中外大学电气工程专业课程体系的对比与分析

本文对电气工程专业本科生的课程体系进行了梳理。分别选取了国内和国外三所名校的方案作为参照,详细进行了课程类别、课程内容、总学分、总学时的对比,分析了国内外高校的各自特点,给出了关于课程体系修订的一些建议。本文对教学研究和管理人员具有很好的参考价值。

电气工程及其自动化专业建设与创新人才培养

总结了哈尔滨工业大学电气工程及其自动化专业建设的情况,重点阐述了培养方案制定的指导思想和特点以及在课程建设与改革中所取得的成果。在创新人才培养方面采取重大举措,将科研成果引入教学,由教授和博导开出创新研修课,培养本科生的科学精神和科研能力。建立学生科技创新中心,利用第二课堂,为学生进行自主学习提供条件,并取得丰硕成果。文中还对进一步的专业建设进行了总体规划。

基于电气剖分信息的风电系统有功调度与控制

针对风速的随机性和间歇性对电力系统调度与控制带来的困难,提出一种风电系统有功调度的二层结构调控策略,即在在线调度周期内,借助系统内常规发电机组的配合对预调度周期内的发电计划进行再校正以及在自动控制时间级内通过与风电机组紧密关联的自动发电控制(automationgenerationcontrol,AGC)机组的实时偏差调控对在线调度计划外的功率波动进行调整的策略。利用与风电机组、相关非风电机组及其供电负荷等有关的网络源流路径电气剖分信息,计算非风电机组参与发电计划再校正的功率调整因子及参与风电实时功率波动控制的关联AGC机组之间的负荷分配因子。算例表明,二层结构的调控策略可以有效跟踪风电与负荷功率的波动或预测偏差,从而提高整个系统的运行质量。

基于GPRS的电气化铁路线索张力监测系统

针对我国电气化铁路地域分布广、"空窗"时间短从而导致接触网线索张力采集困难这一问题,设计了基于GPRS的电气化铁路线索张力监测系统,分析了数据在通信网络中的传输过程,比较了GPRS模块与监测主机建立连接的不同方案,给出了监测系统的软硬件设计方案,并进行了相关测试。测试结果表明:该系统工作稳定,实时性好,可以满足铁路系统线索张力监测的应用需求。

基于矢量控制的工业缝纫机用低成本永磁同步电动机驱动系统

给出一种低成本工业缝纫机用永磁同步电动机(PMSM)驱动系统方案。首先通过改进永磁同步电动机的结构,简化了加工工艺,同时采用简易的光电编码器作为位置传感器,选用新型器件设计了低成本高性能的驱动控制器硬件系统。基于矢量控制技术,进行了驱动控制系统的软件设计。采用PID控制策略,实现驱动系统的加速、减速、调速及准确定位等控制功能。所设计的系统满足工业缝纫机的性能需求,动态响应良好,而且降低了驱动系统的成本。实验表明系统方案可行。

T型输电系统故障测距算法研究

利用单端工频量的输电线路故障测距算法，较难解决多端系统的故障定位问题。基于分布参数线路模型，提出了三端系统故障测距的新方法。其特点为：（１）各端之间不需同步测量。因此，不需实时通信，只需故障后分析。（２）对于单回线Ｔ结和单回线－双回线Ｔ结，不需区分短路类型。（３）亦适合于长线的短路点定位，且原理上，测距精度与分布电容、过渡阻抗、负荷电流和系统运行方式等因素无关。模拟故障测距的数字仿真试验表明，方法有效。

一种消除PWM逆变器驱动系统中电动机端轴电压和轴承电流的前馈有源滤波器

为抑制由PWM逆变器输出的共模电压而导致电机轴承的损坏,提出了前馈有源滤波器。滤波器包括无源共模电压检测网络,推挽电路以及四绕组共模变压器。滤波器输出与共模电压幅值相同极性相反的补偿电压,将其叠加到逆变器输出上,从而达到消除共模电压进而消除轴电压和轴承电流的目的。文中还给出了部分滤波器参数的确定方法。仿真和实验结果验证了该滤波器可以显著地抑制电机端共模电压,从而减小了变频器输出的负面影响如轴电压,轴承电流等, 延长了轴承的寿命,提高了PWM驱动系统的可靠性。

