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。

柴油机双燃料复合燃烧的最佳运行范围研究

通过在进气过程中加入容易汽化的燃料与空气形成一定浓度的预混合气进入燃烧室,利用压燃喷入的柴油形成着火源向整个燃烧室传播,以完成燃烧过程的部分预混双燃料燃烧模式可能是减少柴油机碳烟排放的有效措施。而在该燃烧方案中过低的预混燃料浓度可因火焰无法传播到整个燃烧室而增加HC排放,在保持柴油机压缩比的条件下,过高的预混合气浓度可能使燃烧最高温度上升而对NO_x排放不利,甚至在柴油喷入前压燃预混合气而发生爆震。燃烧模式的改变对CO排放水平的影响也可能不利;因此,确定双燃料的最佳运行范围是建立双燃料过程控制的基础,介绍了以液化气和柴油形成双燃料系统时的最佳运行范围的初步研究结果。

低辛烷值高挥发性燃料直喷压燃宽运行范围的燃烧模式

在一台单缸柴油机上采用低辛烷值高挥发性汽/柴油混合燃料,在不同转速和负荷条件下对比了部分预混压燃(PPCI)和多段预混压燃(MPCI)等多种压燃模式的燃烧和排放特性,并在宽运行范围与原机柴油试验结果进行对比,以确定宽运行范围的最优燃烧控制策略.结果表明:试验用低辛烷值燃料能够在宽运行范围实现压燃模式的稳定运行;为使燃烧排放结果最优,低负荷区间应采用单次喷射PPCI模式,中、低转速(中、高负荷)采用MPCI模式,高转速(中、高负荷)采用多次喷射PPCI模式;宽运行范围内低辛烷值燃料可以实现NOx排放低于0.4,g/(k W·h)、碳烟排放低于0.5,FSN及最高压力升高率低于1,MPa/(°)CA;与原机柴油燃烧结果相比,低辛烷值燃料可以同时降低NOx和碳烟排放以及燃油消耗率,但CO和HC排放增加,循环波动系数也略有增加.

应用多区模型预测HCCI发动机的运行范围

应用多区模型预测了均质压燃(HCCI)发动机的运行范围。运行范围的边界由敲缸(由声响强度计算)、部分燃烧(由燃烧效率计算)和循环变动(由平均有效压力对进气温度的敏感度计算)确定。通过模拟一台以异辛烷为燃料的HCCI发动机发现,在不同当量比和进气温度下,计算得到的敲缸极限和循环变动极限均与试验相当吻合,从而很好地再现了HCCI发动机的运行范围。进一步研究运行范围随转速的变化,讨论了通过调节进气温度和当量比,在不同转速下HCCI发动机的最大可运行范围。最后考察了通过使用变压缩比和增压两种策略扩展HCCI发动机运行范围的潜力。结果表明:通过调节压缩比可以有效地控制着火点,在向低负荷扩展方面,使用高的进气温度和较低的压缩比显得更为有利;在向高负荷扩展方面,使用高压缩比更好;而增压有利于HCCI发动机的控制,同时增加了向高负荷扩展的范围。

无刷双馈调速电机运行范围的分析

无刷双馈电机通过改变控制绕组上的供电方式 ,可以实现自起动、同步、异步、双馈等多种运行方式。文章分析了无刷双馈电机在控制绕组上外加的电压或电流的最大值发生变化时 ,电机的稳定运行范围的变化规律 ,为设计。

基于安全运行范围的风电场静态电压安全分析

从静态电压安全角度出发,对风电场静态电压偏移进行分析,提出了风电场静态安全运行范围的概念;基于电压约束条件,通过对风电场外送功率的线性变换,建立了风电场的静态安全运行范围,定义了运行点至边界的安全运行距离,并进行风电场稳态运行工况下的电压预警研究;通过无功优化的方法改善风电场的静态电压安全,给出其计算方法。在DIg SILENT/Power Factory仿真软件上进行了仿真验证,仿真结果验证了所提静态安全运行范围对风电场的适用性。基于此可实现风电场的静态电压预警和无功优化分析,为风电场的安全稳定运行提供方法支持。

