方法来模拟导线覆冰,研究不同档距组合、不同脱冰方式下的导线脱冰跳跃,获得了导线脱冰时的动态位移和动态张力变化规律.同时,还通过计算机仿真的方法针对试验工况进行数值模拟,并比较试验结果和计算结果.结果表明,仿真计算与模拟试验的结果具有相同的规律性和相近的数值.
大跨越输电线路风振动张力模型

风对导线的动张力作用是输电塔体系抗风设计的一个关键.输电导线作为一种柔性结构,其风致振动具有典型的大位移小变形的非线性特点.按照悬索连续体系动力方程,将顺风向风荷载对导线的动张力作用分解成平均风的非线性的静力作用和在平均风偏位置处的脉动风的线性动力作用,通过研究表明:导线–绝缘子系统的面外1阶和面内对称1阶振动是导线动张力的卓越振型,由此,根据1阶广义位移求出动张力的时域表达式和频域功率谱.基于这些结果建立了两自由度动张力模型.以实际高压输电线路为例,通过与非线性有限元法计算结果的对比表明了模型的有效性.
考虑市场风险的发电商机组检修随机规划模型

市场中的电价波动给发电厂商机组检修规划带来较大风险,该文提出以天为单位的随机规划模型,用以规避电价波动影响.针对以周为单位的确定性模型的不足,构建了以规划期内发电厂商的总经济效益最优为目标函数的随机规划模型,主要包括各时段的售电效益和检修费用,考虑相关约束条件后,确定机组检修时段,将该模型由日前竞争市场模式扩展至包含双边交易的复杂市场模式.以拉丁超立方抽样–蒙特卡罗(Latin hypercube sampling Monte Carlo,LHS-MC)方法为工具,评估电价波动风险,并针对该随机模型的特点,将其分为外层和内层2个子问题,分别利用遗传算法和线性规划方法求解.该模型充分考虑电价预测的不确定性,规避了电价波动风险,降低了相应的风险损失.通过算例对比验证了本模型的有效性和可行性.
串联电容补偿线路行波差动保护的研究

指出传统行波差动保护应用于串联电容补偿线路时存在的问题.串联补偿电容破坏了输电线路的均匀性,但从保护安装处至串补安装点之间的线路仍然是均匀传输线,满足行波传播方程,在此基础上提出新的适用于串补线路的行波差动算法,并推导出区内外故障新算法下故障相和非故障相动作电流的表达式.在区外故障或者是区内串补安装点故障情况下,理论上新算法完全不受电容电流的影响,实现了差动保护安全性和灵敏性的统一.EMTP数字仿真验证了新算法的正确性.
序列运算的算法复杂性分析

序列运算理论在解决复杂不确定性问题方面已获得了大量的应用.序列运算的算法复杂性及其与其他不确定性分析方法相比较的结果,都为序列运算理论提出了值得深入研究的问题.以电力市场风险评估为例,根据序列运算与蒙特卡罗法的基本原理,分析了两者的算法复杂性,并以算例准确地比较了相同精度下2种算法的实际计算量.研究结果表明,在电力市场风险评估方面,基于序列运算理论的评估方法不仅计算量较小,并且存在相当的计算优化空间,验证了序列运算的优越性.
瞬时状态概率和方差减少技术在短期可靠性评估中的应用

常规的规划可靠性算法是基于元件的稳态统计参数评估方法,它只反映了系统某些固定模式下的长期可靠性水平,而忽略了实时运行条件对可靠性的影响.因此,基于当前运行状态,预测系统在未来短期时间内的可靠性水平与连锁故障风险是非常有必要的.提出一种基于双重方差减少技术(dual variance reduction,DVR)的模拟方法,该方法综合控制变量和Dagger抽样对电力系统进行短期可靠性评估.其中基于离线计算的方差减少(offline calculation basedvariance reduction,OCVR)是以保存的状态可靠性试验函数为控制变量;而Dagger抽样则进一步提高了抽样效率.通过RTS-79系统的10种情况分析发电机组、输电线路、系统负荷水平及Dagger抽样参数Na对短期可靠性评估算法效率的影响,证明该算法达到了短期可靠性快速评估的要求,在保证计算精度的基础上,提高了收敛速度.
静态电压稳定风险评估

考虑系统控制设备的运行情况和静态电压失稳校正控制措施,以切负荷最小为目标函数,建立判断系统潮流可解性的全二次优化模型,并结合模态分析法来识别出系统失去静态电压稳定的状态,从而提出判断电压稳定性的新方法.基于所提方法,结合蒙特卡罗模拟法对系统状态进行随机抽样,从而对系统的静态电压稳定性进行风险评估,可以计算出系统静态电压失稳概率、维持电压稳定需要的切负荷量期望值以及切负荷量与系统静态电压失稳概率之间的关系,为电压稳定风险评估提出一条有效的途径.IEEE14节点系统的仿真结果验证了所提模型和方法的有效性.
基于小波分析的风电场短期发电功率预测

采用小波分析和人工神经网络(artificial neural network,ANN)结合的方法对风力发电功率短期预测进行研究.通过小波变换将信号分解为不同频段的子序列,利用神经网络对各子序列分别建模预测,最后将预测结果叠加.利用该方法对富锦风电场的发电功率进行预测,结果表明,小波理论改进的相空间重构的神经网络模型改善了预测滞后问题,与基于混沌相空间重构的神经网络模型相比较,绝对平均误差由6.99%降到6.01%.
计及不确定性的暂态稳定在线预测

结合蒙特卡罗抽样和朴素贝叶斯分类方法提出一种考虑不确定性的暂态稳定在线预测方法,该方法计及了系统中负荷、节点注入功率、故障切除时间、故障线路和故障位置等不确定因素.利用蒙特卡罗方法进行参数抽样,对这些抽样进行聚类以节省离线计算时间,在得到聚类样本的稳定性之后还原初始抽样样本并整理离散变量;为充分考虑不确定性造成的后果,引入风险理论,以风险最小原则构造朴素贝叶斯分类器,并将其应用于暂态稳定的在线预测.以新英格兰测试系统为例进行仿真,仿真结果表明,该方法具有精度高、概念清晰等优点,为考虑不确定性的暂态稳定在线预测提供了新的思路.
含风电场的电力系统随机生产模拟

针对风电机组出力的间歇性和波动性,提出了基于等效电量频率法(equiva1ent energy and frequency function method,EEFF)的电力系统随机生产模拟方法.将等效电量函数法(equiva1ent energy function method,EEF)与频率持续法(frequency and duration,FD)相结合,用来评估风电场接入对电力系统生产运行的影响.该方法在生产模拟中保留了负荷和风电机组的时变特性,除了可以得到常规算法所能得到的生产模拟结果外,还可以评估风电场对常规机组造成的开停机影响,以及与火电机组开机、暖机等因素相关的动态费用.EPRI 36机组随机生产模拟结果验证了所提方法的正确性和有效性.
水火电联合短期调度的混合整数规划方法

