面向柔性低频输电的模块化多电平矩阵变换器分频分层控制

基于全桥结构的模块化多电平矩阵变换器(M3C)提出了三相柔性低频输电系统的分频分层控制策略。从双频功率耦合的机理出发,分析了M3C的工作原理,在旋转坐标系下分别实现了工频侧和低频侧的控制。在保证系统总有功功率平衡的前提下,通过在工频侧注入负序电流实现功率模组电容电压的相间均衡,在静止坐标系下通过桥臂内工频环流控制实现功率模组电容电压的相内均衡,所提的层次化控制可实现系统对称及不对称条件下基于M3C的柔性低频输电系统的稳定运行。根据对相单元瞬时功率的分析,提出仅用2种不同频率的滑差滤波器以确保功率模组电容电压偏差控制的暂稳态特性。搭建了双端柔性低频输电系统仿真模型,验证了所提控制策略的有效性和可行性。

面向低频海上风电送出的模块化多电平矩阵变换器综合解耦控制策略

模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M3C)用于海上风电低频输电系统(low frequency transmission system,LFTS)是具有广阔应用前景的新方案。M3C双频功率耦合对其9个桥臂直流侧电容电压的均衡控制及故障穿越带来挑战和困难。为此,提出基于桥臂双重低频环流注入法的新型M3C综合解耦控制策略。首先,对M3C工、低频侧进行数学建模并分析其功率运行范围。基于桥臂工、低频共模和差模回路的分析及桥臂功率平衡原则,提出实现工、低频侧输入及双重低频环流注入的M3C解耦控制策略。使用开环和闭环低频环流注入两种联合控制,在实现M3C各子变流器相间功率快速均衡的同时,确保工频侧输入电流的完全正序特性。通过带延时补偿的复矢量控制器,在静止坐标系统实现9个桥臂的完全独立控制,搭建35kV/11MW海上风电系统PSCAD模型,通过稳态、动态及暂态仿真全面验证所提综合控制策略的有效性和正确性。

双端柔性低频输电系统低频侧两相运行控制策略

基于模块化多电平矩阵变换器(M3C)的柔性低频输电系统(LFTS)具备低频侧两相运行能力,但其控制策略需特殊设计。文中首先介绍了双端柔性LFTS的基本情况及两相运行的基本要求,给出基于工、低频侧输入解耦及桥臂环流控制的M3C数学模型。为实现低频侧不对称运行条件下桥臂子模块电容电压的均衡,提出M3C桥臂功率再平衡的双重低频环流控制法。然后,分别给出两相运行条件下V/f站和PQ站的低频侧输入电流控制策略,并在静止坐标系统通过对9个桥臂电流的完全独立控制实现两个站M3C的控制。最后,在实时数字仿真系统中搭建双端柔性LFTS仿真模型,分别对稳态、动态及交流系统不对称故障等典型工况进行仿真测试。仿真测试结果表明,所提控制策略可有效实现双端柔性LFTS的低频侧两相运行要求。

长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质及碳库管理指数的影响

【研究目的】以长期定位试验点的红壤性水稻土为研究对象,探讨长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质和碳库管理指数的影响。【方法】采用3种浓度的KMnO4(33、167、333mmol/L)氧化法测定土壤高活性有机质、中活性有机质和活性有机质3部分含量。【结果】研究表明:红壤性水稻土中的活性有机质以中活性有机质为主。连续种植25a水稻后,CK处理的土壤活性有机质含量降低,CMI(碳库管理指数)下降。各施肥处理的土壤有机质、活性有机质组分含量和碳库管理指数均有所增加,CMI以NPK+RS处理上升最大,NK处理最小。土壤活性有机质含量和CMI的增幅大于土壤总有机质的增幅,水稻产量与CMI的相关性达到极显著水平。【结论】长期化肥与有机肥、稻草配合施用能明显增加红壤水稻土活性有机质组分和水稻产量。CMI可以作为评价土壤质量的指标。