复合HCCI与进气道喷射HCCI燃烧特性及运行范围对比

【目的】为了进一步改善HCCI的燃烧状况,并拓展其运行范围.【方法】对缸内直喷与进气道喷射结合下的复合HCCI和仅进气道喷射模式下的HCCI发动机的燃烧特性及运行范围进行了对比.【结果】复合HCCI的峰值缸内压力、峰值缸内温度和峰值瞬时放热率均有所升高,且对应的曲轴转角有所提前,表明燃烧时刻有所提前.其中,峰值缸内压力较单纯进气道喷射时升高了0.6 MPa,峰值压力对应的曲轴转角平均值提前了1.2°CA,燃烧持续期也缩短至10°CA左右.【结论】缸内直喷正庚烷可明显改善正丁醇HCCI的燃烧状况,降低HCCI的循环变动,在一定程度上控制正丁醇HCCI的燃烧相位,使得平均指示压力和指示热效率有所提高,并且使得HCCI发动机的运行范围得到拓展.

电力弹簧稳态运行范围及越限失灵机理分析

在介绍电力弹簧的研究背景和基本原理的基础上,通过相量图法对电力弹簧稳态调节能力进行详细分析,得到电力弹簧稳态运行范围,同时分析电力弹簧越限失灵的机理,给出了网侧电压越限条件下的关键负载电压设定值优化计算方法。若网侧电压在稳态运行范围内波动,经电力弹簧调节,可使关键负载电压幅值稳定到标准值;若超出稳态运行范围,即发生越限,则受电力弹簧调节能力限制,关键负载电压稳定值会发生偏离,甚至会发生电力弹簧失灵情况。通过优化网侧电压越限情况下的关键负载电压设定值计算方法,考虑关键负载电压允许小范围波动,可以保证电力弹簧在网侧电压越限情况下依旧正常工作,从而扩大电力弹簧稳定运行范围。最后,通过仿真实验对分析结果进行了验证。

基于无功补偿的电力弹簧有效运行范围分析

为了确保电力弹簧(Electric Spring,ES)工作在有效运行范围内,实现关键性负载电压稳定及电力供需平衡,结合相量图法对纯无功补偿的ES运行原理进行分析,获得了ES的有效运行范围,探讨了线路阻抗等参数对该范围的影响。针对现有扩大ES有效运行范围的方法需要引入有功补偿的情况,提出一种自适应调整关键性负载电压目标值的算法,仅需通过无功补偿就可以扩大ES的有效运行范围。详细分析了调整步长对网侧电压有效运行轨迹的影响。最后,通过在Simulink中建立仿真模型验证了分析结果及所提算法的正确性。

电气弹簧双环解耦控制及有效运行范围研究

电气弹簧(ES)是一种应用于负载侧的变流器装置,和非关键性负载组成智能负载调节负载功率稳定关键性负载电压,其主要应用于存在大量新能源的分布式系统,解决新能源的间歇性和不稳定性所带来的问题。该文首先介绍电气弹簧的应用背景和基本运行原理,然后针对电气弹簧能够调节电压的机理进行理论分析。随后分析已有控制方法的不足,并提出基于同步多旋转坐标系下的双环解耦控制方法,该方法能够使电气弹簧的直流侧电压和关键性负载电压都能稳定在给定值,具有解耦的效果。最后根据单相电气弹簧在系统中的电路模型,推导出关键性负载电压和其他电路参数的关系式,用Matlab分析得出非关键性负载、关键性负载和网侧电源电压对电气弹簧有效运行范围的影响。并且搭建实验平台,分别对电气弹簧工作在容性模式和感性模式两种情况下提出的控制方法进行验证,证明了控制方法的正确性和有效性。

抽水蓄能变速机组抽水和发电工况运行范围简析

抽水蓄能电站在电力系统中承担着削峰填谷、调频、调相、事故备用等作用,对保障电网平稳运行意义重大。随着泛在电力物联网的战略推进,电网提高了对电力系统各环节的性能要求。抽水蓄能机组通过改变转速,可显著提高其发电能力和调节性能,可更充分地发挥抽水蓄能电站的作用,电网对抽水蓄能变速机组的需求愈发强烈。

模块化多电平换流器稳态功率运行范围的确定方法

为了确定模块化多电平换流器(MMC)的稳态运行范围,首先研究了MMC额定运行点的确定方法,介绍了换流变压器阀侧额定电压的选取过程。在此基础上,通过相量图分析的方法,建立了换流器P-Q图与电气相量图间的映射关系,直观地揭示了各个电气量的大小与MMC稳态功率运行范围的关系。分析了内部电动势幅值和相角的可行范围,指出内部电动势的幅值大小是限制MMC无功功率输出大小的主要因素。最后通过一个算例说明了MMC稳态功率运行范围的确定与校验过程。

