5G基站场景下的高压直流远供关键技术与经济模式

与4G通讯相比,5G通讯采用大规模天线、超密集组网和高频通讯等关键技术使性能大幅提升,但也使5G单个基站功耗增加,站点数倍增,因此供电需求发生变化。目前有就近供电及高压直流远供两类供电形式可满足新的供电需求。针对高压直流远供,梳理了供电架构与关键技术,并综合考量削峰填谷经济模式运行投资成本、5G基站业务负荷忙闲时段、峰谷分时电价,提出一种可行的工作模式。该工作模式在高压直流远供方案已投资建设的基础上,投资成本小,并利用峰谷分时电价差获得经济效益,一定程度上缓解基站用电成本高的现状。最后对5G基站供电的发展进行展望,为研究或设计其供电提供参考。

T型三电平逆变器中点电位平衡电路及控制

直流母线电压中点电位不平衡是T型三电平逆变器的拓扑结构造成的固有问题。这里从T型三电平逆变器的拓扑结构出发,分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)中大、中和小矢量对中点电位不平衡的影响,针对中点电位不平衡,在电源侧并联一个半桥模块且中点与母线中点串联电感的平衡电路,然后对平衡电路被控对象进行建模与分析,推导出中点电压平衡控制框图,通过对上、下电容进行充放电控制,控制中点电位达到平衡,最后,搭建了T型三电平逆变器实验平台,进行了仿真和实验验证,实验结果验证了所提平衡电路和控制的有效性和可行性。

计及能量互济的多区域综合能源系统多目标双层优化

多区域综合能源系统(integrated energy system,IES)的能量供需关系复杂,增加了系统规划及运行调度的难度。为此,提出了计及区域能量互济的多目标双层优化策略。其中,规划层选取年化总成本、㶲效率及年碳排放量作为优化子目标,并对子目标赋予权重因子,建立多目标优化模型;调度层以日运行成本最低为目标函数,并计及区域能量互济的作用。分别采用线性权重递减的粒子群优化算法和整数线性规划方法求解规划及调度问题,实现了二者的协同优化。算例分析表明:双层优化策略将IES的运行特性纳入规划过程,提高了规划方案的可行性;应合理配置多目标优化的权重因子,以实现多目标的合理折中;区域能量互济能够优化IES的运行方式,提高综合效益。

微电网三电平储能变流器优化控制技术综述

高比例新能源接入导致微电网惯量低、抗干扰能力弱、电压波动性强。储能变流器作为平抑新能源功率波动、支撑电网电压和频率稳定的重要设备,在微电网中的应用越来越广泛。针对微电网储能变流器控制优化技术的发展,文章首先在三电平储能变流器拓扑方面,聚焦储能变流器自身非线性因素对输出波形的影响,归纳总结输出波形非线性的产生机理及优化策略;在此基础上,深入探讨弱电网下跟网型储能变流器的失稳机理,梳理增强稳定性的优化策略;同时,整理了构网型储能变流器的控制目标及架构,分析总结储能变流器的稳定性问题及控制优化策略;最后,对相关技术的优化方向进行了展望,为微电网三电平储能变流器优化控制提供参考借鉴。

计及配电网韧性的储能设备配置规划方法

为了在极端天气灾害频发时,利用储能设备进行供电保护,增强电网韧性,以改进多目标粒子群算法为基础,建立了一种以网损费用、储能投资成本和韧性指标为优化目标的储能配置规划模型。在粒子群运行阶段,通过采用主仆模式,增加程序运行的准确性和快速性,使得电网在遇到极端自然灾害时,能保障重要负荷节点的供电,提升配电网的韧性,并通过Matlab软件在IEEE33节点拓扑中对该算法的有效性进行了验证。

基于非对称占空比调制的DAB变换器优化策略

针对双有源桥(DAB)变换器在轻载及电压不匹配时损耗大、效率低的问题,此处提出了一种基于单侧非对称占空比调制(SSADM)的电感电流峰峰值优化策略,降低了损耗并且提升了变换器的效率。首先,分析了SSADM的工作原理及两种工作模态;然后,基于时域模型,推导了两种工作模态下的传输功率特性;接着,以电感电流峰峰值为优化目标,以传输功率为约束条件,得到了最优占空比及移相角;最后,基于StarSim硬件在环平台验证了所提优化算法的有效性。

不同电气特性下的PEMFC寿命衰减机理研究综述

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有原料清洁可再生、噪声小和理论上使用效率高等优点。然而PEMFC的使用寿命与其经济效益密不可分,有很多因素会导致寿命衰减,因此对其寿命衰减的机理分析至关重要。从PEMFC结构出发分析了其各部分的受损原因,揭示了包括大电流密度、频繁启动和停止、负载频繁变化、开路、电流纹波等各种电气特性对PEMFC使用寿命影响的机理,从电气设计角度出发总结了相应的解决方案,所进行的研究综述对提高PEMFC的使用寿命和经济效益具有一定的理论价值与指导意义。