针对大型水火电联合系统的短期优调度问题,建立考虑直流网络安全约束与排污约束的水火电联合调度模型.在考虑梯级水库的非线性水电转换关系、水电机组的不连续出力区间、水流延迟等因素的基础上,提出将非线性因素线性化的合理途径,将该安全约束机组组合问题转换为线性混合整数规划问题,应用混合整数规划软件包对西北电网的实际算例进行了测试.结果表明,所提出的模型能有效地处理大型水火电联合系统中的各种复杂约束,采用的线性化方法可以显著降低求解复杂性,求解结果表明,采用该方案较采用常规方案可以减少约1.5%的发电成本.
我国特高压直流电晕笼的结构参数与设计原则

电晕笼是一种可对导线电晕特性进行试验研究的设备,采用电晕笼进行导线电晕特性试验可弥补试验线段的不足.介绍了国内外已建部分电晕笼的情况,以及我国特高压直流试验基地内的直流电晕笼的功能、外观和结构,并对电晕笼截面尺寸、长度等结构参数及其制订依据进行了阐述.最后介绍了我国特高压直流电晕笼的模拟降雨降雾系统的设计方案.
变电站开关瞬态电磁场数值计算方法

为研究变电站内开关瞬态电磁场的发生机制和分布规律,基于时域有限差分法(finite-difference time-domain method,FDTD)建立了开关瞬态场的时域仿真模型.在该模型中引入火花放电通道的时变电阻和电感概念,通过拟合典型变电站开关瞬态场实测波形获得了开关电弧放电通道的时变电阻修正公式.利用建立的时域仿真模型仿真了隔离开关切合空载母线和设备连线时产生的开关瞬态场,与实测波形的比较表明两者吻合较好,该模型能够有效地仿真开关瞬态电磁场.时域模型为超/特高压变电站电磁干扰研究提供了一种有效途径.
雷电背景下特高压分裂导线表面先导起始的数值仿真

考虑到雷电背景、特高压线路的多分裂导线结构和高运行电压,建立分析特高压线路分裂导线表面连续上行先导起始的数值仿真模型.模型中同时考虑到流注区域空间电荷以及导线和避雷线表面感应电荷对导线和避雷线周围空间电场分布的影响.仿真中采用模拟电荷法和拉普拉斯法计算子导线和避雷线周围的电场分布,根据计算获得的电场判定关键物理过程的起始和转化.采用该模型对我国特高压试验示范工程中的ZBS2塔型线路进行仿真,并与采用已有模型的仿真结果进行对比,得到模型改进前后预测的特高压分裂导线和避雷线表面连续上行先导起始的不同特点.仿真结果表明:采用改进模型计算时,特高压交流输电线路子导线表面的连续先导的起始迟于已有的先导传播模型的预测结果;在避雷线表面则恰恰相反.这意味着已有先导传播模型对输电线路雷电屏蔽性能的预测是保守的,该研究结果可为超/特高压输电线路的防雷设计提供参考.
含异步化同步发电机电力系统小扰动功角稳定性的概率分析

通过将异步化同步发电机(asynchronized generator,ASG)实用4阶模型在工作点处线性化,导出含ASG电力系统的小扰动线性化模型.考虑负荷水平及发电机停运容量的不确定性,应用蒙特卡罗概率仿真方法分析含ASG电力系统的小扰动功角稳定性.以WECC 3机9节点系统为原型,仿真分析仅有常规同步发电机、仅有ASG以及混合多机系统的小扰动功角稳定性,由此验证所提模型和方法的有效性.仿真结果表明,应用ASG并结合适当的励磁控制策略可以降低系统小扰动功角失稳概率,从而改善系统小扰动功角稳定性.
变压器直流偏磁的电路-磁路模型

提出一种电力变压器直流偏磁的电路–磁路模型.该模型根据电力变压器铁心和绕组的空间几何结构,建立了电力变压器的磁路结构,可有效反映电力变压器内部的磁通链耦合关系.为考虑铁磁材料中涡流效应的作用,提出铁心的频率相关非线性磁阻计算公式,并利用网络综合方法建立铁心磁阻的等效磁路模型.在一台三相电力变压器模型上进行了实验研究和仿真计算,实验结果和计算结果吻合,表明所提出的模型可有效地应用于电力变压器直流偏磁问题的研究.
组装式永磁体分段回复线模型的研究

建立永磁的等效磁路模型是含永磁继电器设计的关键之处.由于缺乏对永磁体外部漏磁的考虑,因此会降低继电器的设计精度.针对已提出的分段永磁体模型思想,对其从理论上进行分析,给出3种典型状态(开路条件、闭路条件、电磁系统)下的等效磁路模型;通过对3种等效磁路模型的研究,基于磁路的方法给出了求解各段永磁工作点的方法;并且得出各段永磁工作于不同回复线的结论.利用仿真和实验方法验证了所得结论的正确性.
直驱型变速恒频风力发电系统中零序环流的研究

对采用多相永磁同步发电机的大功率直驱型变速恒频风力发电系统进行研究,介绍了适合于大功率直驱型风力发电系统的结构.系统采用了多重化的AC-DC-AC变换器,以减少每只绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)上的电流和流入电网的谐波电流,但并联多重化变换器中存在的零序环流会增加功率半导体器件损耗.推导了零序环流的数学模型,分析零序环流的产生原因,提出一种基于零轴电流反馈控制的零序环流控制策略.该控制策略不需要改变电路拓扑,算法实现简单,易于模块化的设计,且适用于基于传统正弦脉宽调制的多重化变换器的控制.仿真和实验结果表明,该方法能够很好地控制零序环流,减少对系统的损害.
直驱式永磁同步风力发电系统最大功率追踪控制

为提高直驱式永磁同步风力发电系统最大功率追踪的效果,根据风力机的输出特性,阐明最佳特性曲线法实现风力发电系统最大功率追踪的原理,分析转速控制和功率控制方案的不足,提出基于最佳电磁转矩给定的最大功率追踪方案和一种适合于永磁同步发电机(pemanent magnet synchronous generator,PMSG)的转子初始位置检测方法.分别构建了以TMS320F2812 DSP为控制核心的10 kW风力机模拟系统和直驱式永磁同步风力发电系统,进行初始位置的检测、风速稳定和突变时系统的运行实验,实验结果验证了所提出的转子初始位置检测方法和最大功率追踪方案的有效性.
断路器操动机构用圆筒型直线感应电动机控制系统研究

针对40.5 kV真空断路器分合闸运动特性对操动机构的要求,设计了一种新型的电机操动机构,即直线感应电动机(cylinder linear induction motor,C-LIM)机构.断路器在分、合闸过程中对操动机构的动作和时间特性有较高要求,对断路器C-LIM机构运动特性及动力特性进行了分析,并规划分、合闸运动时的理想速度曲线.针对C-LIM特有的边缘效应,在考虑动态纵向边缘效应的基础上建立了矢量控制数学模型.对C-LIM驱动断路器触头运动控制系统进行仿真及样机的实验验证.结果表明,该直线电机直接驱动断路器的操动轴、驱动器动态性能好,振动较小,满足断路器分合闸运动特性要求,为断路器智能控制奠定了基础.
采用串联网侧变换器的双馈风电机组低电压过渡控制策略

