永磁风力发电系统的变拓扑晶闸管整流器控制策略

为了克服电力电子器件尤其是绝缘栅双极晶体管(IGBT)对风电机组功率容量和电压等级的束缚,提出了一种适用于六相双Y永磁同步发电机的风力发电变流装置。该装置将变拓扑结构的晶闸管整流桥和三电平逆变器分别作为前端和后端。前端整流器中,2个三相晶闸管整流桥之间的串并联关系可通过二极管与开关组成的辅助电路在运行过程中进行动态切换。在低风速时,2个整流桥串联,提升输入电压;在高风速时,2个整流桥并联,扩大功率容量,以适应风力发电机输出电压的宽范围变化。新型电流峰值控制方法替代了传统比例积分(PI)控制方法,消除了变结构可能造成的电流突变,实现了动态运行中拓扑结构的无缝切换。三电平逆变器在发电机接近额定功率时根据风力机转速线性提高母线电压,使得整流器相位移因数保持稳定,提高功率因数。实验结果验证了原理的正确性和装置的可行性。

具有快速电流动态响应的晶闸管整流控制器

为了提高三相电流型晶闸管相控整流器的动态特性,提出一种新型电流峰值控制方法.利用交流电压周期性的伏秒积分变化控制晶闸管触发角,实现对直流侧电感电流的峰值控制.针对实际存在的问题对控制方法进行改进,消除交流侧漏感造成的触发误动作,设计采样偏置自调整方法消除采样偏置电压漂移所造成的误差.由于控制方法本身的积分滤波特性,并且不依赖于交流电压相位锁相环,在网侧电能质量恶劣的情况下仍然能够保证晶闸管正确地触发换相.仿真和实验验证表明,与传统控制方法相比,晶闸管整流器的电流动态响应特性大大提高,即使在谐波干扰的情况下仍然能够稳定工作,具有很好的鲁棒性.

变速风力发电系统的三相单管非连续型Boost功率因数整流器优化设计

在对三相单管非连续型Boost功率因数整流器进行矢量分析的基础上,结合变速风力发电系统的功率输出特点,对该整流器提出了一种功率电路的优化设计方法。该方法通过在额定功率点选择合理的交-直流电压变比,设计交流侧储能升压电抗器参数,完全能够保证整流器在风力机转速范围内工作在非连续的模式,并获得电能质量和元器件应力的最佳折中。将设计结果进行归一化处理,可以方便地应用于各个功率等级。该方法已经应用于50 kW半直驱式风力机整流装置的研制,实验结果验证了其正确性。

一种新型晶闸管PWM电流型STATCOM

提出了一种新型基于晶闸管的PWM三相电流型STATCOM拓扑结构。将晶闸管作为主转换电路,辅助以全控型器件开关,在每一个开关周期内为晶闸管创造稳定关断的条件,使得晶闸管工作在高频PWM模式。这种拓扑结构的STATCOM充分发挥晶闸管高耐压和大容量的优势,提高了STATCOM的功率等级,变换器,并且具有电流型响应迅速、驱动简单、可靠性好,成本低的优势。新的拓扑结构经过仿真和实验验证,工作频率可达2 kHz,大大提高了工作频率,降低了对储能元件的要求和成本,在工程上有很高的应用价值。

三相混合开关电流型整流器的优化方法

针对一种三相混合开关PWM电流型整流器电路拓扑进行改进,并提出一种优化的空间矢量控制方法。该混合开关整流器在大功率领域具有显著的电流特性和成本优势,并能有效地降低对电网造成的谐波污染。使用优化的电流型空间矢量进一步提高该混合开关电流型整流器的工作频率,减小了系统滤波元器件的成本和体积。电路仿真以及实验结果均验证该改进的混合开关整流器使用优化的空间矢量控制可实现高功率因数运行,并有很好的谐波抑制效果。

中点钳位型三电平并网逆变器有限集最优预测控制

详细推导了中点钳位型三电平并网逆变器的状态空间模型,并在此基础上提出了一种有限集最优预测(finite set optimal predictive,FSOP)控制方法。该方法将三电平并网逆变器的27个开关矢量组成一个有限集,然后在有限集中选择使罚函数最优的开关矢量,其中的罚函数是由输出电流误差、中点不平衡电压和器件开关次数组成的加权和。文中给出了FSOP控制方法的流程图,并通过仿真和实验评估了该方法的控制性能。仿真和实验结果表明:与传统方法相比,FSOP控制方法的控制目标灵活,通过调整罚函数的加权系数就可以灵活方便地优化逆变器的综合性能;FSOP控制方法避免了传统方法中控制器加调制器的级联结构,在跟踪输出电流参考信号、平衡中点电压方面具有较快的响应速度。