永磁交流伺服系统电流环带宽扩展研究

在数字控制交流伺服系统中,制约电流环带宽的因素主要包括功率器件的开关频率和A/D采样时间、计算处理、PWM占空比更新等数字控制延时。开关频率的提高会带来开关损耗的增加,因此,在不改变功率器件开关频率的前提下扩展电流环的带宽很有必要。在同步旋转坐标系下的电流解耦控制基础上,分析了永磁交流伺服系统中电流采样和占空比更新方式产生的延时对电流环带宽的影响,并提出了带宽扩展策略,在一个载波周期内实现定子电流的双次采样和PWM占空比双次更新。在保持开关频率不变的情况下,理论上可扩展电流环带宽1倍以上,从而可以大幅提高永磁交流伺服系统的动态性能,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和方法的有效性。

基于扰动观测器的PMSM交流伺服系统低速控制

针对交流伺服系统中通常采用的MT法测速在低速时存在的问题,采用了自适应扰动测器以获得低速下的连续转速,并利用波波夫超稳定性理论给出了一种简单的自适应律。该方法能实时观测负载转矩扰动和低速时的连续速度变化,计算量小。仿真和实验结果表明,应用该方法在低速情况下较之传统MT法测速具有良好的控制效果。

多端直流输电系统控制研究综述

多端直流输电技术具有多起点多落点等特点,作为目前实现新能源并网最具潜力的方式,是未来直流电网发展的主要趋势。多端直流输电系统控制是实现系统稳定运行的关键技术之一,从多端直流输电技术发展的背景入手,概述多端直流输电技术的发展现状,介绍目前多端直流输电系统功率协调控制的主要方式及存在的问题,并讨论分析多端直流输电系统的控制及保护方法,为多端直流技术的后续研究提供参考。

不确定非线性系统的自适应反演终端滑模控制

针对一类参数严格反馈型不确定非线性系统,本文提出一种自适应反演终端滑模控制方法.反演控制的前n?1步结合自适应律估计系统的未知参数,第n步采用非奇异终端滑模,使系统最后一个状态有限时间内收敛.利用微分估计器获得误差系统状态的导数,并设计了高阶滑模控制律,去除控制抖振,使系统对于匹配和非匹配不确定性均具有鲁棒性.同自适应反演线性滑模方法相比,所提方法提高了系统的收敛速度和稳态跟踪精度,并且控制信号更加平滑.仿真结果验证了该方法的有效性。

复杂辐射状配电系统的可靠性评估

提出一种能灵活响应配电网络拓扑结构变化的复杂辐射状配电系统可靠性评估的故障遍历算法。该算法能有效地考虑配电系统的自动化特性,将故障后的系统恢复分为两个阶段进行。该算法利用父向搜索法确定故障的影响范围,并利用广度优先遍历搜索法将系统的故障部分分为故障修复区、前向故障恢复区和后向故障恢复区。该算法以面向支路的前推回代法为基础,利用树的添加和删除操作灵活响应各种支路开断及负荷转移所引起的网络拓扑结构变化,用父向搜索法确定所需进行潮流计算的子系统,并通过控制父向搜索法的搜索步数来灵活简化潮流计算。经算例验证,该算法是一种较为实用的可靠性评估算法。

交流伺服系统控制器参数自整定及优化

以交流永磁同步电机系统的速度控制器为研究对象,提出一种新颖、准确、易于实现的转动惯量辨识方法,并在此基础上提出一种参数自整定控制策略。这种策略的最大特点是:通过转动惯量辨识值计算得到初始PI参数,之后不再以速度阶跃响应曲线的超调量、上升时间、振荡时间等作为PI参数优化的标准,而是使电机速度以三角波曲线运动,在运动过程中以评价函数E作为衡量控制效果的量化标准。通过实验验证了此种方法的实用性和有效性。优化后的控制参数使评价函数E最小,不仅能够保证动态跟踪性能,同时提升了系统抗扰性能,在额定转速时负载100%波动最大转速波动仅为4r/min。

基于模糊综合评判法的电力系统信息安全评估

结合电力信息系统的应用现状,提出了利用模糊综合评判法进行基于系统安全工程能力成熟度模型(SSE-CMM)的电力系统信息安全评估的模型和方法。首先介绍了SSE-CMM和模糊综合评判法,然后阐述了如何根据SSE-CMM划分评判层次,并根据电力信息系统的特点合理确定模糊评判矩阵和权重系数集,最后通过算例分析阐明了应用模糊综合评判法进行基于SSE-CMM的电力系统信息安全评估的具体步骤。计算结果表明,文中提出的方法具有可行性和指导性。