双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG) 因其对电网故障的敏感性,其低电压过渡(low voltage ride-through requirement,LVRT)控制技术一直是国内外研究的热点.在分析电网故障时DFIG产生转子过电流机理的基础上,对采用串联网侧变换器(series grid-side converter,SGSC)的新型DFIG系统提出了电网电压正常时的"零电压矢量"改进控制策略及电网故障时保持DFIG系统不脱网运行的故障改进控制策略.所提故障控制策略从限制定子磁场暂态直流分量和负序工频分量及减小从风机吸收能量的角度出发,通过控制串联网侧变换器抑制定子磁链暂态直流以及负序分量对发电机转子侧的不良影响,通过控制转子侧变换器(rotor-side converter,RSC)进一步限制故障时的定、转子电流,从而实现DFIG系统在电网故障时的低电压过渡运行.在电网对称和非对称短路故障条件下,对一台采用SGSC的2 MW DFIG系统进行了仿真研究.并与采用传统"crowbar protection"方案和改进励磁控制策略方案的DFIG在电网故障时的不脱网运行能力进行了对比.仿真结果表明,所提控制方案可实现电网故障时DFIG系统的零电压过渡运行,系统具有良好的低电压过渡控制功能.
汽轮发电机时步有限元计算参数对大扰动仿真结果的影响

为准确反映电网大扰动故障对系统动态稳定以及对发电机的影响,在充分考虑转子槽楔、阻尼导条、转子体以及端部梳齿环等阻尼作用的基础上,采用场–路–网耦合时步有限元法对单机–双回线–无穷大系统动态过程进行仿真计算,系统研究了定转子端部漏抗、涡流区域等效电导率以及剖分策略等共计10个计算参数在一定范围内的取值变化对极限切除时间、电磁转矩等多个机电量仿真结果的影响.揭示了定子端部漏抗对过渡过程中最大转矩,以及转子槽楔等效电导率对励磁电流与极限切除时间的计算结果有重要影响.为系统动态过程的仿真计算、参数辩识以及巨型发电机承受系统非正常运行能力等相关问题的研究提供依据.
基于扩展卡尔曼滤波器和空间电压矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制

针对传统直接转矩控制中存在磁链和转矩脉动较大,以及速度传感器的使用降低了系统可靠性、增加了系统成本等问题,分析了空间电压矢量调制的实现方式.根据当前预期电压矢量获得基本电压空间矢量的优化组合,对转矩和磁链偏差进行精确补偿,同时保证逆变器开关频率恒定.基于扩展卡尔曼滤波器同时进行定子磁链和转速观测,提高了磁链观测精度,实现了表面式永磁同步电机空间电压矢量调制直接转矩控制,保持了直接转矩控制转矩响应快和系统鲁棒性强的优点,降低了磁链和转矩脉动.仿真和实验结果验证了所提方法的可行性和有效性.
永磁同步电机的T-S模型模糊变结构鲁棒控制

提出一种结合T-S模型与变结构技术的模糊变结构控制器,用于永磁同步电机系统的鲁棒速度跟踪.经过状态变换得到以定子电流与反电势的电机模型,用T-S模糊规则表示该模型,定义一组期望状态变量并将速度跟踪问题转化为稳定问题.选择全局模糊滑模函数,采用自适应技术对不确定性上界进行估计,所设计全局控制器由T-S模糊局部补偿器与滑模监督控制器构成,给出了自适应律及稳定性的证明.该设计方法能够充分利用模糊逻辑控制和滑模控制的优点,且控制系统的跟踪性能和鲁棒性得到显著改善.试验结果证明了该方法的有效性和正确性.
矩阵变换器在窄脉冲作用下的性能改善

由于算法原因,现有的多种调制策略不可避免的产生窄脉冲,引起换流问题及输出波形的非线性畸变,导致矩阵变换器运行性能变差.分析了矩阵变换器空间矢量调制法产生窄脉冲的原因,提出3零矢量调制和混合调制的空间矢量调制方案,通过在有效矢量之间配置多个零矢量,使得影响输出的有效矢量不被丢失,达到改善输出波形的目的.实验证明,该方法可较好地解决原来空间矢量调制法存在窄脉冲的问题,改善在低调制比给定时输出电压的波形.
新型滑模控制的并联混合有源电力滤波器

在中高压大容量的工作环境下,有源电力滤波器(active power filter,APF)谐波抑制性能及产生的电磁干扰受到主电路功率半导体器件开关频率的制约.提出一种适用于中高压混合型并联有源电力滤波器的新型滑模控制方法.该方法对电网电流和APF直流母线中点电位进行解耦跟踪控制,并将对状态变量的跟踪控制和脉宽调制(pulse width modulation, PWM)统一起来,在相同的谐波抑制精度下,可实现对开关频率的优化,将其约束在较低的确定频带内.仿真和实验结果证明,该滑模控制方法可以有效抑制由电网电压畸变和非线性负载引起的谐波电流,同时具有电磁干扰小的优点.
冲击电晕对特高压输电线路绕击耐雷水平的影响分析

基于ATP-EMTP建立了考虑电晕影响的UHVAC输电线路的雷电绕击耐雷水平分析模型.在验证所建模型的合理有效性之后分析了电晕对我国特高压试验示范工程输电线路初步设计的4种杆塔模型线路的耐雷水平的影响.仿真分析表明,冲击电晕对绕击耐雷水平影响很大,而且线路电压等级越高,这种影响越大.对于1 000 kV特高压线路,考虑电晕影响后线路绕击耐雷水平升高了约40%.此外,还基于杆塔模型为ZMP2的特高压线路,分析了线路工作电压对绕击耐雷水平的影响.在考虑电晕影响的情况下,考虑工作电压时的耐雷水平比不考虑工作电压时低5.3 kA;而对于500 kV线路,考虑工作电压比不考虑工作电压的耐雷水平只低2.4 kA.可见导线工作电压对特高压线路的耐雷水平影响更大.
采用LCL滤波器的并网逆变器双闭环入网电流控制技术

并网逆变器采用LCL滤波对高次谐波衰减效果显著,而且在低开关频率和电感较小的情况下较单电感滤波具有明显的优势.但是,LCL为无阻尼3阶系统,易发生谐振.研究采用并网电流和电容电流双闭环控制策略对并网电流进行控制,采用电容电流闭环增加系统阻尼,从而可抑制系统振荡,增加系统稳定性.对电流双闭环方案进行系统建模和稳定性分析,并进行仿真验证.最后,采用电流双闭环控制策略进行并网实验,实验结果表明,该方案可有效地避免进网电流谐振和实现进网电流的高功率因数.
高压输电线环境评估中的电场逆问题研究

