基于OPNET的保护性能评估及采样值估计算法

近来智能变电站数字继电保护技术快速发展,构建信息交互通道可进一步提高保护性能。文中对IEC 61850过程总线在110 kV/35 kV变电站以太网交换环结构中的性能进行评价,并利用OPNET对过程总线上采样数据报文性能进行评估。为了减轻采样值丢失和延迟对数字中继算法的影响,提出了采样值估计的修正措施,并提出了一种采样值估计算法。最后利用PSCAD/EMTDC和MATLAB对该算法进行了仿真验证,结果表明提出的算法精度高、计算量少,可用于任何数字保护功能。

不平衡电压下IGBT串联STATCOM稳定运行范围确定及应用

利用绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)串联技术,可使压接型IGBT串联静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)采用结构简单的三相两/三电平拓扑便可直挂于高压配电系统。但是配电系统中电压不平衡会使STATCOM直流侧电容电压产生二倍频波动,严重危及设备运行安全。利用能量守恒建立STATCOM直流电压二倍频波动的数学模型并进行简化,进而分析直流电压波动与电压不平衡度、直流电容容值以及直流电压幅值之间的关系,提出压接型IGBT串联STATCOM直流电压波动稳定运行范围确定方法,实现不平衡电压下对装置运行稳定性的直观判断。最后,通过仿真验证了所提方法的正确性和有效性。

浅谈3D打印结合传统自硬砂在铸造生产中的应用

主要论述了砂型3D打印结合邦尼树脂自硬砂在铸造生产中的应用,介绍了锦州捷通将砂型3D打印和传统自硬砂造型进行有机结合生产铸件的过程。生产实践证明:砂型3D打印工艺与传统自硬砂造型生产的有机结合,可以充分发挥新旧生产技术的优点,缩短铸件产品交货周期,在保证铸件质量的前提下可以降低铸件造型生产的整体综合成本,提高了生产效率,实现柔性研制+生产。为砂型3D打印生产大型铸件提供了新的思路。

采用模块化多电平换流器的统一电能质量控制器预充电控制

基于模块化多电平换流器的统一电能质量控制器(MMC-UPQC)是一种可应用于中、高压配电网的电能质量综合治理装置。在保证设备安全情况下完成装置的预充电过程是装置正常工作的前提,文中对预充电过程3个阶段(不控整流阶段、串联部分子模块电压提升阶段以及可控整流阶段)进行了数学建模与分析,认为在不控整流阶段,各相桥臂子模块中与子模块直流电容并联的反并联二极管将耐受最大冲击电流;在串联部分子模块电压提升阶段,限流电阻仍是限制冲击电流的主导因素,且该阶段所能产生的冲击电流要小于不控整流阶段。由此提出了MMC-UPQC的预充电控制策略,并通过数字仿真和低压物理样机对所提策略的有效性和可行性进行了验证。

级联双极型大容量电池储能系统及其控制策略

针对多储能单元级联的高电压、大容量应用场合,提出一种级联双级型电池储能系统。该系统由AC/DC与DC/DC两级变换器构成,且均采用模块化多电平级联结构,具有结构紧凑、可靠性高、能量控制简单等优点。建立该系统的数学模型并分析其工作原理及约束条件,设计了多电池组荷电状态(SOC)均衡策略,有效解决了电池过充或过放的问题;针对储能系统在不对称运行条件下直流电流波动过大的问题,提出一种直流波动抑制的前馈控制策略。最后,基于RTDS对该系统及控制策略进行数字-物理闭环仿真,验证了系统结构和控制策略的有效性。

模块化多电平变换器混合调制策略

提出一种应用于模块化多电平变换器(MMC)的混合调制策略,该方法融合了最近电平逼近调制(NLM)与脉宽调制(PWM)策略。利用NLM算法求得输出电平数,引入子模块直流电压瞬时值对阶梯数进行修正,在此基础上求得PWM波,并确保在任意时刻MMC每桥臂中有且仅有一个子模块处于PWM,以减少系统损耗。与此同时,采用电容电压排序的方法选择PWM工作子模块,并对各子模块进行了电压均衡控制。样机验证了其正确性及先进性。