一种电流型电动汽车快速充电电路研究

提出一种电流型电动汽车(EV)快速充电电路,具有单级结构、宽输出电压的特点。分析了电流型柔性变拓扑充电电路的工作原理,通过柔性变拓扑实现两种等效工作拓扑,满足不同的负载电压和功率需求,并改善网侧谐波电流和功率因数。为实现快速充电,将电流预测控制和多段恒流充电结合,对电流预测控制策略实现多段恒流充电的过程展开详细分析并通过仿真和实验验证。仿真和实验表明电流预测控制器能快速调整充电电流,验证了电流型柔性变拓扑充电电路的可行性。

变拓扑N脉波相控整流器的电流预测控制方法

为了减小网侧谐波电流,改善电能质量,提出N脉波变拓扑相控整流器(FTTR)的一般结构形式,并对工作模式、拓扑切换策略及拓扑切换的过渡过程进行分析,在此基础上利用平均值电流预测控制算法计算晶闸管触发时刻,实现快速的电流动态响应.鉴于预测控制算法对电感参数变化敏感的问题,提出应用最小二乘法在线校正电感参数,消除模型参数变化引起的电流稳态误差.以24脉波FTTR为研究对象进行仿真和实验分析,仿真和实验结果验证了N脉波FTTR的可行性以及电流预测控制算法的有效性.

一种高功率因数的晶闸管多脉整流器

为了提高高功率大电流的相控型晶闸管多脉整流器在不同负载情况下的功率因数,提出了一种新型变拓扑结构的多脉整流器。2个三相晶闸管整流桥分别与二极管并联,通过调整串接在2个二极管之间的开关,使得2个整流桥组成的电路可以在串联或并联模式自由切换。拓扑结构的自由切换使整流器在运行中避免晶闸管触发角趋近90°的深控模式,从而获得功率因数的提高。采用电流峰值预测控制方法实现多个电路模式的并行计算,再依据电路所处的状态选择合理的控制决策。该方法提高了整流器对电流指令的动态响应,更重要的是消除了电路结构切换过程中的电流突变。仿真和实验结果验证了该装置变拓扑结构的瞬态过程快速平稳。与传统的多脉整流器相比,变拓扑结构整流器在轻负载的情况下提高功率因数的效果显著,实验给出了在不同功率负载下功率因数提高的具体实验数据。

应用于交-交变换的M3C矩阵变换器系统控制策略

模块化多电平矩阵变换器(M3C)作为一种新型拓扑具有诸多优点,但其控制变量较多、控制结构复杂。文中首先对M3C系统的工作原理进行了分析,并建立了其数学模型;在此基础之上,分析并研究了M3C系统的输出电压和电流、桥臂电流、桥臂能量均衡、桥臂子模块电容电压等电气参量的控制策略,同时给出了M3C系统交流侧电压、电流的输入、输出整体控制策略,以实现M3C的稳定运行,且具有较好的动、静态特性。最后,通过建立M3C系统结构的仿真模型及实验平台对控制方法进行仿真和实验,验证了M3C系统控制策略的可靠性及稳定性。

全光纤电流互感器PID控制算法研究

全光纤电流互感器(FOCT)克服了传统电磁式电流互感器在暂态响应方面的弱点,优化动态特性有助于提高全光纤电流互感器保护动作的快速性。全光纤电流互感器的检测电路的带宽限制了系统的闭环带宽。对于采用数字闭环方案的全光纤电流互感器,其带宽限制主要由闭环数字控制算法决定。通过理论分析、仿真及实验验证,表明在闭环控制算法中引入PID控制算法,有效提高了闭环带宽,为全光纤电流互感器在智能电网保护中的推广应用具有重要的意义。

基于区块链的分布式经济调度数据保护研究

随着智能电网迅速发展,未来电网将接入大量分布式能源,高效的分布式经济调度策略至关重要。然而,分布式模式下没有高安全等级的数据管理中心,其受到网络攻击的风险更为严峻。区块链技术具有的去中心化和不可篡改特性可为分布式经济调度建立数据保护机制。文章通过区块链技术实现对分布式经济调度关键数据的保护,抵御网络攻击。对网络攻击下的分布式经济调度建立数学模型,提出了一种采用区块链技术抵御网络攻击的分布式经济调度模型,在一个多发电机系统验证了所提模型的有效性。