为避免高压输电线环评测试中的关于工频电场的大量测量工作,建立了高压输电线工频电场逆问题模型与方程.采用全局正则化处理因测量数据中的干扰引起的逆问题解的不适定性,采用阻尼?高斯–牛顿法搜索逆问题的最优解,从而得到输电线路的实际参数,根据其实际参数计算得出输电线周围的实际工频电场分布.以500 kV同塔双回的输电线为例进行了验证计算,计算结果表明:全局正则化技术能有效解决逆问题解的病态性,进而根据求解逆问题得到的输电线实际参数,计算出输电线下方的实际电场分布.因此在环评测量中,以计算代替部分测量工作,可减少测量工作量.
调频式谐振特高压试验电源电压及频率的控制方法

调频式谐振特高压试验电源是进行特高压交流电气设备试验研究不可缺少的装置.提出采用大功率开关器件绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)来代替模拟器件产生特高压试验所需的正弦信号,结构简单、元器件数目少、易维护.整个装置由不可控整流电路、H桥逆变电路、升压变压器及串联谐振电路组成.在深入分析其工作机制的基础上建立了系统的数学模型.同时,以该模型为被控对象,对其电压调节采用自调整比例–积分控制策略,对其频率调节采用比例–积分锁相自动调频控制策略,并推导了控制模型.实验结果表明所提控制方案的正确性和新型调频式谐振特高压试验电源的有效性.
电机实用参数描述的发电机哈密顿模型

为便于研究水轮发电机内部关联的动力学机理,通过定义一组广义速度,将电机基本参数描述的发电机哈密顿模型转化为电机实用参数描述的哈密顿模型.导出结构矩阵、阻尼矩阵、输入矩阵的具体表达式,并对模型的验证问题进行分析说明.对哈密顿标准形式中阻尼矩阵的限制进行推广,结合发电机哈密顿模型分析了这种推广的合理性.分析结果表明:所导出模型的能量流与实际系统是一致的,阻尼矩阵关联因子所反映的发电机阻尼特性与其它方法获得的研究结论是一致的.
电流源逆变器的新型离散无源性滑模变结构控制方法

基于非线性控制理论,提出一种基于无源性控制和离散滑模变结构控制结合的控制策略,并将其应用于全桥电流源逆变器系统中.该控制策略既保持了2种控制方法良好的鲁棒性和动态性能,又克服了滑模变结构控制的抖动问题.给出电流型交流功率放大器的工作原理和系统的动态模型,并详细给出离散无源性滑模变结构控制器的分析与设计.将无源性控制方法和滑模变结构控制方法进行对比分析,利用2种控制方法控制律的相似性,提出一种可行的阻尼项系数的选取方法.输出电流0～16 A(峰–峰值)、频率范围0～1 000 Hz的实验样机结果表明该控制策略具有较好的鲁棒性,以及良好的稳态和动态性能.
输电线路允许输送容量的混沌预测

为更准确预测输电线路未来允许的输送容量,提出利用动态提高输电线路输送容量(dynamic line rating,DLR)系统及混沌理论预测线路的输送容量.利用改进的C-C算法可靠性高、计算速度快的特点对容量时间序列进行相空间重构,并证实了线路允许输送容量具有混沌特性,可运用混沌理论预测线路输送的容量.然后采用基于奇异值分解的混沌时间序列Volterra方法对一条安装有DLR系统的110 kV线路可输送的容量及线路可能发生的热过载故障进行预测.预测结果显示该方法能够反映容量序列未来变化的趋势及线路发生热过载故障的风险性,提高了预测的精度,是有效、可行的
电力线通信正交频分复用系统中多用户协调资源分配

针对电力线通信的限制条件,探讨在每自适应正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)符号内各用户要求速率、各子信道分配最大功率和比特数约束下,多用户在多子信道上自适应比特和功率分配的数学模型,提出2种新的基于用户优先级的功率自适应动态资源分配算法,其不同之处是,多用户在同频子信道下功率分配时,一是基于Perron- Frobenius理论,另一是基于非合作博弈论.在典型电力线信道环境下仿真分析算法的性能,并分析干扰因子和定价因子对算法性能的影响.结果表明,基于非合作博弈论的资源分配算法可以通过定价因子的改变来控制分配的功率过大等问题,从而能更好地满足电力线通信系统中高速率、低功耗和低复杂度的要求.
基于极小扩张系统方法的静态电压稳定临界点计算

在电压稳定分析中,静态电压稳定临界点一般对应潮流方程的简单折叠点.采用极小扩张系统方法计算潮流方程的简单折叠点.极小扩张系统方法是非线性分歧计算中的一类数值方法,对于n阶含参数的潮流方程,确定简单折叠点的极小扩张系统由潮流方程和一个描述折叠点性质的数量方程组成.在牛顿迭代求解极小扩张系统的过程中,采用块消去算法求解加边矩阵方程,充分利用潮流雅可比矩阵稀疏的特点来提高计算效率.与一般确定潮流方程简单折叠点的(2n + 1)阶系统相比,该方法不需降阶,计算结果可同时获得简单折叠点处潮流雅可比矩阵的左、右零特征向量.实际电力系统算例证明该方法的有效性和可行性.
含高压直流输电系统的内点最优潮流算法

讨论一种基于叠加原理和自动微分(automatic diffe- rentiation,AD)技术的考虑高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)系统的内点法最优潮流算法.该方法主要特点为:采用节点功率注入方法对HVDC建模;利用叠加原理处理HVDC使之集成到内点法最优潮流中;使用自动微分技术高效计算直流输电系统对内点法中雅可比矩阵和海森矩阵的修正矩阵.该算法只需要对传统内点法最优潮流程序做少量改动即可实现对新设备的支持,提高了程序的可维护性和通用性.多组算例测试与分析表明,该算法保持了传统内点法最优潮流程序的高效性,并可拓展到柔性交流输电设备和其他用户自定义模型.
考虑报价经验的发电商竞价策略模型

随着发电侧区域电力市场的构建基本完成并试点运行,对于参与其中的发电商来说需要更为实用的竞价策略.提出一种对发电商具有实用性的考虑报价经验的竞价策略模型,并阐述此模型的4个关键问题:寻找理想的报价点,通过模拟市场出清法和估计竞争对手报价来实现;形成主观概率判断及对理想报价点进行风险分段;求出最优竞价电量;对形成的初始概率估计进行调整.通过中标概率主观判断的概念把历史报价的经验引入到竞价策略模型中,并通过主观概率判断的演进实现对初始概率判断的调整从而实现发电商的经验报价趋近于真实值,在东北区域电力市场初期年度第一轮竞价交易中,算例结果验证了该方法的实用性和有效性.
基于瞬时状态概率的保护系统短期可靠性评估

电力系统短期可靠性评估中,设备状态概率和不可用率随时间变化较大,采用稳态不可用率抽样随机故障,可能引起较大误差.建立瞬时状态概率的解析算法,提出用评估周期内平均不可用率代替稳态不可用率.将根据历史状态和当前状态得到的平均不可用率概率加权,以反映历史状态转移的影响.建立包括拒动、误动、后备、修复、检修等的继电保护系统状态转移空间,研究了短期不可用率与可靠性参数的关系.结果表明,瞬时状态概率与短期不可用率与其稳态值存在较大差异,从不同初始状态向稳态值振荡或单调收敛.
电网侧扰动引起共振型低频振荡的机制分析

