基于行波电流极性差异的交直流混联系统纵联方向保护方法

交直流混联系统中逆变站的换相失败使交流线路发生频率偏移,导致工频量纵联方向保护的可靠性受到影响。提出了一种基于行波电流极性差异的交直流混联系统纵联方向保护方法,利用线路区内、外故障时,传播到两端保护的电流故障初始行波波头之间极性差异构成纵联保护。该方法仅利用电流初始行波极性差异进行方向判别,消除了电容式电压互感器无法准确传输宽频带电压信息导致保护的低可靠性问题,且利用高频电流进行计算,避免了交直流混联系统频率偏移的影响。仿真结果显示,基于行波电流极性差异的纵联方向保护方法能够准确、快速地识别单相故障和多相故障,适用于交直流混联系统。

车载逆变电源的设计与实现

为解决车载电源的转化问题,提出一种将汽车车载电源从直流12 V转化为交流220 V的车载逆变电源设计方法。该方法将直流12 V作为输入,通过前级升压和后级逆变2个功率转换电路,得到220 V/50 Hz的正弦交流电压。前级升压电路以SG3525作为主控芯片,采用推挽变换电路拓扑结构,利用高频变压器进行隔离升压,通过设计直流母线电压负反馈电路,避免出现直流母线电压的过压;后级逆变电路以EG8010作为主控芯片,采用全桥拓扑结构和SPWM控制技术,通过设计过压过流保护电路和过温保护电路,避免电路过压和过温。实验结果表明,该车载逆变电源在输入直流电压为(12±1.5) V的范围内均可输出稳定的交流电压(219.5~220.1 V),且整机测试效率保持在97.5%左右,具备良好的参数性能。

线圈电势求取过程中两种标注方法的比较

比较了线圈电势求取过程中标注电势的两种方法,指出正向旁边标注电势的瞬时值是恰当的,标注电势的相量是不恰当的。详细摘要请见结语。

应对岸上故障的海上风电多端柔直系统协调控制策略

针对海上风电多端柔直系统岸上交流电网故障时的盈余功率问题,提出一种采用能量控制的多个海上换流站与风电机组的协调控制策略。在故障期间,部分海上换流站先启动能量控制,根据直流电压的变化抬升能量参考值,吸收直流系统中的盈余功率。剩余海上换流站对直流电压进行预测,当直流电压预测值超过限值后,剩余海上换流站启动能量控制吸收盈余功率。海上换流站在吸收盈余功率的同时对风电机组采用降压控制,根据换流站储能的增加情况降低风机侧交流电压参考值。风电机组网侧换流器根据交流电压的变化调节d轴电流参考值,减少输送到多端柔直系统的有功功率,避免多端柔直系统的直流电压越限。最后,在PSCAD/EMTDC中对不同类型的故障进行仿真,验证了所提协调控制策略的有效性。

含嵌入式直流的受端电网动态响应智能分析方法

高压直流输电系统嵌入大型交流系统,将进一步增加换相失败、直流闭锁等故障对系统安全稳定的影响,交流系统与直流系统的交互作用,将使系统动态更加复杂。针对电网不同运行方式下大扰动后系统复杂动态响应特性分析难题,文中提出一种基于机电-电磁混合仿真与机器学习的智能分析方法。该方法基于主成分分析(principal components analysis,PCA)降维、基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)、K-means等算法建立二阶段聚类模型,可针对直流落点近区严重故障后大量混合仿真动态曲线在高维空间中自动聚类,并给出相应标识与严重程度;提取交直流系统在不同故障下的典型动态模式,自动标注并识别各模式下主导安全稳定问题。文中所提方法的有效性在2025年华东电网运行方式中得以验证,仿真结果表明,所提方法可有效提取不同故障下系统动态模式,将有效支撑后续复杂故障下的交直流系统动态机理分析。

高压直流稳态工况无功调节能力

高压直流(high voltage direct current,HVDC)换流器具有一定的动态无功调节能力,充分利用换流站的无功调节能力,可显著改善HVDC系统的稳定性能。文中研究了HVDC系统稳态运行时的无功功率可调节能力,分析了有功功率和无功功率相互耦合的特性,以国际大电网(conference International des grands reseaux electriques,CIGRE)的HVDC标准测试模型和贵广Ⅱ直流输电工程模型为算例,对稳态工况的直流电流可运行范围进行了解析,进而求出整流、逆变两侧的无功功率可调节能力,并将其应用在无功控制中。研究发现,CIGRE的HVDC标准测试模型对于容性的无功功率和感性的无功功率调节能力相近,而贵广Ⅱ直流输电工程模型对感性无功的调节能力远大于对容性无功的调节能力。在电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC中验证了无功功率可调节能力的正确性和应用价值。