应用于直流换流站的百兆乏STATCOM控制策略

永富直流输电工程富宁换流站作为弱受端,存在直流系统运行不稳定的隐患,为增加系统运行稳定性,首次在直流输电工程中接入百兆乏静止同步补偿器(STATCOM)以提高交流系统的电压稳定性。针对该工程的现实需求,介绍了STATCOM控制策略和应用设计方案,通过对STATCOM控制策略的科学设计和有效调节控制,实现对富宁换流站500 kV交流出线的稳态以及暂态电压稳定控制。动模系统测试结果表明,STATCOM可极大地提高弱系统的电压稳定性,对保障永富直流输电工程的安全可靠运行提供坚实保障。

SPR自冲铆接技术研究现状及应用前景

SPR(Self-Piercing Riveting)自冲铆接技术作为一种新型连接工艺,广泛应用于汽车车身制造中。阐明SPR工艺研究的难点和铆接的变形过程,归纳总结国内外关于SPR的相关研究现状,探讨接头质量的评价指标及方法,探究未来SPR工艺研究的方向和研究重点,并列举SPR工艺在汽车工业与其他领域中的应用。

铆速对SPR自冲铆接接头成形性能的影响

针对低碳钢340和铝合金6000的异种金属SPR自冲铆接接头,利用板材-铆钉-设备的设计思路,计算并选择合适的铆钉和铆接设备。采用五种不同的铆接速度进行该种接头的自冲铆接试验。观察各铆速下接头的截面成形形貌,并测得铆速增大时,接头底切量增大,底部厚度和剩余厚度均减小。通过测试接头的拉剪强度、脱落强度,发现两者均随铆速的增大而增大,且脱落强度增幅较小。接头失效形式主要为自锁失效和板材失效两种。铆速对接头成形性能的影响机理,主要由冲压载荷峰值变化和应变速率变化两方面组成。载荷峰值越大,接头成形性越好;应变速率越大,板材加工硬化程度越高且断裂应力越大。

面向分频海上风电送出的模块化多电平矩阵变换器改进V/f解耦控制策略

基于全桥功率模组的模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M3C)是海上风电送出中具有良好应用前景的新方案,但是M3C也存在工、低频电气分量在桥臂内的直接功率耦合现象。为此,提出适用于分频海上风电送出的新型M3C构网电压/频率(V/f)解耦控制策略。根据对子变流器瞬时功率的分析,提出桥臂电容电压的层次化控制方法,M3C各子变流器在工频侧独立控制,通过输入正序有功及负序电流实现桥臂电容电压的稳定。而M3C各子变流器在低频侧统一控制,通过电流双序闭环控制实现低频交流电压的稳定。根据工、低频解耦控制得到的电流参考值,在静止坐标系统下统一实现9个桥臂瞬时电流的完全独立控制。所提方法可有效降低M3C控制复杂度,提高所构建低频交流系统的稳定性。搭建仿真模型通过稳态、动态及工、低频典型故障实验全面验证所提策略的有效性。

星形链式STATCOM直流侧输入阻抗及交直流功率耦合关系分析

星形链式静止同步补偿器(STATCOM)在交流系统发生故障时容易产生直流侧电压失稳现象,为其应用带来难题。首先引入相位补偿因子及电流交叉解耦环节推导交流侧输入导纳,通过对功率模组数学模型进行拓展分析推导直流侧输入阻抗。根据所得交流侧输入导纳及直流侧输入阻抗,建立交、直流侧电压扰动之间的关系,分析交、直流功率耦合关系。分析结果表明,交流侧电压扰动经交流侧输入导纳产生扰动电流,直流电压控制环对直流侧电压扰动的闭环控制也会产生扰动电流,2个扰动电流共同经直流侧输入阻抗形成直流侧电压扰动。采用经低通滤波的系统电压全前馈控制以及系统电压部分前馈控制策略进行实验验证,实验结果表明所提方法可以准确地分析交流系统故障下直流侧电压扰动水平。

