基于谐波状态空间的高压直流输电系统SISO阻抗建模及稳定性分析

近年来,电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based on high voltage direct current,LCC-HVDC)系统的稳定性问题得到广泛关注,多位专家学者建议采用谐波状态空间(harmonic state space,HSS)等线性周期时变建模方法对其分析。然而,HSS不可避免地提高了建模的复杂度与维数,在面对大规模交直流系统时具有局限性。同时,LCC-HVDC包含多类型谐波耦合,各部分耦合对稳定性的影响大小尚未得到充分论证。为此,文中以HSS为底层理论建立LCC-HVDC的耦合阻抗矩阵,揭示高压直流输电系统内部的谐波耦合机理。进一步,通过多频电路等效思想,提出三相系统多维阻抗的降维方法,将耦合阻抗矩阵无损降维成单入单出阻抗,以此分析不同次数的谐波耦合对阻抗特性与稳定性的影响。结果表明,考虑到13次谐波截断可以有效提升高压直流输电系统阻抗模型精度,但对稳定性分析结果的影响小于忽略工况变化、简化逆变侧带来的误差。

基于误差迭代PI和改进重复控制的APF补偿电流控制

针对电网谐波污染日益严重的情况,为提高有源电力滤波器(APF)的稳态补偿精度和动态响应性能,从谐振控制器的角度出发,对传统重复控制进行改进,并针对控制对象优化得到最优重复控制参数。同时,为了克服重复控制延时一个周波响应的动态性能缺陷,提出了一种误差迭代比例—积分(PI)控制法,在提高系统动态响应速度的基础上尽可能保证稳态精度。最后,对重复控制的嵌入形式加以改进,通过设置指令前馈通道优化控制结构,得到了改进复合控制的优化结构,实验和仿真结果验证了所提出控制策略的准确性和有效性。

基于多目标四维可视化算法的有源电力滤波器滤波电感优化设计

脉宽调制技术的应用会产生高频开关纹波,一般采用LCL滤波器对其加以滤除,以保证有源电力滤波器的补偿性能。首先根据系统对纹波电流的抑制要求和最大电流跟踪能力要求,对LCL中的滤波电感取值进行优化设计。然后针对传统电感设计过程复杂繁琐、带有重复性且很难求得可靠解析解的缺点,提出一种四维可视化算法,先推导建立各设计目标和已知自变量之间的三元函数表达式,然后通过四维数据场可视化编程直接给出满足多目标设计要求的最优解集,直观、清晰且简单、实用。最后,根据所提算法结果绕制相应电感,并应用于一台50 k V·A三相四线制有源电力滤波器样机,实验结果验证了该策略的可行性和有效性。

基于实时均流的模块化有源电力滤波器并联系统补偿策略

针对大容量非线性负载的谐波补偿问题,提出了一种模块化有源电力滤波器并联组合系统。研究了多模块并联组合系统的结构及其工作原理,在此基础上建立小信号模型加以分析,并引入模块容量差异化情况下的控制策略作为对比,提出了相同容量模块间基于均流系数实时更新的均流控制及冗余控制策略。各个模块内则采用数字比例—积分(PI)和重复控制构成的复合电流控制策略,保证系统的稳态补偿精度和动态响应速度。最后,搭建了单台容量为50kVA的双模块有源电力滤波器并联组合系统,对比了不同模块间控制策略及不同模块内控制策略的补偿效果,实验结果证明了所提出的控制策略的可行性和有效性。

基于元件冗余的容错型有源电力滤波器及其控制策略

并联型有源电力滤波器(SAPF)一般以三相六开关拓扑为基础,为了提高其应用于工业现场时的灵活性,提出了一种基于元件冗余的三相四开关容错型SAPF,并对容错电路结构及其运行模式进行了详细分析。在此基础上,针对某相故障状态下直流侧总电压波动及上下电容电压不平衡的情况,设计了相应的稳压及均压策略。同时,由于电路由三相六开关四线制转为三相四开关三线制结构运行,对容错运行状态下的控制策略进行了研究分析,保证了系统三相输出的对称性。50 k VA的容错型SAPF样机实验结果验证了所提出的控制策略的可行性和有效性。

海上风电场并网对暂态过电压和谐波谐振特性的影响

海上风电场并网易引起电力系统的谐波谐振问题,从而威胁到电网的安全运行。为此研究了海上风电场并网对陆上电网PCC(公共耦合点)暂态过电压和谐波谐振特性的影响,并提出了谐波谐振的治理方案。首先对浙江省某海上风电场并网工程进行PSCAD仿真建模。然后通过仿真计算得到并网系统在不同运行方式下的暂态过电压和谐波谐振特性。研究结果表明:在不同运行方式下,PCC暂态过电压标幺值最大值为2.1 p.u.,小于限制值3.0 p.u.,符合安全要求。最后采用在PCC处并联5次和7次低阻抗支路滤波器的谐波抑制策略,使得PCC谐波放大现象明显减弱,总谐波畸变率大幅下降,均小于1.5%,消除了2~7次低频谐波放大现象。

新型三相四线制APF直流电压控制策略

针对三相四线制有源滤波器(APF)直流母线电压控制的特点,为了克服并网运行时产生的直流母线电压波动和直流侧上、下电容之间电压不平衡等问题,根据系统主电路数学模型建立稳压环和均压环,提出基于二阶低通滤波器的新型电压控制策略,给出设计方法.理论分析证明:与传统的PI控制器相比,采用该控制策略可以实现对电压环更好的控制性能和控制效果.通过仿真和实验验证了该控制方法在三相四线制有源滤波器系统中的正确性和优越性.