基于波形距离系数的逆变站近区交流线路保护方向元件

逆变站仅有单回出线时,若逆变站近区交流线路发生故障,逆变站的复杂特性导致传统方向元件难以判别故障方向。文中对逆变站近区交流线路故障特征进行了分析。然后,指出了交流线路电流与交流边界元件电流时域变化量之间的相似特征,提出了利用测量电压、电流推算交流边界元件电流的电磁暂态计算方法。最后,利用时域中的交流线路电流与交流边界元件电流之间的波形距离系数在正方向和反方向故障下的差异,提出了一种新的方向判别原理,并通过大量仿真对其性能进行了验证。仿真结果表明,所提方向元件能准确识别故障方向,具有较高的可靠性和灵敏度。

交流电弧直读原子发射光谱法在矿石中定量和半定量分析的应用

采用内标法以对数坐标进行拟合曲线,光谱可定量的元素是标准曲线线性较好的,可计算矿石中元素的准确含量,光谱不可定量的元素,在摄谱时获得了这些元素的谱线强度(即为黑度),用目视法与一起摄谱的标样比较谱线的黑度,确定这些元素大致质量分数范围,实现了矿石中定量和半定量元素的分析检测,一次摄谱可以同时测定31个元素,满足客户需求,同时也是试验室对于矿石盲样分析不可缺少的分析手段之一。

新能源接入交直流混合微电网的设备调度方法研究

为解决现有交直流混合微电网设备调度效果不佳的问题,提出新能源接入交直流混合微电网的设备调度方法。首先,分析了交直流混合微电网在运行过程中的不确定因素。然后,以提升电网运行稳定性为目标,建立了微电网优化调度的目标函数;同时,通过对交直流侧功率平衡的等式约束和对分布式电源与蓄电池的不等式约束,构建了优化调度模型。最后,通过优化的烟花算法完成调度模型求解,在保证模型稳定性的同时实现交直流微电网设备的优化调度。试验结果表明:应用所提方法,微电网长期处于售电状态,且调度成本始终在15元以内。该方法可提升微电网运行的稳定性和经济性。

柔性直流换流站供电无源交流线路电压单环控制策略研究

高比例新能源经柔性直流并网送出时无源交流线路空载加压是必不可少的环节,换流站闭环运行控制存在谐振失稳风险。针对该应用场景,提出了一种具备故障限压限流和谐振抑制能力的电压单环控制策略。首先,在考虑换流站链路延时的基础上,采用常规电压单环控制方式,分析了该场景下诱发谐振失稳的关键因素。其次,考虑故障限压限流和谐振抑制需求,提出了电压前馈和电流前馈补偿控制策略,推导了故障电流与电压单环控制器限幅和电流前馈补偿等效直流增益之间的数学关系。再次,以抑制谐振为目标,从不同频率段实现了前馈补偿器参数选择范围的解析计算和优化设计。最后,采用电磁暂态仿真模型验证所给控制策略和参数解析计算与优化设计的有效性。

既有办公建筑供电系统的直流改造实践

以成都地区的既有办公建筑为研究对象,结合“光储直柔”电气系统和各供电构架的研究状况,对既有办公建筑的供电系统进行改造。采用交直流混合构架为光伏微电网系统供电。通过对光伏系统仿真数据与实测数据的对比分析,验证了该系统的稳定性和可行性。该供电系统在既有办公建筑改造中有可推广性。

基于轨道交通的同相供电装置变流器研究设计及仿真验证

该文阐述轨道交通27.5 kV交流供电系统不等容SCOTT变压器的单相组合式同相供电方案,并通过仿真验证该方案的可行性。应用证明该同相供电装置,可有效提高列车运行效率,改善电能质量,提高牵引系统能效。

混合双馈入直流输电系统的高频振荡特征及机理研究

在混合双馈入直流输电系统中,由于电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)的存在,系统在不同的联络线长度下呈现出不同的高频振荡特征。为研究混合双馈入直流输电系统的高频振荡特征及机理,首先建立系统的状态空间模型,基于此研究系统的高频振荡特征,结果表明,由于LCC子系统的存在,在不同的联络线长度下混合双馈入直流输电系统呈现出不同的高频振荡特征。然后,建立混合双馈入直流系统的高频阻抗模型,研究LCC子系统、联络线长度、模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)控制链路延时、交流线路长度等对系统高频阻抗的影响。结果表明,对于无电气距离的混合双馈入系统,LCC滤波器的存在使其无高频振荡风险;对于有电气距离的混合双馈入系统,当LCC和MMC子系统之间的电气距离较近时,LCC交流滤波器对系统高频振荡的抑制效果随着联络线长度的增大而减弱。最后,提出混合双馈入系统无高频振荡风险的联络线临界长度确定方法,并通过理论分析和电磁暂态仿真进行有效性验证。