振荡源和振荡起因问题是目前共振型低频振荡研究的主要问题.通过对汽轮发电机组功频调速控制机制和阻尼分析发现,当电网侧发生功率扰动时,实际的功频控制方式使机械功率阻尼降低.在扰动初期,机械功率出现"反调",快速激发振荡;当扰动频率接近共振频率时,会引发机械功率共振.基于典型参数模型的仿真研究证实了上述分析的正 确性,此外,还表明若系统中某些机组共振频率相近,在小扰动下引起的振荡可能在机组间耦合放大.研究结果对完善共振型低频振荡的机制研究、改进实际的汽轮机功频调速控制和调试方法及抑制电力系统低频振荡有重要的现实意义.
运行风险评估中缺乏历史统计数据时的元件停运模型

缺乏历史故障统计数据是电力系统运行风险评估中的突出难题.以架空线路为例,用模糊变量表示难以用统计数据得到的线路故障率,利用人工经验给出故障率的隶属度函数.然后基于随机过程和可信性理论,建立线路的状态模糊概率的计算方法.进一步,提出采用可信性的模糊模拟来计算线路风险指标(亦为模糊变量)期望值、乐观/悲观值的方法,用于在线风险决策.算例证明了所提方法的可行性和科学性,将为数据缺乏问题提供一条解决途径.
东北-华北直流互联后东北电网发电机组PSS参数适用性研究

对东北-华北电网直流互联后,东北电网发电机组电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)参数的适用性进行研究.首先,研究互联系统联网方式对系统主导振荡模式及对发电机组励磁系统频率响应特性的影响,并结合实际互联系统进行深入分析,揭示互联系统联网方式对PSS参数需求影响的关系.在上述研究的基础上,从多个角度对东北电网现有的PSS配置和参数进行评估,评估结果表明:东北电网现有的PSS配置和参数可满足东北-华北电网直流背靠背联网方式下基本运行方式及重要检修方式的运行需求.
基于奔德斯算法的静态安全稳定约束协调控制阻塞管理

提出了一种适用于实时平衡市场的多预想故障静态安全稳定约束阻塞管理方法.建立协调运行约束与静态电压稳定约束的最优潮流模型,实现了运行约束与静态电压稳定约束的协调控制.针对系统在不同运行状态时的静态安全稳定要求,并考虑可中断负荷的作用,将不同状态静态安全稳定约束进行分解,分别建立了预防控制及校正控制阻塞管理模型.在奔德斯(Benders)分解算法基础上,提出了预防及校正阻塞管理的协调控制算法.通过对IEEE 30 节点系统的数值仿真验证了该方法的有效性.
基于布莱克曼-纳托尔窗的高精度电力谐波智能分析方法

运用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)进行电力谐波分析时存在频谱泄漏和栅栏效应,误差较大.在研究了窗函数与频谱泄漏的影响的基础上,提出一种改进型单输入多输出人工神经网络谐波分析算法.布莱克曼–纳托尔(Blackman-Nuttall)窗具有良好的旁瓣性能,能有效抑制频谱泄漏,基于布莱克曼–纳托尔窗的插值FFT算法可实现高准确度信号频率估计.单输入多输出神经网络模型根据信号频率估计值构建神经网络输入向量,获得准确的谐波幅值、相角值.给出了该算法用于电力系统谐波分析的算例.仿真结果表明:该方法能实现微弱幅值的谐波分量的准确分析,电力系统谐波检测准确度可满足实际测量需求.
编制直调火力发电单元月度电能交易计划的综合耗量优化法

实际电网通常采用平均分解的方式编制月度电能交易计划,该方式简便,但考虑因素不够全面.为此提出一种综合耗量优化方法.该方法定义单位综合成本,考虑发电企业、电网公司和社会三方利益;提出月度电量波动系数的概念;在利用日相对可用容量负载系数、日计划电量、单位综合成本和月度电量波动系数的基础上,构建所有待编制计划火力发电单元计划月份的总综合耗量目标及其优化模型;采用牛顿法求解优化问题.算例表明,该方法在允许的负荷率偏差和电量约束范围内,可以求得合理的月度电能交易计划值.
基于四阶混合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

提出一种以电流和磁链为观测对象的表贴式永磁同步电机(surface permanent magnet synchronous motor,SPMSM)的四阶混合滑模观测器.以实际电流与观测电流之差构成滑模面,并将等效信号与反馈矩阵相乘后输入到磁链观测方程,当滑模运动发生后磁链观测误差渐进收敛到零.给出磁链观测值的暂态响应,着重分析速度估计误差对磁链观测结果幅值和相位的影响,并以此为基础进行反馈矩阵的计算.根据磁链观测结果采用跟踪型算法进行位置和速度的计算.仿真和实验结果表明,该观测器可准确地观测磁链,并有效消除滑模观测器抖振的影响,位置和速度算法稳态精度高,跟踪速度快.
无位置传感器开关磁阻电机初始位置检测方法

以开关磁阻电机(switched reluctance machine,SRM)的非线性模型为仿真平台,给出一种用于检测SRM转子初始角位置的新方法,向电机各相注入一定幅值的方波电压,利用相电流峰值及其与转子角位置之间的解析关系式求出转子的初始角位置,从而实现转子处于任何位置时的快速无反转起动.同时,对该位置检测方法的鲁棒性进行了研究,得到了预估相的选取原则.以一台三相6/4极SRM为对象进行了相关实验,实验结果验证了该位置检测方法的可行性及预估相选取原则的正确性.
微电网非破坏性无盲区孤岛检测技术

传统无源孤岛检测方法存在检测盲区,有源孤岛检测方法可减小或消除检测盲区,但其机制是将系统电压幅值或频率偏离至故障运行范围,从而判断孤岛发生,其本质属于破坏性孤岛检测方法.然而,微电网应用场合需要无盲区且非破坏性孤岛检测方法.为了解决该问题,提出一种基于负序电压正反馈(negative-sequence voltage positive feedback,NSVPF)的孤岛检测方法,并根据IEEE Std.1547测试标准对提出的方法进行理论分析及仿真研究.结果表明,在IEEE Std.1547规定的最差情况下,提出的NSVPF孤岛检测方法在电压处于正常运行范围的情况下仍可快速有效地检测到孤岛的发生,从而实现了非破坏性无盲区孤岛检测.此外,该文提出的孤岛检测方法在电网单相和两相断路情况下仍然有效,最后探讨了如何防止伪孤岛的问题.
含风电场的电力系统动态经济调度

研究了含风电场电力系统动态经济调度的影响因素,在风电功率全额上网的基础上,通过优化常规火电机组出力,实现动态经济调度.优化模型中引入了正、负旋转备用约束,以应对风电功率预测误差给系统调度带来的影响;在目标函数中计及了常规火电机组的阀点效应带来的能耗成本.针对优化模型的不可微和多峰值特性,采用光滑化处理技术,并提出粒子群内点混合优化策略.实例验证表明,所提出的动态经济调度模型合理,算法具有很好的实用价值.
基于戴维南等值跟踪的电压失稳和功角失稳的判别方法