基于全通复矢量滤波器的VSC电流双序控制建模及稳定性分析

为了在电网电压不平衡条件下运行和输出负序电流控制,电压源型变流器(voltage source converter,VSC)须采用电流双序控制策略。为兼顾VSC电流环的稳定性和抗扰性,采用一阶全通复矢量滤波器作为电流正、负序提取方法,实现在旋转坐标系统下的双序控制。针对VSC电流双序控制的建模、参数整定和稳定性分析3方面开展全面研究,基于建立的电流双序控制模型,明确了控制器参数整定方法,并根据奈奎斯特稳定性判据分析和验证了双序控制的稳定性,并给出其和单序控制在参数整定及稳定性上的差异。利用静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)分别通过动态、暂态及参数边界稳定实验进行全面验证,结果和结论表明了所提方法的有效性和实用性,具有较好的理论意义和工程价值。

变速恒频双馈风力发电系统控制研究

设计一套30kW变速恒频双馈异步风力发电机励磁控制实验系统,采用背靠背变流器作为双馈异步电机的励磁源。分析了基于旋转坐标系统下的双馈异步电机的数学模型,采用定子磁链定向方式的控制策略,研究了在电网发生电压跌落时的危害和应对措施。实验结果表明,风力发电机控制性能良好,而在电网低电压故障时变流器的有效控制为保护双馈异步电机和支撑电网起到了一定作用。

星型链式STATCOM闭环负序注入法控制策略

星型链式静止同步补偿器(STATCOM)由于拓扑简单、成本较低等突出优点,在新能源发电系统等诸多领域得以广泛应用。但因其三相换流阀电流互相耦合且缺乏一个电流控制自由度的缺点,使得其在接入侧系统电压发生不对称性故障时换流阀相间模组电容电压极易产生不均衡的现象,严重影响其运行稳定性及应用可靠性。基于星型链式STATCOM功率模组数学模型分析,首先建立时域条件下三相换流阀功率模组电容电压和换流阀输出正负序电流的关系,给出相间电容电压偏差和d,q旋转坐标轴控制系统下负序电流的相互关系,并通过拉普拉斯变换将相互关系从时域系统转换到频域系统,从而为根轨迹法设计控制参数提供理论依据。最后,分别通过稳态实验和暂态实验证明提出方法的正确性。

大型发电机组转子轴系扭振抑制策略研究

汽轮发电机组由于交流送出线路中固定串补等设备的接入,在交流系统发生故障时存在的次同步频率的电气功率会给机组带来转子轴系疲劳扭振的风险。而链式静止同步补偿器(STATCOM)的接入和调制控制可以为机组提供一个有效的阻尼机组轴系扭振方法。这里论述了汽轮发电机组轴系扭振的原因及STATCOM抑制轴系扭振的控制策略,并提出在STATCOM中引入比例积分谐振(PIR)控制策略和电流内环附加微分控制策略,使得STATCOM对基波及不同模态超、次同步频率电流均实现有效控制。动模系统测试结果表明,STATCOM可以极大地提升对机组轴系扭振的抑制能力,确保机组在交流系统故障等情况下的安全稳定运行。

面向低频海上风电送出的模块化多电平矩阵变换器输入输出侧解耦控制

基于模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M3C)的送出方案在中远海风电中具有良好的应用前景,但M3C也存在桥臂内部环流通道多及模组电容电压均衡控制困难等固有难题。为此,提出一种新的M3C解耦控制策略。首先,通过建模分析得到输入、输出侧解耦及桥臂环流控制的理论依据。然后,在工频输入侧dq旋转坐标系统下采用双序控制实现M3C电容电压总和稳定,并在低频输出侧dq旋转坐标系统下采用全序控制实现低频电压的稳定。在静止坐标系统下,通过调节桥臂工、低频环流实现子变流器间及子变流器内桥臂间电容电压的均衡,在实现桥臂电容电压均衡的同时,可确保输入、输出侧电流保持完全正序特性。所提控制方案结构清晰、两侧解耦特性良好。最后,通过稳态、动态及暂态仿真全面验证所提控制策略的有效性。