基于ABC坐标系的三相四线并联型APF控制策略

为提高三相四线制并联型有源电力滤波器(APF)的谐波及中线电流补偿精度和动态性能,引入基于ABC坐标系的控制策略.该控制策略在时域下完成对直流侧电压和补偿电流的闭环控制,各相之间完全解耦.根据系统主电路数学模型设计直流侧稳压环、均压环以及由PI控制器和重复控制器组成的复合电流环控制器,有效保证了系统闭环稳定性和谐波补偿精度.各类工况下的实验结果验证该控制策略在三相四线制并联型APF系统中的可行性和有效性.

单模聚焦微波合成苯甲酸乙酯的研究

利用Discover单模聚焦微波精确有机合成系统,研究了标题化合物的合成反应。实验中考察了反应时间、反应温度、催化剂用量、微波功率及酸醇物质的量比的影响。实验结果表明,在最佳条件:n(浓硫酸):n(苯甲酸):n(乙醇)为0.54:1:3,微波功率为125W,微波辐射温度70℃,微波辐射时间为15min的条件下,酯化率可达84.9%。产物经傅里叶红外光谱的表征,证实与目标产物完全一致。

交流并网电力电子变换器高性能无源性控制方法研究

配电网要求电力电子变换器能够具备足够快的响应速度,同时能够稳定运行。现有的控制方法在快速性与稳定性之间存在一定矛盾。针对这一问题,本文以交流并网电力电子变换器为研究对象,提出一种高性能的无源性控制方法,将控制对象整定为无源系统,实现本质稳定运行,并且基于控制参数对电力电子变换器输出性能的影响规律,以动态调节过程中的超调量与过渡时间为控制目标,对控制部分中的各个参数进行优化设计,以解决稳定性与快速性之间的矛盾。PSCAD模型仿真结果证明了所提控制方法能够保证电力电子变换器具有足够的稳定裕量与动态性能,动态调节过程中的超调量、过渡时间明显减小,满足电力电子变换器的高性能稳定运行的要求。

基于非同步电能质量监测系统的谐波状态估计

谐波状态估计是电能质量管理的重要手段,当前方法多基于理想化实时同步谐波数据开展,未考虑非实时、非同步等现实困难,致使其准确性在应用中难以得到保证。针对我国现有电能质量监测平台数据特点,该文提出一种基于非同步数据的谐波状态估计法。在建立的谐波状态估计模型中,以相角误差补偿的方式将非同步问题同步化,并以信赖域算法求解模型。同时,针对所提谐波状态估计模型特点,提出适用于该文模型的可观性分析方法,保证状态估计的可实施性。最后,运用IEEE 30节点数据与某地区实际测量数据对所提方法进行了验证,结果显示该文算法可较好地解决非同步问题,且在谐波波动较小时具有更高的准确性。另外,通过与其他非线性求解算法对比证实信赖域算法的优越性。

基于双分数阶快速重复控制的有源电力滤波器电流控制策略

首先介绍了传统重复控制结构,建立dq坐标系下的快速化改进方法,并分析指出其存在电网频率偏移时的适应性、重复控制快速化改进后周期延时环节点数为非正整数以及低采样频率下相位超前补偿环节难以取到合适的整数阶拍次的难题。为解决上述问题,进一步引入分数思想,提出一种具有频率变化适应性的双分数阶快速重复控制策略。通过将传统内模重塑为有限个阶次相邻、不同权重系数的整数阶内模,得到基于分数阶周期延时环节的新型内模,同时将传统的单个固定拍次相位补偿环节改造为有限个阶次相邻的整数阶超前环节模型并联,实现分数阶超前环节的相位补偿。算法上利用数学上经典的拉格朗日插值法实现双环节分数化,并分析了不同插值点和插值长度对拟合效果的影响。通过两个算例从频率特性角度分析对比了和传统方法的性能差异。最后在搭建的16.5kV A实验样机上验证了所提策略的有效性。

基于多维特征和Hausdorff距离的电压暂降治理成本估计

电压暂降治理是非标准化工程,由于缺少用户侧详细信息,治理容量估计困难,易造成过度治理或治理不足。考虑治理对象受电压暂降多维特征影响的事实,研究治理对象耐受能力和治理容量识别问题,提出一种考虑电压暂降多维特征的敏感设备耐受能力Hausdorff距离识别方法,引入模式库概念,利用模糊隶属度判别治理对象电压耐受能力,在此基础上提出改进电压暂降严重程度指标,提出基于改进电压暂降严重程度指标和治理对象容量占比的治理容量识别方法,由此估计所需治理成本。结合某城市电网实际监测数据进行实证分析,结果证明了提出方法的有效性和合理性,便于实际工程应用。

