基于滑模观测器的三电平风力发电并网逆变器无差拍优化模型预测控制

针对中点钳位型(NPC)三电平并网逆变器系统,提出了一种基于滑模观测器的无差拍可优化有限控制集模型预测控制策略。为了降低电网电流谐波量及有功和无功功率的独立控制,采用了基于幂次函数的滑模观测器,实现对电网电压和耦合项进行实时性观测;以滑模观测器为基础,结合空间电压矢量位置信息,提出了基于电流无差拍的优化有限控制集模型预测控制,减少了控制计算量;通过基于中点不平衡电压补偿的性能代价目标函数,提高了控制系统的性能。仿真结果表明了该控制策略的可靠性和有效性。

基于电压控制的LC振荡放电融冰电源研究

高频电流的趋肤效应使等效导体中电流产生的热损耗增大,为输电线路融冰提供了一种新的技术方法。文中提出了一种基于LC振荡放电的高频融冰方法,利用RLC串联电路从某一稳态向另一稳态转换时由电容充放电引起电流变化的特性,通过控制电压方波来获得高频的电流。该方法可以有效降低IGBT的开关频率,减少开关损耗。根据功率器件的性能设计了一台融冰电源,仿真实验表明,对长度分别为40 km和35 km的LGJ-400/50导线、LGJ-240/40导线、LGJ-120/25导线和LGJ-70/10导线可获得1 kHz有效融冰电流。

中压输电线路1 kHz高频融冰优化分析

中压输电线路冬季覆冰范围广,由于线路长度较短,采用直流和工频交流融冰困难,导致断线、倒杆和冰闪跳闸事故频发。本文提出在中压输电线路采用1 kHz高频融冰的方法,分析了不同高频融冰接线方式、线路分布参数以及无功补偿对融冰效果的影响及其可行性。以LGJ-240/30导线为例,在频率1 kHz电流762 A作用下,融冰仿真实验结果表明,对于较短线路,在线路长度不超过36.3 km时,融冰时间受分布参数的影响产生的差值小于1%,可以忽略不计;结合10 kV线路绝缘耐压水平,采用频率1 kHz的交流融冰适合于供电半径小于5 km的短线路,且应采用三相短路的融冰接线方式和分段串联电容补偿措施,可满足线路绝缘水平,有效降低融冰电压和融冰电源的容量。

考虑冰层下移的输电线路高频融冰温升影响因素分析

高频融冰热效率高,具有实现输电线路在线融冰的发展前景,揭示融冰过程中温升与环境等因素的变化规律对于实际应用具有重要意义。文中建立了覆冰线路高频融冰模型,重点考虑了冰层下移时环境温度、风速和覆冰厚度等因素对冰层内表面温升的影响。研究结果表明:在融冰过程中,对流换热强度影响冰层内表面温升速率,风速降低、环境温度升高,对流换热强度减弱,温升速率均增大,但温升速率随覆冰厚度增大而减小。因而选择合适的环境条件和覆冰厚度时机进行融冰能有效提高温升速率和缩短融冰时间。

人工气候室雾霾模拟方法及装置

为了研究雾霾沉积对输变电设备外绝缘的影响,在人工气候室设计了一套基于气流粉碎系统的雾霾发生装置。人工气候室直径25 m,高27.5 m,体积达15 000 m^3,为模拟雾霾提供开阔的大气环境。模拟装置由两个部分组成,一部分为人工气候室自带热雾系统,它能产生温度湿度可控的雾,并能形成逆温层,为模拟雾霾提供静稳条件;一部分为气流粉碎系统,其能产生成分可控、粒径<10μm的霾粒子并喷入气候室中。将产生的雾与霾混合可模拟出雾霾,模拟雾霾能均匀扩散在人工气候室中并持续存在,且雾霾的浓度、气溶胶粒径分布、温度、相对湿度均与实际雾霾相符。试验中,通过热雾系统及粉碎物的控制可以产生相对湿度范围在80%~90%、雾霾体积质量范围在200~600μg/m^3,气溶胶粒径分布集中于0.25~2μm的多种雾霾环境。试验结果表明,该装置能产生持续稳定存在的雾霾,为研究雾霾的理化特性及绝缘子在雾霾天气下的绝缘提供了研究条件,同时为在气候室形成霾与雾提供详细有效方法。