MMC直流电压控制策略研究

为了对模块化多电平换流器(MMC)的直流侧电压进行控制并减小开关损耗,首先介绍了MMC的结构及子模块充放电原理,然后提出了MMC的直流电压控制是由系统级直流电压控制和子模块电压控制两部分构成;针对系统级直流电压控制,分析了直流电压控制原理,并提出相应的控制策略;针对子模块控制中存在的因开关器件盲目动作而产生的开关频率高的现象,提出了一种改进型子模块电压均衡控制策略,通过对传统电压排序方法的改进,避免了这一现象。最后以PSCAD/EMTDC为平台进行仿真研究,结果表明MMC直流侧电压可以稳定在额定值,并且器件开关频率明显降低。

集成化的模块化多电平换流器功率模块设计与研制

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)由于模块化的设计使其能够方便的应用于各种高电压场合,并且能够在较低开关频率下输出正弦度很高的电压波形。本文以1000V/90k VA MMC型换流器的功率子模块研制为研究核心,围绕该换流器中子模块一次电路主要元件参数选择、控制系统设计开展相关研究工作,研制了由4个子模块构成的集成化功率模块;通过子模块控制系统功能验证、功率模块的功率脉冲和带载实验,证明本文所研制的功率模块达到设计预期,能够正常、可靠、稳定工作。

北京优质电力园区优质供电方案

鉴于优质电力园区技术的发展现状,针对中国首批在建优质电力园区工程之一——北京优质电力园区工程面临的工程技术问题,研究了优质电力园区供电质量等级划分、定制电力装置配置等方法,提出了四级供电的优质电力园区供电方案,对我国后续优质电力园区工程建设具有指导作用。

变频器对不同类型电压暂降的耐受特性研究

常见电压暂降类型包括三相暂降、两相暂降和单相暂降,不同类型的暂降对变频器的影响程度有较大的不同,需要研究能够代表变频器在不同类型暂降下的耐受特性的统一规范。文中通过机理分析、仿真和试验研究,给出了变频器在不同暂降类型下具有一定代表性的通用耐受曲线包络线。分析了变频器受不同类型暂降的影响机理,并在MATLAB/Simulink环境下搭建仿真模型进行验证;搭建了试验平台,选取国内市场具有代表性的7种品牌、2种功率(7.5 k W和18.5 k W)的8台变频器进行测试,与理论分析和仿真研究进行相互验证,其结论基本一致。通过对试验结果的处理,得到了变频器在额定转矩转速时不同暂降类型下的通用耐受曲线包络线,具有实际应用价值,可为变频器耐受曲线标准的制定提供重要参考。

基于双电源供电的10 kV电压暂降抑制装置

电压暂降可能对企业造成巨大的经济损失,已成为当前最为突出的电能质量问题。以10 kV双电源供电系统为应用背景,提出了一种由多绕组变压器和功率单元构成的电压暂降抑制电源。该电源通过快速开关实现双电源切换,并由直流电容提供电源切换期间的电能供应,从而实现系统电压暂降对供电负荷的抑制和隔离。此外,对功率单元直流电容的参数设计进行了讨论,并通过PSCAD/EMTDC建模,对所提电路以及电容设计方法的正确性和有效性进行了验证。

改性甲阶酚醛树脂在砂型3D打印铸造生产中的应用

介绍了新开发的砂型3D喷射用的改性甲阶酚醛树脂的特点及相关参数,同时介绍了与这种树脂相匹配的固化剂与喷头清洗剂。这种树脂具有砂型3D打印树脂需要的高纯净度、适当的黏度和表面张力参数,所开发的固化剂在满足铺砂要求的同时可和树脂正常交联硬化,达到砂型所需强度。这种砂型3D打印树脂在烟台冰轮智能铸造车间进行了实际打印生产应用,测试了不同树脂加入量条件下的砂型强度,砂型浇注的铸件表面质量良好,并进行了连续几个月的打印生产,满足铸造生产要求。

基于电网电压定向矢量变换的TCR控制装置的研究

SVC的控制算法是静止无功补偿的关键。要及时和准确地跟踪无功功率的变化,实现对SVC的控制就要求控制算法必须快速和准确。电子及计算机技术的发展使得更加复杂和精确的算法得以应用于SVC的控制中。在电网电压定向矢量变换算法的基础上,以DSP芯片TMS320F2812为核心,开发了一套新的晶闸管控制电抗器(TCR)的控制装置。使用ALTERA公司的CPLD芯片实现脉冲的触发,触发方式灵活,可以根据需要快速地跟踪负荷的情况进行三相平衡或者不平衡的无功补偿。