基于梯度互信息的CT/PET图像分步配准

研究了基于互信息的医学图像配准方法,针对其缺乏空间信息而容易导致误配准以及计算量大,耗时长的问题,提出了一种梯度和互信息相结合的分步配准方法,应用于CT和PET图像的配准。该方法利用形态学运算去除PET图像背景伪迹,运用对比度拉伸和直方图均衡化对其增强,获取结构清晰、完整的梯度图像。利用矩和主轴法对梯度图像进行初步配准,对初步配准后的梯度图像进行互信息精配准。实验表明,该方法用于CT和PET图像的配准,在精度和速度上都明显优于传统互信息方法。

城市道路路段通行能力计算优化模型

在分析城市道路路段通行能力计算模型的基础上,建立考虑交通管理因素对路段通行能力影响的计算优化模型;在分析交通管理因素的基础上,建立针对交通管理因素中的步行管理因素的折减系数计算模型;根据珠海路段的车速、交通量调查数据,验证路段人行横道无步行管理时的折减系数计算模型;最后应用Vissim软件仿真有无步行管理2种情况路段的最大交通量,验证路段通行能力计算优化模型。结果表明:2种情况下路段通行能力的计算值与仿真值的相对误差在5%以内,考虑交通管理因素的路段通行能力计算优化模型是合理的,弥补了原计算模型只考虑道路条件和交通条件这2个因素的不足。

土壤活性有机质的研究现状与展望

概述了国内外土壤活性有机质研究进展,包括活性有机质的概念,活性有机质与土壤养分的关系,活性有机质与土壤性质的关系,及其活性有机质在反映土壤肥力综合评价土壤质量方面的应用,提出了今后土壤活性有机质的研究重点。

分相级联大容量高压直流变压器拓扑及控制策略

文中提出一种分相级联大容量高压直流变压器拓扑,可有效满足包括光伏等新能源系统的接入及送出。该拓扑采用高压侧3个单相模块化多电平换流器(MMC)级联及中压侧三相MMC结构,通过400 Hz中频变压器进行电气隔离,可有效降低功率模组直流侧电容容值。为解决高压侧桥臂电容电压均衡的难题以提高拓扑运行的可靠性,提出了高、中压两侧解耦的控制策略。高压侧采用包括桥臂直流环流及中频环流控制在内的5层桥臂电容电压逐层控制方案,并通过3个单相V/f闭环控制建立中频交流电压。中压侧采用电流双序控制附加静止坐标系统下的电流直接控制以抑制桥臂内部环流。最后,搭建电磁暂态仿真模型,并通过稳态、动态及暂态实验全面验证所提拓扑及控制策略的有效性。

基于Vissim的BRT仿真与评价

为了评价快速公交系统的实施效果,实地调查了广州市的快速公交系统,获得了该沿线路段和交叉口的相关数据。运用Vissim仿真软件,对广州市的快速公交系统建立了仿真模型。选用延误和行程速度作为指标,定量地评价广州市的快速公交系统对沿线交叉口和路段所产生的影响。分析结果表明:通过仿真平台,可以有效而便捷地对该沿线路段和交叉口进行定量评价,也可以清楚而生动地显示快速公交系统的实施效果。

基于实际周转率的停车需求预测微观模型

为了对某一个或某几个停车场进行停车位需求预测,对宏观模型和微观模型进行研究。提出一种基于实际周转率的微观预测模型,该模型的基本思想是在调查停车场周转率和利用率的基础上,结合停车需求量进行停车位数量的预测。可以更加真实反映停车位的使用情况,有利于提高规划的准确度。最后给出计算示例。