情景模式的安全规程教学探讨

《电力安全工作规程》(以下简称《规程》)是保障电力企业员工人身安全的最重要的安全规章制度。电力公司员工教学培训的主要目的是促使生产人员真正理解《规程》相关条款并在实际工作中贯彻执行。因此,必须将抽象的规程条款转化为实际的情景模式进行教学。本文根据情景模式的教学思路,建立《规程》学习情景,注重对《规程》条文的理解和实际问题的解决,改变传统的教学模式,由灌输为主变为实际问题解决的提升。文章探讨了情景教学的必要性,《规程》的教学任务,并对3个方向的情景教学进行了深入的探讨:违章案例教学,现场培训教学和计算机仿真教学。相较传统的教学模式,新的教学模式能够使得学员在较短的时间内系统掌握《规程》内容,防止现场违章事故的发生。

一种变模态恒定磁芯复位电压双管正激变换器

针对现代开关电源的小型化与高功率密度化要求,提出一种改进型双管正激变换器。通过在传统变换器基础上增加部分附加电路,使变压器磁复位电压在输入断开时近似保持不变,从而在输入电容电压下降过程中使变换器开关占空比突破双管正激变换器50%的限制,更有效地利用储能电容中的能量,最终使得变换器在使用较小容量储能电容的情况下,延长输出保持时间。详述了电路原理,进行了理论公式推导,并给出了关键器件的设计步骤。最后通过一台180 W实验样机验证了理论分析的正确性。

新型10kV架空线故障指示器装卸工具的研制与应用

当前10 kV架空线路故障指示器的带电安装工具,普遍存在存放指示器的托杯与操作杆角度单一使工具不适应现场作业需求、托杯设计局限使工具本身兼容性差、托杯与起落架设计不合理使工具实际使用寿命短等缺陷,容易引发线路故障误判断等问题。此文从对10 kV故障指示器带电装卸工具增加活节装置、设计新型托杯等思路入手,研制新型故障指示器装卸工具,有效解决了带电装卸指示器遇到的各类难题。

基于CIM的电网拓扑方法及应用

IEC61970已经提出采用CIM/SVG作为电力系统图形建模规范,但其具体应用目前只停留在图形整合及静态拓扑表达层面。此文提出了一套从符合CIM模型的厂站接线图中提取拓扑数据的方法,不仅解决了对厂站接线XML文件的搜索瓶颈问题,而且能够表示各种复杂接线方式。本系统使SVG图元编辑平台不再作为一个独立的系统存在,而是和SCADA一起成为电力网络拓扑的数据来源,并在此基础上建立了一种描述电网拓扑的新型数据结构,使搜索算法无论在速度还是实用性上都优于传统的方法,提高了电网拓扑生成及搜索的实时性和可靠性。

登杆作业实训项目安全管控措施探讨

作为配电运检岗位新员工培训关键技能项目的登杆作业,一直是实训安全工作的重中之重。如何降低安全风险,又能保证培训质量?此文从"全面、全员、全过程、全方位"安全管理角度,提出了一套登杆作业实训项目的安全管控措施。实训前,培训师主持召开班前会组织讨论,并进行"四交站队";实训过程中,学员轮流进行角色培训锻炼;实训结束时,以班后会的形式对现场情况点评,提高对现场工作方法及安全意识的认识,杜绝习惯性违章。经过实践检验,证明该套安全管控措施正确有效。

光伏组件输出特性的实训设备研制

随着光伏产业的迅猛发展,对于光伏发电技术人才需求也与日剧增,许多大学已经开设新能源发电相关课程,电力相关领域的光伏技术培训也已展开,相应的教学、培训用具有待开发。为了满足对光伏电池组件输出特性的实验、教学和培训的需要,本文结合光伏发电的原理及特性,研究并试制了一套用于测试太阳能光伏组件输出特性的实训实验箱,最后通过测试结果反映了光伏组件的输出特性。

面向国家电网公司员工新能源技术培训课程探讨

介绍了国网技术学院新能源实训室面向国家电网新入职员工开发的《新能源发电技术》课程情况。课程内容根据培训对象的需求设置,采用模块化设计;课程形式多样,包括理论、视频和实训。培训反馈信息表明课程内容能满足培训对象的岗位需求,形式设计合理,培训效果得到了培训学员的一致认可。