直驱永磁风力发电机的变系数PD虚拟惯量控制研究

传统PD虚拟惯量控制虽然能有效避免无惯量情况下频率的二次跌落问题,但应对风速变化时,传统控制方法中固定的惯性系数可能导致惯量响应中惯量的过余或不足,风机输出有功功率延时变化,影响系统频率的变化,惯量响应效果不理想。为此,在搭建PD虚拟惯量控制模型的基础上,综合考虑转子动能与风速变化对虚拟惯量调节的影响,通过当前风速与下一时刻预测风速对应的旋转动能超前算出满足系统的变微分系数,优化传统控制方法中的风机辅助功率,匹配系统适时的惯量效应,在系统频率调整方面具有更高的灵活性,同时避免了传统控制方法机械、固定的全惯量支撑,减小机组的调频压力。最后通过仿真验证了所提策略的有效性。

短期尖峰负荷多信息融合的神经网络预测方法

为了降低负荷数据的复杂度、提高预测精度,提出一种短期尖峰负荷多信息融合的神经网络模型。选取皮尔逊相关系数分析假日、温度、湿度等信息之间的密切程度,将关键气象信息融合进模型中,优化负荷的输入参数,重构神经网络模型的新数据集,并防止神经网络的过拟合,提高短期尖峰负荷预测精度。算例仿真分析表明,所提方法与未考虑多信息融合的单一增强型决策树模型和神经网络模型相比,更能有效地提高短期尖峰负荷预测准确率。

四绕组感应滤波变压器的基波运行与无功补偿特性分析

依托多绕组变压器的结构、磁势平衡方程、感应滤波实现条件推导出四绕组感应滤波变压器的辐射形等值电路模型,建立了该变压器在基波下的数学模型,基于感应滤波方法分析了四绕组感应滤波变压器的基波运行与无功补偿特性。通过原理样机的MATLAB仿真、实验和某220 kV变电站的工程试验验证了四绕组感应滤波变压器的基波运行特性以及在基波下通过滤波绕组投入电容器可以实现无功补偿。仿真与试验结果表明:在基波下,四绕组感应滤波变压器的运行特性类似于三绕组变压器;投入电容器时稍微抬升了网侧电压有效值,但轻微减小了网侧电流有效值,提高了网侧的功率因数。

基于端口模型研究四绕组感应滤波变压器的运行特性

文中提出一种四绕组感应滤波变压器及滤波系统用于提高网侧的供电质量。其实质是基于感应滤波原理的等值零阻阻抗设计一个内含滤波绕组的四绕组感应滤波变压器,通过调整变压器绕组结构布置来实现,同时该滤波绕组外接无源滤波装置构成滤波系统,两者协同实施谐波抑制和无功补偿。依据感应滤波原理构建四绕组感应滤波变压器各绕组的端口模型,建立该变压器各绕组的端口理论方程,推导出在基波与谐波工况时的数学表达式,揭示四绕组感应滤波变压器的运行特性及感应滤波机理。在实验室环境下搭建一个小型的原理样机实验平台,仿真与实验结果表明:1)在基波下,四绕组感应滤波变压器的运行功能类似于三绕组变压器;2)在谐波下,通过四绕组感应滤波变压器的滤波系统能屏蔽负荷侧的主要特征次谐波电流而无法感应到网侧,改善网侧的供电质量,提高网侧的供电效率。

基于MRAS和SVPWM永磁同步电动机无位置传感器控制

依据永磁同步电动机的动态耦合关系,提出一种模型参考自适应辨识算法来估算转子的位置。永磁同步电动机无位置传感器的调速系统采用空间矢量脉宽调制策略以减小逆变器输出电压的谐波成分,降低转矩脉动。仿真结果证实了模型参考自适应辨识算法对转子位置跟踪准确,系统具有很强的鲁棒性,是实现永磁同步电动机无位置传感器控制的一种实用方法。