电压失稳和功角失稳是电力系统的2种失稳模式.在暂态过程中,功角失稳和电压失稳的发生常常交织在一起,而不容易区分.提出基于戴维南等值跟踪方法的电压失稳和功角失稳的判别方法.通过故障后戴维南等值参数的变化判断系统的失稳模式.示例系统的仿真结果表明,所提出的失稳模式判别方法是正确、有效的,同时表明当系统电压大幅下降和功角差增大同时发生时,并不能简单地认为是电压失稳和功角失稳的耦合失稳模式,而是仍有其相对应的主导失稳模式,或为电压失稳或为功角失稳.
异步电动机定子绕组匝间短路三维温度场计算与分析

对异步电动机定子建立三维传热模型,通过有限元法对其温度场进行计算并与实验结果进行对比.在此基础上,利用该模型对定子绕组发生不同程度的局部短路故障时定子的温度场进行了研究.结果表明,电机在运行过程中即使发生匝间短路时,温升限值也有可能达不到该电机温升等级B级的75 ℃,因此单纯通过国标规定的温升限值和温度极值来判断电机状态是不够准确的;随着短路程度的变化,绕组温度场的分布规律相应也发生了变化,机壳表面温升也相应变化;不同的短路位置导致绕组温度场分布规律也有所不同,因此通过温度场的变化可以在短路故障的初期进行判断;通过温度场的变化规律及温升进行联合评估,可以区分判断出定子绕组槽内匝间局部短路、端部匝间局部短路和整槽绕组的短路故障.
不同容量汽轮发电机负载非线性特性的对比研究

在以往研究300 MW汽轮发电机非线性特性的基础上,以常用的4种汽轮发电机为例,采用有限元方法,研究不同容量汽轮发电机负载非线性特性的共同特点.揭示了不同运行条件下4种汽轮发电机的负载非线性特性均与各自空载特性存在显著差别,而出现这种差别的原因在于大型汽轮发电机在负载运行时普遍存在铁磁饱和与磁场畸变非线性.研究结果可为建立电力系统非正常运行条件下发电机的非线性模型提供重要参考.通过2种机组的有限元计算结果与运行数据对比,证明结论的有效性.
超磁致伸缩加速度传感器

稀土铁超磁致伸缩材料具有磁致伸缩逆效应,以此为基础的加速度传感器具有过载能力强、测量范围广、能在恶劣环境下工作、寿命长等一系列优异性能,在重工业、化学等工业领域的自动化控制系统中有着广泛的应用前景.为了有效地设计和优化超磁致伸缩加速度传感器,该文根据能量变分原理,建立了超磁致伸缩材料Tb-Dy-Fe制作的加速度传感器的磁–机械强耦合模型,应用该模型采用自编有限元软件,计算了传感器空气隙中的磁感应强度和施加加速度的关系,并测试了施加加速度从20~150 m/s2范围内传感器空气隙中的磁感应强度,发现计算结果与实验结果符合较好,相对误差小于9%,满足工程需要.表明建立的超磁致伸缩加速度传感器的磁–机械强耦合有限元模型是有效的,能够反映超磁致伸缩加速度传感器的输入输出关系.
三相四线制三电平三桥臂有源滤波器中点平衡控制策略

中点平衡问题是三相四线制三电平三桥臂有源电力滤波器(active power filter, APF)的一个固有问题,目前在矢量调制中尚无完善的控制理论完全解决此问题.该文通过对各种电流电压状态下每个三维空间矢量对直流中点电位的影响进行分析,提出了"中点控制度"(neutral-point control grades,NPCG)的概念,并给出了NPCG的计算公式;基于NPCG,在α-β-0坐标系下提出一种基于坐标平移原理的新型"三维矢量优化选择调制策略"(optimized 3D space vector modulation,O3DSVM),该调制策略能优化选择NPCG值较高的矢量以合成目标矢量,从而达到最大程度控制直流中点电位偏移的目的.仿真分析验证了中点控制度理论及O3DSVM调制策略的正确性和可行性,采用该策略的APF不但中点电位得到了有效控制,且补偿效果良好.
基于虚拟阻抗的不间断电源并联系统均流控制

不间断电源(uninterrupeted power system,UPS)并联系统中逆变器直流母线电压不一致,IGBT导通压降分散性,PWM控制死区时间不同,滤波电感的等效内阻抗不同都可能造成并联系统UPS之间产生环流,降低UPS并联系统的均流特性和稳定性.为解决该问题,在电压电流双闭环之外引入虚拟电阻环节,虚拟阻抗的加入可减小UPS逆变器参数不同造成的输出内阻抗差异,提高均流控制精度.详细介绍了虚拟阻抗对UPS并联系统均流特性的影响.两台单套功率40 kVA的三相四线UPS并联系统实验证明,运用该均流控制方法可大大提高系统的均流特性和稳定性.
多电平变流器在风力发电系统中的应用

对多电平变流器中的中点电位不平衡机理进行分析,提出一种能有效抑制中点电位偏移的控制算法.利用Matlab/Simulink仿真软件构建了风力机模型、多电平PWM整流器模型、具有抑制中点电位不平衡控制的多电平逆变器模式,建立了完整的背靠背直驱型风力发电系统.通过仿真分析,验证了所提出抑制中点电位偏移控制策略的实用性和可行性,多电平变流器中点电位偏移问题被有效抑制,并且在低开关频率条件下,具有输出谐波含量低、输出波形好的特性,适合应用于高压大功率风力发电系统.
三相两桥臂三电平脉宽调制整流器双单输入单输出模型及控制策略

系统分析三相两桥臂三电平中性点箝位脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的数学模型和工作模式,提出一种基于α-β静止参考坐标系的双单输入单输出模型,在两相静止坐标系中将三相两桥臂三电平PWM整流器简化为2个与传统单相升压变换器类似的电路结构.根据空间矢量调制理论,分析各开关信号由两相静止坐标系到三相静止坐标系变换时的控制策略.该模型简化了对PWM整流器的分析,并且易于数字实现.仿真和实验结果验证了三相两桥臂三电平PWM整流器及其双单输入单输出控制策略的有效性.
电压源型快速动态无功补偿器

提出一种新颖电压源型连续可调无功功率补偿器的控制策略,采用正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)电压源型逆变器(voltage source converter,VSC)直接调节补偿电抗上的电压,实现补偿器的连续可调感性无功功率输出.该补偿器克服了传统晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)的谐波问题,并且逆变器的最大工作容量仅为补偿容量的25%.结合晶闸管投切电容器(thyristor switched capacitor,TSC)可大大降低动态无功补偿部分的容量,并实现无功功率的连续双向调节.建立基于Matlab/Simulink的系统仿真模型,对控制策略进行仿真研究.最后设计制作高性能数字控制器,通过实验验证提出的控制策略是有效可行的.
新型接法的三绕组单相电动机