储能型功率补偿系统的无功功率与动态有功功率解耦控制

为降低柴油发电机组的暂态电压与频率波动,并优化其工作效率,以同步旋转坐标系下的发电机数学模型为基础获得了其输出电压和转速的阶跃响应表达式,证明只对其进行无功补偿难以解决输出电压及转速的动态跌落问题。在此基础上提出储能型功率补偿系统与柴油发电机组相并联的联合供电方案,由储能型功率补偿系统提供无功功率和负载动态变化过程的有功功率从而提高系统的动态电能质量。提出了包括无功功率和动态有功功率参考值的产生方法、有功和无功电流闭环解耦控制策略的总体控制方案,给出了相应的仿真和实验结果,结果表明,加入储能型功率补偿系统后,柴油发电机组的功率因数接近1,不输出无功功率,带动阶跃负载时,其输出电压有效值动态跌落远小于5%,动态电能质量得到显著提高。

基于CAN总线和DSP的变电站监控系统

介绍了基于控制器局域网 (CAN)总线和数字信号处理器 (DSP)的变电站监控系统的设计与实现。为了提高系统的实时响应性能和信号处理能力 ,在硬件设计上采用了 DSP和复杂可编程逻辑器件 (CPLD)技术 ,使系统的集成化程度和可靠性得到显著提高 ;采用了模块化的程序设计方法 ,同时通过利用 DSP的中断资源 ,解决了多任务对 CPU的同时请求以及交叉的问题 ,提高了系统的实时性和软件的运行效率。介绍了以 TI公司的 TMS3 2 0 LF2 4 0 7A作为处理器和 ALTERA公司的 MAX70 0 0 S系列的 EPM71 2 8STC1 0 0 - 6为外围数字电路的系统硬件电路设计。最后介绍了基于 CAN总线的 DL/T6 3 4 - 1

非奇异终端滑模控制系统的设计方法

提出一种全局非奇异终端滑模控制器 ,可用于带有参数不确定和外部扰动的二阶非线性系统。证明了系统从任意初始状态到达滑模的时间和在滑模上到达平衡点的时间均为有限 ,分析了终端滑模控制用于不确定性系统的跟踪精度 ,推导了系统跟踪精度和用于消除抖振的饱和函数宽度之间的数学关系。根据给定的跟踪精度 ,可设计出合适的饱和函数。

永磁交流伺服系统机械谐振成因及其抑制

永磁交流伺服系统中机械传动装置的刚度有限,传动装置的弹性会在系统中引发机械谐振。针对典型伺服驱动系统中的机械传动装置,建立了电机-负载双惯量模型,通过理论分析阐明机械谐振形成的原理,并建立起关键参数与谐振现象的定量关系。通过仿真分析了弹性传动装置对伺服驱动系统性能的影响,并研究了使用陷波滤波器抑制机械谐振的控制效果。仿真结果验证了机械谐振特性理论分析的正确性,同时也验证了陷波滤波器的有效性及局限性。陷波滤波器在对机械谐振产生抑制的同时,还会在系统中引入两个不同频率的谐振,进而无法完全消除谐振的影响。

改进型变步长最大功率跟踪算法在风力发电系统中的应用

为了改善永磁直驱式风力发电系统最大功率跟踪算法的稳态跟踪准确度和动态跟踪速度,提出了一种改进型变步长爬山搜索寻优算法;它结合同步电机矢量控制技术,在同步旋转坐标系下,通过解耦控制电机交轴电流分量,达到对风力机转速的控制。变步长最大功率跟踪算法思路是:基于两点斜率比较,判断发电系统接近最大功率点,通过指数衰减步长抑制发电系统在最大功率点附近振荡;不依赖风速传感器,通过每个寻优周期动态设置风速突变检测阈值,准确辨识风速变化,并重新初始化步长提高对风速变化的快速跟踪性能。通过搭建风力发电系统的Matlab/Simulink仿真模型和硬件实验平台,验证了该算法的有效性,展示了其良好的工程应用价值。

多馈入直流输电系统的动态特性及稳定控制与分析

对多馈入直流输电系统的动态特性及稳定控制与分析进行了综述。首先讨论了多馈入直流输电系统中交直流系统间和直流系统间的复杂相互作用。然后根据国内外的有关研究,对多馈入直流输电系统的稳定性和稳定控制进行了系统的总结,提出了进一步深入研究的建议。最后对多馈入直流输电系统的分析方法进行了综述,并对其存在的问题提出了改进意见。