“电力系统分析”课程教学体系的构建

本文以电力工程应用为目标,将"电力系统分析"课程理论与实践教学体系改革有机结合,提出了"理论教学、实验教学、课程设计、课程实习和毕业设计"五位一体的课程体系。我们从教学模式、教学方法和应用情况等方面开展了深入的研究与实践,取得了良好的教学效果。

增设输电线路工程专业的可行性分析

我国工科院校目前很少开设输电线路工程专业,只有几所高校设置该专业方向。通过我们的市场调查和分析研究表明,我国电力行业急需大量的输电线路工程专业人才。本文通过增设输电线路工程专业的必要性和可行性讨论,来论证我校增设该专业的现实意义。

“电力系统分析”课程的工程化实验教学

在"电力系统分析"课程的实验教学中,按照电力系统安全规程,规范了实验操作操作步骤,在电力系统综合实验平台上完成电力系统的稳态运行和暂态过程的各种操作实验,工程化实验教学方法得到了有效实施,强化了学生的安全意识,加强了学生独立动手能力,提高了学生的工程意识能力,为培养具有电力行业特色的应用型人才奠定了专业基础。

永磁同步电机的端口受控哈密顿控制

在永磁同步电机的伺服控制系统中,绝大多数采用矢量控制和直接转矩控制,由于永磁同步电机是一种非线性的机电能量转换装置,运行时受电机参数的变化、负载扰动等因素对整个系统的稳定性、可控性影响较大。提出一种基于端口受控哈密顿方法建立了永磁同步电机的非线性数学模型,设计了一种端口受控哈密顿控制器,并分析了该控制器的鲁棒稳定性。对比传统PI矢量控制,通过仿真及实验结果表明所设计的端口受控哈密顿控制器具有优越的性能和较强的鲁棒性。

基于感应滤波的工业整流系统潜在谐波放大及防治措施

在高耗能企业中采用12脉波感应滤波技术能有效治理谐波、低功率因数等电能质量问题。但在实际工程应用中,由于系统阻抗参数波动以及变压器、感应滤波装置参数匹配、设计不当等原因,产生低次谐波电流放大的现象,导致感应滤波系统的滤波性能受到影响,严重时会威胁整个感应滤波系统的安全运行。本文从理论上分析了谐波放大现象的机理,建立了系统谐波作用的数学模型,给出了在变压器滤波绕组侧采取混合有源滤波或对无源滤波装置优化设计两种防治谐波放大的方案。该方案在某电解铝企业得到了应用,有效解决了低次谐波放大现象,仿真及工程现场运行验证了理论分析的正确性。

一种新型电气化铁道电能质量综合补偿

针对电气化铁路单相整流方式带来大量负序、谐波和无功的特点,结合多功能平衡变压器具有低压两相端口和低压三相端口的特点,提出一种采用三相电压源变流器(VSC)结合晶闸管投切电容器(TSC)构成的电能质量补偿系统。两套多组TSC补偿绝大部分无功能量,VSC通过电感直接与多功能平衡变压器低压三相端口相连,补偿谐波、负序和剩余的无功分量,降低了VSC容量,有利于工程应用。详细讨论了方案及其特点,设计了无功分配策略,根据理想补偿效果,通过构造虚拟电流,推导了基于磁动势平衡原理的补偿算法,建立了补偿等效电路模型并得到了补偿电流关系式,得出了参考电流实时检测和无功电流分配方法。仿真和实验证明所提方案的正确性。

新型负序电流检测方法及其应用

针对传统的基于同步旋转变换负序电流检测方法的一些缺陷,提出了一种新的检测方法,该方法不仅适用于负载不对称系统,而且适用于电源电压不对称系统。在检测过程中,不需要采用锁相环(PLL)电路获得同步旋转角,消除了PLL延时带来的影响。仿真结果证明了所提检测方法的正确性和有效性,新的负序电流检测方法具有精度高、实时性强的特点。最后,给出了所提方法在配电静止同步补偿器中的应用效果,表明采用所提的负序电流检测方法配电静止同步补偿器能很好地实现负载的不平衡补偿。