在单相供电系统中,当电动机额定功率大于0.5 kW时,采用普通单相感应电动机是不经济的,为此提出一种新型连接方式的三绕组单相感应电动机,该接法对Y接法三相感应电动机的6个出线头进行改接,并与2个电容器相连接,改变了绕组中电流的相位,使三相电机在单相供电系统中实现接近对称运行.采用对称分量法研究该连接方式下电机对称运行需要满足的条件,讨论对称运行条件下电容的选择及其对电机性能的影响,推导了该电机性能计算的具体方法.针对该连接方式进行试验研究,并与三相对称运行进行比较.样机试验证明,新型接法三绕组电机的效率接近三相电动机在三相电源上对称运行的效率,且具有更高的功率因数,可替代普通单相感应电动机.
新型十二相梯形波永磁无刷直流发电机

同步电机六相双Y绕组就电机内部而言实质上由十二相30°绕组连接而成.提出永磁同步电机采用十二相梯形波相电势输出,经共阳极连接十二相零式整流电路整流构成永磁无刷直流发电机.利用槽电势星形图分析输出电压特性,得到电枢绕组的设计原则.设计一台2 kW梯形波永磁无刷直流发电机,建立发电机系统场路耦合模型,并进行有限元计算,得到整流二极管导通模态及导通电流特性.样机实验结果与理论及仿真分析一致,表明十二相梯形波永磁无刷直流发电机的整流二极管数目与六相双Y整流电路相同,输出电压脉动相当,但整流二极管平均电流降低一半.
三相电压型脉宽调制整流器的非线性预测控制

脉宽调制(pulse width modulation,PWM)对电流跟踪的要求比较高,而数字化控制的延迟会严重影响整个系统的性能.为解决这一矛盾,并考虑到PWM整流器的非线性特性,将基于微分几何理论的非线性预测控制方法应用于三相电压型PWM整流器.利用泰勒展开得出状态值和指令值下一控制周期的预测值,并根据性能指标得出当前周期的控制量.为进一步提高电流跟踪精度,将状态变量及其指令值的偏差作为目标方程,在性能指标中引入目标方程的积分,得出了新的控制率.对非线性预测控制的本质进行分析.仿真和实验结果均表明,输入电流为正弦量,畸变率低,功率因数高,暂态特性优异,能有效补偿延迟的影响,验证了所提方法的正确性和有效性.
利用电弧动态数学模型的低压断路器开断过程仿真分析

低压断路器开断过程仿真的关键内容是如何建立开断过程的电弧数学模型,并将其与其它开断过程的物理现象相耦合.通过对虚拟样机软件ADAMS进行二次开发,将电弧动态数学模型应用到低压断路器的开断过程仿真,并结合有限元软件ANSYS,建立了耦合复杂机械运动﹑电路﹑磁场和电弧数学模型的低压断路器开断过程仿真模型.通过将建立的仿真模型应用到一带双向斥开触头系统的塑壳断路器,研究了静触头压力大小对该塑壳断路器开断性能的影响.实验结果表明,利用所提出的仿真模型研究低压断路器的开断过程是可行的.
阶梯波合成逆变器的波形调制技术研究

阶梯波合成逆变器开关频率低,谐波含量小,滤波容易,特别适合大功率应用场合,但由于传统阶梯波合成逆变器功率管驱动信号采用延时的方法产生,动态性能差.研究了一种新的阶梯波合成逆变器波形调制技术,采用空间矢量调制方法得到各桥功率管驱动信号,提高逆变器的带宽.在分析移相变压器对空间矢量的影响的基础上,结合阶梯波合成逆变器对驱动信号的逻辑要求,提出从相位滞后通道至相位超前通道顺序采样的错时采样空间矢量调制(space vector modulation,SVM)策略,并分析该调制技术的谐波消除机制和特性.仿真和实验验证了该技术可以用于阶梯波合成逆变器的输出电压的调节,具有优良的输出频谱特性,且增大了逆变器的带宽,有利于提高逆变器的动态性能.
大型电站锅炉混煤掺烧的NOx排放特性预测与运行优化

在某700 MW四角切圆燃煤电站锅炉的NOx排放特性及锅炉效率多工况热态测试的基础上,应用人工神经网络建立大型四角切圆电站锅炉NOx特性及锅炉效率模型并进行预测,检验样本NOx排放浓度和锅炉效率预测值与实测值的平均相对误差分别为3.63%和0.23%,证实模型的可行性.并在此基础上,结合遗传算法对锅炉运行参数进行优化.优化后NOx排放浓度为421.44、255.05和215.40 mg·m-3,分别降低了37.56%、29.43%和30.56%;锅炉效率为94.56%、94.13%和94.80%,分别提高了0.09%、0.42%和0.88%.该模型可在掺烧非设计煤种情况下寻找出最优运行参数,降低锅炉NOx排放浓度并提高锅炉效率;同时随掺混比的增大,NOx排放浓度降低;掺烧D磨和E磨有利于降低NOx.
双电压合成调制和空间矢量调制的一致性

在深入分析矩阵变换器双电压合成调制和空间矢量调制策略基本原理的基础上,从数学的角度证明了2种调制策略占空比的计算表达式是一致的,说明2种调制策略宏观上是统一的.从开关序列安排、原点开关的基本概念以及功率因数控制等方面揭示了2种调制策略的一致性.受空间矢量调制中利用相反的有效矢量抑制共模电压的方法的启发,提出一种减少共模电压的双电压合成方法,仿真结果验证了该方法的正确性和可行性,进一步证实了空间矢量调制和双电压合成调制的内在一致性.
纳米精度运动台电机伺服参数校准方法研究

多自由度纳米精度工件台的精度直接受电机力常数和增益平衡矩阵的影响,需要进行周期性测试.因实际电机负载与理论计算负载有差异且随时间发生改变,导致其电机力常数变化,直接采用理论计算负载会降低工件台精度.采用传递函数计算电机实际负载,建立电机负载与电机力常数间的关系,实现了电机力常数的校准.引入串扰系数描述不同电机轴间的串扰,并提出了增益平衡矩阵的详细计算方法.实验验证了该方法的正确性,并实现了工件台10 nm的定位精度.
具有开关电容的隔离型交错并联Boost变换器

提出一种具有开关电容的隔离型交错并联Boost变换器.由于开关电容的存在,此变换器的变压器可交替工作在反激与正激模态,从而将部分输出能量存储在开关电容中,因此,这种变换器的功率等级有了一定提高,磁芯的体积可有效减小.开关电容内在的倍压能力提高了电路的电压增益,因此降低了变压器的匝比和副边二极管的电压应力.开关电容的充放电平衡使得输出各相之间的电流自动均衡.开关管的非对称连接方式,使得并联运行的2个支路只需要一个有源钳位电路就可吸收2个变压器原边的漏感能量,因此,主开关管和钳位管都实现了零电压开通和零电压关断.由于二极管的电流下降率受到变压器漏感的限制,因此反向恢复问题得到抑制.一台1 kW 48 V/380 V的实验样机的实验结果验证了理论分析的有效性.
独立光伏发电系统能量管理控制策略