超导电感储能高功率脉冲技术及其仿真研究

提出了利用超导磁储能系统(SMES)来提高电力系统稳定性、提供紧急备用电源和实现新概念武器脉冲电源的“一机三职”功能的基础上,研究了一种基于超导电感储能系统和超导开关的脉冲功率成形技术,探讨了超导脉冲功率技术需要解决的重要基础问题;并根据超导电感储能系统及超导开关特性,提出了超导磁体和超导开关的理想结构,设计了一种脉冲成形网络模型;通过控制外加电流触发超导开关失超来控制超导开关断路,实现高密度无损耗储能、可控脉冲整形,并在电阻负载下,进行了脉冲成形回路放电仿真实验,得到了较理想的脉冲功率输出。

小电流接地系统单相故障的Matlab仿真

小电流接地系统发生单相接地故障导致非故障相电压升高,为防止进一步扩大成两点或多点接地甚至相间短路,应及时采取措施消除该故障。文中利用Matlab对中性点不接地系统单相接地故障进行仿真,重点探讨了仿真模型的搭建过程;通过对各线路零序电流波形的分析,判断出故障线路;通过对故障线路三相电压、电流波形的分析,判断出接地相。该方法简单、准确、可靠,较好解决了中性点不接地系统单相接地问题。

双馈风力发电系统网侧变流器联合控制策略

双馈异步风力发电机DFIG(doubly-fed induction wind generator)的运行控制本质是对励磁变流器的控制。为了简化控制算法和提高控制系统响应速度,该文提出了恒功率和无差拍联合控制。该方法通过瞬时功率恒定原理产生三相电流指令值,再利用无差拍控制原理即可计算出控制量。此方法兼具恒功率控制易于设计和无差拍快速响应的优点,在Matlab环境下建立恒功率和无差拍联合控制仿真模型。仿真结果表明,该控制方法在不对称故障下能有效地抑制直流电压纹波分量。

变电站自动化系统仿真的实现方案

本文采用模块化、开放式系统设计思想 ,从整体上设计了一个具有物理与数字仿真相结合的适合于教学培训、科研实验的变电站综合自动化仿真系统的实现方案。一方面 ,利用物理仿真 ,实现运行监控人机界面、继电保护与控制、RTU和通信通道等环节的实时物理动态过程仿真 ;另一方面 ,采用教学培训功能模块 ,取时间段上变电站实际运行数据及设置故障数据 ,模拟变电站动态运行、事故再现与分析 。

自适应微机保护数据采集的频率跟踪

针对电力系统中因频率变化而引起的微机保护数据采集及误差计算,分析了基于硬件测频和傅氏算法测频两套方案的特点,提出了硬件测频和傅氏算法测频相结合的自适应频率跟踪方案,当线路中高频分量很大影响正确测频时,即时启动软件测频方案,以保持频率跟踪的正确性,并对自适应硬件测频和傅氏算法测频方案进行了数值仿真,其结果表明基于该自适应频率跟踪的数据采集方案可快速精确测量电力系统中的频率、电压、电流等信号,提高了微机保护装置的灵敏度和防误动能力.

高温超导线圈在工频交流下的失超判断

运行于电力系统中的超导电力装置可能会遭受交流过电流故障,从而导致超导态转变到常态(失超),因此检测失超是超导电力装置实际应用的重要基础。然而在交流工作条件下,超导线圈产生很大的电感电压,其幅值远大于超导线圈失超后的常态电阻电压,给失超判断带来困难。笔者应用超导线圈在交流下电感电压和电阻电压的相位变化关系原理,经过实验研究,提出了基于相位变化的超导线圈在交流下的失超判断方法,为超导线圈在交流下的失超检测提供了新的技术途径。

电压补偿型超导限流器对电流保护的影响

基于电压补偿型超导故障限流器(SFCL)的工作原理,分析了电网故障时由于限流器限流阻抗串入对电流保护的影响。通过重新整定电流保护的动作值,得到了限流器与电流保护配合的解决方法。以一个10kV中性点不接地配电网为例,分别对引入SFCL前后系统三相短路的电流保护进行仿真,验证了该方法的有效性。

一种基于相关函数法的超导失超检测方法

提出一种基于相关函数相位差法的高温超导体失超检测方法.利用带通滤波器提取被测信号的电压和电流基波分量,消除谐波对相关函数的干扰;对电压和电流的基波信号作相关运算,测量相位差,提高超导失超检测的灵敏度和抗干扰能力.并通过MATLAB软件中的Simulink组件进行仿真分析,验证了该方法的可行性.