拓宽大涵道比风扇稳定运行范围的叶片优化设计

基于Kriging代理模型构建了针对大涵道比涡扇发动机风扇叶片的气动优化设计方法,集成了参数化建模、TurboGrid网格划分和计算流体力学(CFD)组合优化技术.以风扇叶片的各叶高截面叶型为优化对象,进行基于叶片安装角扭转和最大厚度位置移动的叶型重构.选取失速点流量作为目标函数,对风扇叶片稳定运行范围进行评估并优化.与原叶片相比,优化叶片的稳定运行范围拓宽10.1%,且在稳定运行范围中表现出更高的性能.效率和压力系数的最大增幅分别为2.63%和9.27%,表明优化过程有效地拓宽了风扇叶片的稳定工作范围,并大幅提高了效率和总压升等性能指标.

提高轻烃装置运行范围研究

鄯善采油厂轻烃工区采用德国林德公司设计的轻烃回收装置,每天处理轻烃120×104Nm3/d。随着油田开发形势的变化,来气量不断减少。2010年上半年统计数据显示,每天处理的原料气量64.1×104Nm3/d,远低于设计的120×104Nm3/d。通过研究采用轻烃—气举联网技术、干气回流技术、膨胀机旁通回流技术等一系列技术措施,把装置的运行范围由原来的75～120×104Nm3/d提高到55～150×104Nm3/d,大大提高了装置的运行范围。

具有宽运行范围和低EMI特性的非隔离三端口变换器

论文以Cuk变换器为基础拓扑,提出了一种非隔离三端口变换器。该变换器三个端口分别为光伏输入端、储能蓄电池端和负载输出端,端口间的能量可以相互流动。论文详细分析了变换器在稳态时的工作原理,得出了变换器稳态时三个端口电压之间的关系,并给出了变换器电路关键参数的选型原则。最后通过仿真验证了所提变换器理论分析的正确性,光伏输入端口和负载输出端口电流均连续的优点,以及三个端口电压关系灵活、电压变化范围宽的特点。

单螺杆式制冷压缩机运行范围拓展方法

为了扩展单螺杆式制冷压缩机的应用领域,需要拓展单螺杆式制冷压缩机的运行范围以适应机组的不同使用环境。本文从单螺杆式制冷压缩机的结构原理、电机的特性以及制冷剂的特性入手,分析影响单螺杆式制冷压缩机运行范围的因素,从理论上探讨拓展其运行范围的方法,并通过试验验证方法的可行性。

水源热泵多联空调机组节能运行范围研究

运行范围更广,更加节能、稳定是水源热泵多联空调机组的突出特点,提出了新的水源热泵多联空调机组运行范围评价方法,分析了这种机组在-5～50℃全工况条件下运行的节能水平,还给出了机组在低水温和高水温条件下的可靠性解决方案,并通过实验进行了验证。

单振动区小水电集群后运行范围研究

小水电集群控制后可提高综合管理水平,但是带来了振动区计算繁琐且工作量大的问题,通过对单振动区小水电集群后进行分析,找出类似机组的适用范围,推导出小水电集群后振动区上下限计算方法,以及是否能够全容量连续调节的判定方法,并进行实例计算。

家用直流变频空调器用转子式压缩机安全运行范围的确定方法及试验验证

针对家用直流变频空调器用转子式压缩机产品的安全运行范围,进行了分析和研究,找到了安全运行范围的确定方法。通过试验对所确定的安全运行范围进行验证,确认了各极限点的工况特点,保证了产品的可靠性考核要求。

“宽运行范围高效谐振功率变换技术”专题特约主编寄语

特谐振功率变换技术由于其软开关特性已广泛应用于新能源、储能、航空航天等领域,为电能的高效变换与利用起到关键作用。但谐振功率变换器面临着较宽运行范围的挑战。为此,《电工技术学报》策划“宽运行范围高效谐振功率变换技术”专题,分享学习专家学者的研究成果。王懿杰教授和管乐诗副教授担任该专题的特约主编,并邀请到马澄斌教授、孙凯副教授、沙德尚教授、张之梁教授、陈宇教授和张欣研究员担任特邀副主编。此次专题征稿得到专家学者们的积极响应,收到多篇投稿,经过评审专家评审后,决定采纳其中10篇优秀论文予以刊登。