柔性变电站用500kVA电力电子变压器研制

柔性变电站作为电力电子技术与变电站相结合的新一代交直流配电网,支持电网合环运行和双向潮流控制,灵活接入新能源和交直流负荷,有效提高清洁能源消纳水平。电力电子变压器(PET)作为柔性变电站的枢纽,实现多端口电压变换和能量精准调控。为满足实际工程中柔性变电站低压交直流负荷供电以及分布式电源消纳功能,此处研制了柔性变电站用500kVAPET,分别从系统结构、装置功能、控制电路、控制算法、通信架构等方面进行设计,最后给出了现场实验结果。结果表明,设计装置控制性能稳定,运行逻辑完备,满足柔性变电站工程运行技术要求。

级联型H桥多电平逆变器FPGA驱动脉冲系统设计

针对级联型H桥多电平逆变器的多模块化结构及在实际工程中存在调制特殊性的问题,此处以现场可编程门阵列(FPGA)为核心,利用FPGA的高速并行特点,实现载波移相调制输出。针对各功率单元与主控板间驱动信号数量庞大、存在电磁干扰等问题,提出一种对各路驱动信号进行频率编解码的光纤通信方法,提高了信号间传递的精度和稳定性,同时使用光纤传输,可有效解决低压与高压隔离的问题。最后搭建了基于数字信号处理器(DSP)和FPGA的级联型H桥多电平逆变器实验平台,实验结果验证了上述设计的正确性和可行性。

三相LLC谐振变换器制氢电源研究

氢能作为一种洁净高效的二次能源,而广泛应用于生产和生活中。电解水制氢作为产生绿色氢气的重要制备方式之一,开发高效率且稳定的制氢电源模块具有重要意义。此处根据电解水制氢的电源工作特性,首先提出一种整流并联三相LLC谐振变换器制氢电源拓扑结构,在此基础上完成了主电路参数计算及其磁性元件设计;基于三相LLC谐振变换器的小信号数学模型,完善了比例积分(PI)补偿器的设计,通过调频控制实现在宽电压和宽负载范围内开关管的软开关特性,同时完成输出电流的宽范围调节,验证了三相LLC拓扑在降低输出电流纹波方面具有较大优势,满足制氢电源模块的要求;最后,基于PLECS电力电子仿真软件完成了三相LLC谐振变换器的仿真研究,且搭建了6kW的实验样机对变换器的性能进行了实验验证。

基于BP神经元算法的电火花小孔加工穿透检测技术研究

针对电极本身产生的损耗影响电火花小孔加工的问题,提出了一种基于BP神经元分类算法的电火花小孔加工穿透检测技术。通过分析不同时期加工过程的放电频率,选择加工电压变化个数、脉冲放电的脉宽和脉间、伺服距离、加工电流作为模型特征输入量,在MATLAB软件中完成相应算法模型的建立,并综合考虑FPGA片上资源和算法耗时等因素的影响,在实验平台上实现了模型的FPGA程序移植,并通过加工实验验证了此方法的可行性。

面向电动汽车有序充放电研究综述

推动节能减排,助力“2030碳达峰”“2060碳中和”远景目标实现,需要更为绿色的出行方式。然而大量电动汽车无序充放电行为给配电网安全和充电站运营商接纳能力带来了极大的挑战。为缓解负荷压力,亟待对电动汽车充放电行为进行引导。首先从配电网、充电站运营商、电动汽车用户3个层面归纳了影响有序充放电水平的因素;其次从配电网层面对提升有序充放电水平的方法进行了阐述;随后从内部资源整合和外部充放电引导方面论述了充电站运营商层面提升有序充放电水平的研究方法;然后从响应意愿和响应能力2个角度表征用户对有序充放电行为的响应程度;最后对电动汽车有序充放电研究方向进行了总结与展望。

含风光接入的微电网可靠性影响分析

提高风光接入率有利于“碳达峰”“碳中和”目标的实现,但风电、光电的随机性会影响微电网可靠运行。通过可靠性分析环节可为风光友好接入微电网提供评估依据。建立了含随机性的风光输出功率模型,引入概率、频率及持续时间等指标分析了微电网的可靠性,研究了光伏模型中光伏输出功率的Beta分布参数(α和β)、风速和风光渗透率对系统可靠性的影响。结果表明,α和β可以影响光伏输出功率,进而影响系统可靠性水平;风速也是影响可靠性的因素之一,在避免因风速过大损坏风电机组的前提下,选择风力资源丰富区域开展风电接入有利于系统可靠性;当α=2.00,β=0.80时,在一定风光渗透率下,提高光伏发电所占比例可改善概率性指标和用户平均停电持续时间指标,但系统平均停电频率会持续增加。