利用课堂观察,探究“教师指导”的有效性——从小学信息技术课堂教学观察引出的研究和思考

一、观察背景与准备 有效教学是一种现代教学理念．所谓“有效”．主要是指教师在通过一段时间的教学之后．学生所获得的具体的进步或发展。教学有没有效果．并不是指教师有没有教完教学内容或教得认真不认真．而是指学生有没有学到什么或学得好不好。如果学生不想学或学得很辛苦．没有得到应有的发展．也是无效或低效教学。

牵手行动助力年轻教师成长

一直以来新教师都是我们重点关注的群体，为了帮助他们适应信息技术学科教学，我们在区域研训活动中组织新教师观摩优质教师的课堂教学，让新教师了解如何备课、如何组织教学，尤其是如何上好始业课。新教师在模仿中练习，在学习中实践，逐步练好教学基本功。

增强型SVG多机并联谐振机理与抑制方法研究

增强型静止无功发生器(ASVG)由于同时具有补偿无功与改善波形的作用,得到了广泛应用。由于增强型SVG的核心部分为开关电路,因此其输出存在开关次谐波,为了抑制这一谐波,增强型SVG的出口通常都接有LCL型滤波器。单台SVG并网时,通过事先整定相关参数,能够较好地实现无功补偿与改善波形的功能。但实际系统中,通常会有两台甚至更多SVG并列运行,此时由于LCL型滤波器与电网自身的电气特性,系统中可能会出现谐振,从而对系统的稳定性带来不利影响,此时依靠参数整定难以进行有效处理。本文通过研究等效电路与仿真,分析了增强型SVG在并列运行时的谐振机理,并提出了一种谐振抑制协调控制方案。

LCC-HVDC换流站交流侧非特征次谐波产生机理与抑制方法研究

±800 kV特高压直流输电换流站通常采用双12脉动换流的方式,理想运行工况下交流侧只含有12k±1次特征次谐波,但是近年来通过对特高压换流站的电能质量测试发现实际运行中交流侧非特征次谐波含量也较为明显。文章以宜宾—金华特高压直流输电金华换流站为例,采用分段时域法分析了换流变阻抗不平衡、晶闸管触发角偏差等因素对非特征次谐波的影响,并提出了一种级联H桥拓扑结构的有源滤波器(active power filter,APF)用于非特征次谐波的抑制,最后在PSCAD/EMTDC中搭建了±800 kV特高压直流输电和级联H桥APF的仿真模型,通过与传统无源滤波器滤波效果的对比,验证了级联H桥APF在抑制非特征次谐波上的有效性。

特高压直流换流站交流滤波器组对电网谐波的影响分析

特高压直流换流站配置的交流滤波器兼具特征谐波滤除和无功补偿功能,但其易与电网背景谐波阻抗相互作用导致低次谐波放大现象。交流电网谐波阻抗的获取是交直流系统谐波特性分析及交流滤波器设计配置的基础。文中根据电网谐波阻抗特性较为复杂,难以建模计算的特点,提出了一种基于换流站不同运行工况的500 kV交流电网背景谐波阻抗实用估算方法;定义了交流滤波器组谐波增益指标,通过该指标分析了特高压直流换流站交流滤波器组对电网低次谐波的放大机理;研究了交流滤波器参数与放大作用间的关系,提出了2种交流滤波器的改造方案。最后,以绍兴换流站测试数据为例,结合电网背景谐波阻抗估算结果,对其5次谐波放大问题进行了理论分析,并对交流滤波器改造方案进行了探讨。

海上风电场谐波异常的调查与试验分析

电能质量是海上风电并网的重要议题。该文介绍了国内某海上风电谐波异常案例。首先基于长距离海底电缆的分布参数,建立了海上风电220k V主电路的频域数学模型,通过不同位置谐波源计算海上风电的谐振点和谐波放大特性。其次设计并实施了现场试验,试验证明谐波超标的主要原因是长距离海底电缆放大了电网背景谐波。最后,使用Moore-Penrose广义逆分析海缆运行状态,估算并网点谐波阻抗,初步设计了用于海上风电的220k V高压无源滤波器,通过滤波器调整风电场谐波阻抗,抑制谐波超标。

孤岛方式下MMC长电缆连接点的高次谐波测试

MMC是柔性直流配网与交流电网电能转换的核心设备。对变流器交流并网点开展电能质量测试,验证了正常运行下变流器波形质量良好。但孤岛模式弱电网运行条件下,经长距离电缆并网的交流并网点存在超高次谐波谐振现象,并严重劣化了电压波形。本文建立了变流器-长电缆-负载的小系统数学模型,对高频谐波传导的内在机理进行研究。使用Numpy、Scipy等Python开源软件包进行数值分析,论证发生高频谐振的必要前提条件是弱电网,推导了求解固有谐振频率长缆弱网特征方程;得到随着电缆长度增加、桥臂电抗器阻抗增加谐振频率降低等规律;理论计算结果与现场实测结果基本一致。建议长电缆并网的MMC换流器宜在电缆对侧加装高频滤波器抑制弱电网运行的谐波放大.