中压级联H桥换流器提高输出电能质量的锯齿载波NL-PWM策略

最近电平-脉宽调制(Nearest Level Pulse Width Modulation,NL-PWM)技术是将最近电平调制(Nearest Level Modulation,NLM)与脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)有机结合的先进调制策略,适用于中压配电网级联H桥换流器,具有开关频率低和谐波特性好的优点。现有的NL-PWM调制基于三角载波,在中压配电网应用CHB子模块数较少的情况下,其输出电压的THD含量相对较高,并且其开关点随参考电压变化,不利于均压控制。由于锯齿载波具有固定的跳变点便于均压控制,通过对NL-PWM调制的基本原理的分析,推导了基于锯齿载波的NL-PWM输出电压波形的频谱;通过仿真分析了不同电平情况下锯齿载波NL-PWM的谐波特性,并将其调制性能与基于三角载波的NL-PWM调制方法进行了对比。搭建了每相4个H桥模块级联的电力电子换流器,进行了基于锯齿载波NL-PWM调制的实验验证。仿真和实验结果表明,锯齿载波的NL-PWM调制的输出电压和电流THD含量明显小于三角载波的NL-PWM调制。

枇杷留枝量对其结果母枝的形成及产量的影响

对蒙自3个主栽枇杷品种：大五星、长虹三号、解放钟的春梢留枝量与其结果母枝形成的质量进行了动态观察,结果表明：春梢的留枝量与其结果母枝的形成有密切关系,当春梢留枝量为100%时,长势明显受限,枝条细弱,形成结果母枝质量差;当春梢留枝量为40%到50%时,长势整齐,枝条健康,最有利于形成粗而壮的结果母枝;当春梢留枝量为10%～20%时,营养生长旺盛,抑制了生殖生长,不利于花芽分化。当留枝量为40%～50%时,结果母枝的长度和周长都显著高于留枝量为100%和10%～20%;当留枝量为10%～20%时,结果母枝的长度和周长显著高于留枝量为100%。同时,通过后续的观察,发现留枝量为40%～50%时,无论是从单果重,还是从株产都明显高于留枝量为100%和10%～20%。

低复杂度的空间调制信号检测

空间调制(SM)算法在接收端常用最大释然(ML)信号检测获得发送天线编号以及调制符号,恢复发射信息比特,但是ML算法复杂度随着天线数和调制阶数的增加呈指数增长,不具有实用性。针对该难题,提出一种新的低复杂度次最优检测算法。通过设置合理的判决门限将信号矢量检测(SVD)和硬限最大似然(HL-ML)算法进行联合。蒙特卡洛仿真结果表明,该算法的误比特率检测性能比SVD算法更接近ML算法,且复杂度与ML算法相比降低了85%。

NB-IoT系统中窄带物理广播信道的盲检测

在窄带物联网(NB-IoT)系统中,为了正确解调窄带物理广播信道(NPBCH)以获取系统信息,提出了两种NPBCH的盲检测算法,包括常规检测算法和功率检测算法。常规检测算法采用遍历1/2两种发射天线数和8种不同扰码序列的方法进行盲检测,而功率检测算法是在常规检测算法的基础上改进天线端口数的获取方式,主要采用两种天线端口下窄带参考信号(NRS)的功率比值进行判断天线端口数的方法,以降低常规检测算法的计算复杂度。仿真结果表明,当信噪比小于-17dB时,常规检测算法相比于功率检测算法解调有3~4 dB的增益,检测可靠性能较好;当信噪比大于-17 dB时,两种算法的检测正确率均超过0.98,但功率检测算法较常规检测算法降低了近50%的时间复杂度,更加有利于工程的实践。

基于晶闸管的动态低电压补偿器研究

针对农网中存在的低电压问题,提出了一种基于晶闸管的动态低电压补偿器技术方案。该方案通过并联多抽头变压器取能,控制晶闸管选取次级相应抽头电压,利用串联变压器将该电压注入至电源与负载之间的供电线路。对该方案的工作原理及补偿策略进行深入讨论,并通过验证样机的10 kV实验结果验证了该方案的正确性及有效性。

应用于空间调制的低复杂度A~*检测算法

针对A~*检测算法复杂度仍然较高的问题,提出了一种将接收天线重排序的检测算法。在现有A~*检测算法的基础上增加接收天线分层排序的处理过程,使A~*检测算法中最先选择的节点所在的分支更有可能包含最优路径,更早地将不对的节点排除,大大减少树搜索时需要访问的节点数。所提算法能够获得近似最优的检测性能,同时,与最大似然检测算法相比复杂度降低了73%~89%。