基于五体辨证理论探讨关节扭伤的中药外洗辨治思路

关节扭伤为临床常见病,主要表现为关节疼痛、肿胀、活动受限及皮下瘀斑等。中药外洗对于关节扭伤具有良好的临床疗效,但尚缺乏系统的理论支持。本文阐释了中医五体辨证的基本内容,并结合五体辨证对关节扭伤进行了辨析,同时基于五体辨证提出了关节扭伤的中药外洗用药思路,以期为关节扭伤的中药外洗治疗提供借鉴。

大功率光伏逆变器的低电压穿越控制

根据光伏阵列输出特性和电网电压异常时响应要求,选取抑制负序电流以保持三相并网电流平衡作为控制目标,建立含有LCL网侧滤波器的并网逆变器数学模型,计算精确的电流指令。基于正负序双电流环控制,提出电网电压不平衡时的滤波电容电流前馈有源阻尼控制,并引入电网电压前馈以抑制电压跌落瞬间的电流冲击,结合快速的正负序分量提取和精确的电网电压同步信号,保证了大功率光伏并网系统的稳定并网运行和电网故障时的低电压穿越。仿真及实验结果均验证了控制策略的有效性。

混合式三电平中点电位平衡控制策略

三电平拓扑结构相对于两电平在性能上有很多优势,但是也存在中点电位不平衡这一固有问题。基于简化的三电平空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM),提出一种混合式的三电平中点平衡控制策略。该控制策略在低调制度下,根据中点电压偏移情况,结合三相电流,明确重叠区域的扇区选择原则,克服非冗余小矢量造成的中点偏移;高调制度下,充分考虑中矢量对中点偏移的影响,对不同的小三角形设置不同的时间控制因子,实现对中点电位平衡的精细化控制。基于DSP构建三电平逆变器硬件平台,在1140V/500kW三相异步电机和三相电感上完成了相关实验。实验结果验证了该方法可以实现全频率段中点电位的平衡控制。

山茱萸有效化学成分的研究进展

山茱萸是中医临床常用的传统抗衰老药物之一 ,本文介绍了其复方应用和化学成分 ,并着重对山茱萸的化学成分在药效学中的作用进行了综述。

三电平逆变器死区补偿策略研究

为了避免桥臂直通带来的危害,必须在PWM驱动脉冲中加入死区时间。在电压型逆变器低频和轻载运行时,死区效应将导致输出电压和电流的畸变。针对三电平逆变器,根据伏秒等效原理和输出电流极性,提出一种新型的死区补偿策略,既补偿了死区时间、功率器件的开通和关断延时,又考虑了管压降带来的死区效应。基于DSP与CPLD,构建三电平逆变器硬件平台,在一台30kW三相异步电机上完成了相关实验,并通过李萨如图对输出电流波形进行分析。实验结果验证了该方法可以有效的改善输出电流波形,并补偿了由死区效应所造成的输出电压损失,提高了系统低频运行的性能。

多电平逆变器多载波调制策略的谐波分析

针对多电平逆变器多载波调制策略的谐波问题,采用双边傅里叶变换方法,提出了一种通用的谐波分析方法,得出输出电压谐波的解析表达式,从理论上阐述了多载波调制策略的谐波特性。根据所得出的通用谐波解析表达式,推导了一种具有特定相邻载波相位关系的调制策略谐波解析表达式,给调制策略的实际应用提供了理论依据。同时对3电平、5电平及7电平PD调制策略的谐波分布特性进行了仿真及实验研究。仿真及实验结果表明PD调制策略的谐波分布规律与理论分析是一致的。

基于多电平逆变器通用组合拓扑结构的调制策略研究

以级联型多电平逆变器拓扑结构为基础,提出了一种多电平逆变器通用组合拓扑结构的构成原则,对多电平逆变器拓扑结构的研究进行了统一。根据该通用拓扑结构所提供的自由度,构造出了几种新型的组合拓扑结构。同时,基于传统的应用于多电平逆变器的多载波SPWM调制策略,提出了对应于组合拓扑结构的组合调制策略,根据所提出的组合调制策略,很自然地产生了一种基于移相理论的SVPWM。仿真及实验结果验证了组合拓扑结构及组合调制策略的有效性,为多电平逆变器组合拓扑结构的实际应用奠定了基础。