随着能源危机和环境污染问题日益严重,太阳能光伏发电正成为世界关注的热点.提出一种新的太阳能独立光伏发电系统能量管理控制策略.系统由太阳能电池、蓄电池、单向DC-DC变换器和双向DC-DC变换器组成,太阳能电池提供负载稳定工作时所需要的能量,多余或不足的能量由蓄电池来动态调节.系统能量管理的核心是根据太阳能电池和蓄电池的工作状态,控制单向变换器和双向变换器工作在合适的模式,从而使太阳能电池和蓄电池协调工作,确保供电系统高效稳定运行以及快速的动态响应.通过原理样机验证了所提的系统能量管理控制策略的有效性.
基于人工神经网络与遗传算法的风力机翼型优化设计方法

开发风力机专用翼型是风电技术中的一个关键问题,高升阻比翼型的优化设计方法是目前风力机空气动力学的重要研究课题.该文建立了多运行工况下升阻比最高的风力机翼型优化设计方法,运用Bezier 函数建立了翼型的数字化参数表征方法,根据完全析因试验设计方法选取了翼型族的设计空间,利用计算流体力学方法获得了每个翼型样本的气动性能参数,采用人工神经网络和遗传算法相结合的现代优化方法数值求解了优化命题.基于上述模型对FX 63–167翼型进行优化改进,重点研究风力机翼型在3 种运行工况点下的气动优化设计命题及其求解方法.计算表明优化后翼型具有更佳的气动特性,各工况点下的升阻比均有所提高,验证了该优化方法的合理性、可行性.
一种满意控制的水轮机调速系统参数优化方法

水轮机调速器比例积分微分(proportion-integration-differentiation ,PID)参数优化是经久不衰的研究课题,目前研究较多的是基于最优化理论的参数设计.提出一种基于水轮机转速性能指标满意度参数优化的新方法,该方法直接计算系统响应的上升时间、超调量、调整时间、稳态误差和反调量等性能指标,籍此得到各性能指标的满意度函数,并以系统总体满意度作为适应度函数,利用遗传算法进行参数优化,得到总体满意度符合设计要求的PID 参数.该方法设计目标更实际、具体,尽管参数不一定最优,但能满足系统响应要求,且代价较小,更具实用性.应用至刚性水击模型和弹性刚性水击模型水力系统的PID 参数优化设计,仿真结果表明满意度控制方法在水轮机调速系统参数优化中的有效性和实用性.
电磁感应高温空气加热特性试验研究

将电磁感应加热技术应用到空气加热领域,研制新型高温空气加热装置.在电磁感应磁场中依靠加热装置内部感应加热件所产生的感应热对空气进行加热.在高温空气加热试验装置上,进行加热功率、空气流量、加热件初始温度对空气加热特性的影响规律的试验研究.结果表明:电磁感应高温空气加热装置能够快速方便地产生高温空气,空气终温可达900 ℃以上;通过改变电源功率或进入加热装置的空气流量,可以产生不同终温的高温空气.
超临界直流锅炉蒸发受热面静态数学模型

基于超临界直流锅炉的运行数据,建立了炉膛蒸发受热面的静态数学模型,所给出的动量、能量微分方程和完整的IAPWS-IF97 物性工业方程相耦合,并给出物性代数方程、动量和能量微分方程组成的混合方程组的求解方法,得到工质参数沿受热面流程的数值解.模型预测结果和试验数据吻合良好.该模型能够根据蒸发受热面的运行环境预测工作状态,确定工质分相点位置,可用于受热面的运行监测和诊断,指导超临界直流锅炉燃烧和汽温控制.
用于局部放电信号定位的多样本能量相关搜索提取时间差算法

提出一种应用多样本非平稳信号的能量相关搜索提取时间差算法,阐明该算法的原理,给出具体计算公式和步骤,对实验室获得的大量变压器局部放电超高频信号数据样本,经过"相关–移位–叠加"数学变换,得到具有统计意义的能量累积曲线,再利用相关搜索原理准确计算出多传感器信号间的时间差,有效解决了多信号间时间差难以准确获取和用单样本数据对局放源定位的结果分散性大的问题,其定位时间误差在皮秒级,距离误差在厘米级.
应用平面磁芯结构的高功率密度整流变压器设计

为解决高压绝缘致使高频大功率开关电源中整流变压器功率密度不高的问题,通过分析常规结构整流变压器电位分布的不合理因素,提出一种新的变压器磁芯结构.它采用平面磁芯并联磁路构成变压器单元,由不同单元串级连接、层叠布局形成整个变压器磁芯.设计实例分析表明,该串级式层叠平面磁芯变压器的电位分布有利于提高整流变压器的功率密度,且比常规结构整流变压器的功率密度有显著提高.
交直流混合系统潮流算法改进及其鲁棒性分析

提出一种改进交替求解法来计算交直流混合输电系统潮流.该方法克服了直流子系统计算过程中由于受到交流系统母线电压幅值的影响而可能产生振荡的缺点.采用牛顿拉夫逊法计算直流输电子系统中每个单元,避免依照公式直接计算可能产生对负数开方的问题;同时,它很好地处理了分接头的调整问题,克服了由于控制角的余弦值大于1而导致无法回算触发角(熄弧角)的问题.仿真结果表明该算法快速可靠.所提出的方法在南方电网不同断面、不同运行方式、以及系统N-1扫描的计算过程中,体现出较好的快速性和可靠性.
静止无功发生器与晶闸管投切电容器协同运行混合无功补偿系统

提出一种低成本混合型无功补偿系统(hybrid var compensator,HVC),它由一台较小容量的静止无功发生器(static synchronous compensator,STATCOM)和较大容量的多组晶闸管投切电容器(thyristor switched capacitor,TSC)构成,其中STATCOM用以实现快速连续无功调节,TSC实现无功的大容量分级调节,二者协同工作使HVC系统兼具STATCOM快速连续无功补偿及TSC低成本大容量无功补偿的优势,实现低成本大容量的无功连续补偿.在分析HVC基本工作原理的基础上,提出基于专家决策的HVC协调控制方法,实现离散子系统TSC和连续子系统STATCOM的协调控制,确保HVC能进行快速大容量的无功补偿,针对传统的STATCOM串级电压控制器中调节器多、控制器参数难以设计的缺点,提出基于瞬时功率平衡的电压控制策略,以降低STATCOM控制复杂度,提高可靠性,使系统更易于实现.仿真及现场应用结果证明HVC能够实现无级连续无功补偿,并且成本低,在满足高电耗企业节能降耗需求的基础上,为应用单位减少了投资.
感应电动机群单机等值算法研究

基于感应电动机负荷的物理机理特性,对感应电动机群的单机等值模型的建模方法进行深入研究.首先提出一种有效的电动机群分类方法,它能将任意一群感应电动机负荷分为稳定性好和稳定性差的2个子群.其次基于能反映电动机机电特性的几个重要运行指标,提出一种感应电动机群的单机等值算法.然后根据对所有电动机的分群结果引入主导电动机群的概念,对等值惯性时间常数及转子电阻进行修正.经过仿真对比表明,在大扰动运行方式下甚至是涉及到系统失稳的条件下,应用该算法得到的电动机群单机等值模型均能达到满意精度.