基于LonWorks技术的变电站综合自动系统的通信技术

本文介绍了 Lon Works技术的系统结构和技术特点 ,论述了变电站综合自动化系统现场总线应用 Lon-Works技术的设计方法。通过对网络可靠通信问题进行研究 ,得出了在网络节点负载较重的情况下 ,采用优先级对等和轮询相结合的通信方式 ,可较好地降低网络通信出错率 。

大电流脉冲发生实验装置的研制

研制应用于高温超导脉冲特性研究的大电流脉冲实验装置,装置由充电回路、放电回路、测量系统、保护装置和控制回路组成.利用电容器储能,通过电感放电形成LC振荡回路,放电回路中利用二极管使通过试验样品的电流为单向脉冲电流,通过改变电容器储能电压、电感、电容参数,负载上可获得不同幅值、脉宽、频率的脉冲或振荡电流.装置试验达到要求,为超导装置失超与脉冲特性研究创造了实验条件.

空心超导变压器参数对电压补偿型超导限流器性能的影响

电压补偿型超导限流器是一种新型的超导限流器,由空心超导变压器和脉宽调制PWM变流器组成。基于其电路结构和工作原理,分析了不同空心超导变压器参数对限流器工作性能的影响,通过调节空心超导变压器二次侧的注入电流,可以控制限流阻抗的大小,达到限制故障电流的目的,限流效果与变压器一次侧自感系数的大小有关,变压器一次侧自感系数越大,限流能力越强,然而当变压器一次侧线圈自感系数一定时,空心超导变压器的变比和耦合系数的变化不会对限流能力造成影响。以电压补偿型超导限流器在一个单相接地系统的应用为例,利用Matlab/simulink进行仿真分析,仿真结果与理论分析相符。

接地降阻应用及存在问题分析

分析和探讨了降阻剂在实际工程使用中降阻稳定性、使用寿命、腐蚀钢接地体等问题 ,认为这里既有降阻剂本身的质量问题 ,又有使用不当的问题。因此就降阻剂的选择、使用提出了应综合考虑降阻剂自身电阻率、对钢接地体的腐蚀率、对环境有无污染和降阻剂的稳定性和长效性等因素 ,通过技术经济分析有效长期稳定地发挥降阻剂的降阻效果 ,减少对接地装置的腐蚀。介绍了GPF - 94高效膨润土降阻防腐剂的性能特点和在实际接地工程上的应用 ,提出了制定降阻剂的行业标准 。

35kJ／7kW直接冷却高温超导磁储能系统

介绍了直接冷却高温超导磁储能(SMES)系统(35 kJ／7 kW)的总体结构和基本试验结果。该系统主要由超导磁体、低温系统、功率调节系统和监控系统组成。实验结果表明．通过直接冷却将储能磁体成功冷却到了20 K以下;储能磁体的直流临界电流达到150 A,临界储能量84 kJ,磁体中心场强4．5 T;监控系统和变流器能控制SMES与系统快速独立地在四象限进行有功功率和无功功率交换;在电力系统动态模拟实验中,SMES能有效抑制电力系统中因发电机机端短路故障引起的功率振荡。

GA优化LVQ网络的配电网接地故障选线方法

针对配电网故障相电压过零点且高阻接地故障选线困难的问题,文中提出了应用遗传算法优化学习量量化神经网络的配电网单相接地故障选线方法。首先利用小波分析方法提取线路零序电流信号的模极大值,以此作为学习量量化神经网络的输入向量,采用局部搜索算子改进的遗传算法去优化神经网络的初始权值向量,解决了网络对初始权值的敏感性问题。加速网络的收敛过程,提高网络的聚类精度,实现对不同故障类型进行故障线路的快速、准确识别。仿真结果表明,该方法有效地减少了传统学习量量化神经网络选线的误判几率,提高了选线速度和精确度。

偏置电容法电容电流测量的应用经验

介绍了偏置电容法测量配电网电容电流的应用经验,包括测量要领及测量结果异常的分析与处理,对几种典型异常原因进行了分析:接线错误、冲击负荷影响、三相不对称影响,并给出相应的处理措施。