正弦波永磁无刷直流电动机采用电流控制的研究

依据永磁无刷直流电动机的数学模型及其转矩特性,文中提出一种正弦波永磁无刷直流电动机的控制采用电流控制方式的策略,然后利用MATLAB/SIMULINK仿真软件对该控制系统进行建模与仿真研究。

基于时钟状态估计的电力系统广域冗余对时模型

对晶振时钟、全球定位系统(GPS)时钟、网络对时以及原子钟的性能进行了评述,在此基础上,提出了基于时钟状态估计的冗余对时模型。该模型下的时钟装置通过对各时钟的误差状态进行估计,并根据误差状态选择合理的运行模式,产生用于各站点内设备对时的统一时钟。时钟装置的秒脉冲时间精度的测试试验结果表明,在该模型下产生的时钟结合了各种对时时钟的优点,提高了电力系统广域同步的精确性、稳定性以及可靠性。

基于时基的恒频自适应电流控制技术

针对电流发生器在电流跟踪过程中开关状态切换的行为特性,采用数学解析建模的方式,构建了恒频自适应控制算法。该算法利用相邻周期内两次开关切换点处的电流跟踪误差,根据误差均摊的原则,预定下个控制周期开关切换时刻,产生开关频率恒定的自适应脉宽调制信号,实现对指令电流的快速精确跟踪。通过建立仿真模型,研究了该算法在各种暂态条件下的动态响应性能,作为有效性验证手段,最后给出了新算法应用于单相电流发生器的仿真和实验研究结果。

基于多目标Pareto粒子算法的感应滤波装置优化设计

针对12脉波整流系统实施感应滤波的特点及要求,进行了配套滤波装置的方案选型,使所确立的滤波方案能有效兼顾电能质量控制和场地空间限制等因素,在此基础上建立了滤波装置参数设计的多目标优化数学模型,并应用基于向量评价的改进粒子群优化算法对滤波参数进行了全面优化设计。算例分析和仿真、实验结果表明,优化后的滤波参数能够较好地满足滤波、无功补偿和成本控制等多目标设计要求,验证了所选滤波方案及优化模型的正确性和有效性。

四绕组感应滤波变压器短路阻抗特性研究

短路阻抗是四绕组感应滤波变压器的重要技术参数,它不仅影响变压器的稳态运行、短路电流计算,而且会涉及到感应滤波效果。首先提出一种感应解耦法以建立四绕组感应滤波变压器的电压方程;然后基于短路法分析四绕组感应滤波变压器的短路阻抗特性以及滤波器阻抗对短路阻抗的影响;最后通过短路实验验证所述的理论与计算方法的正确性。结果表明滤波绕组的等效阻抗为零,满足感应滤波约束条件,且滤波器的阻抗参数对短路阻抗无任何影响。

基于感应滤波方法提高变电站的电能质量

为了改善变电站的220 kV供电网的电能质量,提出一种四绕组感应滤波变压器(FW-IFT)组合无源滤波装置的IF方法来屏蔽电网负荷侧的特定次谐波,使其无法窜入供电网。阐述了新型IF方案,详细分析了FW-IFT的IF机理。然后,基于辐射型电路建立基波与谐波下FW-IFT的电压方程,并分析了滤波性能。最后,通过MATLAB仿真和样机试验,验证了所提方法是有效可行的。

校企合作人才培养模式下课程实践教学改革与创新——以《电力系统分析课程》为例

地方高校以培养应用技术型人才为目标,依托校企合作人才培养示范基地在实践教学中的桥梁作用,通过分析当前《电力系统分析》课程实践教学的现状,针对面临的问题提出整改措施,为实现学校转型发展奠定了良好的基础。

“电力系统分析”课程设计的教学改革研究

在"十三五"专业综合改革推动下,基于校级专业综合改革及校级"卓越工程"培养方案背景下对"电力系统分析"的实践教学内容和方式进行了改革。探讨了"电力系统分析"课程设计由传统的手工计算到利用PSCAD仿真软件进行仿真设计再到电气工程专业综合设计的改革过程,体现了专业课程设计改革特色,增强了学生的工程实践能力和创新意识。