输电线路相间故障引发直流双极换相失败分析

对一起220 kV交流线路相间故障引发直流双极换相失败的原因开展了分析,分析结果表明,220 kV线路AB相故障后,直流换流站500 kV交流母线电压遭受扰动,主要表现为故障相电压幅值跌落、换相电压过零点偏移,二者叠加引发了直流换相失败。并且,作为实际工程中预防换相失败的主要手段,换相失败预测控制在所提事件中未能及时识别故障,对于第一次换相失败并未起到预防作用。此外,换相失败受故障时刻等偶然因素与控制响应的复杂交互影响,所提事件中,正常的换相过程后紧跟换相失败,无过渡换相过程可供控制参考调节,情况较为不利。最后,结合所提事故案例,针对换相失败分析与抑制提出了相关建议。

混合三端直流输电系统受端交流故障穿越协调控制策略

以乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程为研究对象,考虑混合三端柔性直流输电系统因受端不同位置交流故障所致的直流过电压,提出相应的故障穿越协调控制策略。在受端主站发生网侧交流瞬时故障的情形下,通过设计混合型模块化多电平电压源换流器全桥子模块自适应负投入策略,实现了利用子模块电容短时过电压储能的能力来快速补偿站间直流电压的上升;短暂时延后,送端电网换相换流器通过定量调整电流指令值策略来减小子模块的不平衡充电功率。在受端主站发生阀侧交流故障的情形下,优先利用输电健全极的功率转代裕度来消纳故障极的部分不平衡功率;同时,故障极从站跟随主站半压运行,相应的高低压阀组切换至定电流及定电压模式,最终实现抑制站间过电流及减小盈余功率。仿真结果表明,2种故障条件下,所提的协调控制策略均可较快实现故障期间的功率平衡,有效抑制仅配备稳态基本协调控制策略下系统所出现的直流过电压现象,同时也基本维持了送端的总体有功传输容量。

一种适用于电动汽车的无电解电容单级双向AC/DC变换器

针对电动汽车充电电源额外热量产生影响电池使用寿命的问题,提出一种无电解电容隔离式单级双向AC/DC变换器。该变换器能有效阻止低频功率纹波注入电池单元,减少了额外热量的产生;同时电解电容的消除也大大提高了系统的可靠性。控制策略方面,提出的一种四相控制器,不仅能使所有开关管实现零电压开关(Zero Voltage Switch,ZVS),并在导通损耗进行了性能优化。最后,通过PSIM仿真软件和实验样机,验证了理论分析的正确性和可行性。

车辆与电网互动模式下电动汽车充放电控制策略研究

为实现车辆与电网互动(V2G)模式下电动汽车与电网间能量的双向流动,以无隔离两级式双向AC/DC变换器为研究对象,分析其工作原理并建立数学模型,制定了前馈解耦双闭环和恒流充放电控制策略,运用空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)技术生成功率开关管的驱动信号,设计了无源阻尼型LCL滤波器。最后,在MATLAB/Simulink中搭建系统仿真模型进行系统仿真及分析,结果表明,所提出的控制策略可实现电动汽车与电网间的双向功率流动。

基于阻抗比参数自适应的直驱风机次同步振荡抑制策略

针对直驱式风电机组接入低短路比的弱交流电网诱发次同步振荡问题,提出一种基于阻抗比稳定判据的控制器参数自适应调整的振荡抑制策略。首先,利用谐波线性化法建立网侧变换器的正、负序阻抗模型。研究表明,风电机组等效阻抗在部分频率点附近会呈现容性特性,接入感性阻抗低短路比弱交流电网线路后形成了串联振荡回路,进而引发次同步振荡。然后,以网侧变换器电流环的比例、积分参数设计为例,引入带遗忘因子的递推最小二乘法实时估计对象参数,并按照极点配置法进行控制器参数设计。同时,在代价函数中添加基于阻抗比稳定判据的约束条件,实现自适应PI参数调整。最后,通过时域仿真验证了所提控制策略的有效性。

基于定量构效关系制备火麻仁蛋白ACE抑制肽

高血压是引发心血管疾病的主要因素,经常服用降压的药物会产生副作用,因而安全、高效的食源性降压肽成为关注点。本研究建立了血管紧张素转换酶(ACE)抑制肽的定量构效关系(QSAR)模型,确定ACE抑制肽的结构与其活性间的关系。将模型结果辅以计算机虚拟酶切精确掌握蛋白水解位点,筛选合适的蛋白酶水解火麻仁蛋白定向制备ACE抑制肽,并测定最终水解物的抑制效果。结果表明:基于二肽建立的SVM-AAindex模型具有最佳的预测性能(R~2为0.81,RMSE为0.53),且当二肽C端氨基酸为疏水性和芳香族氨基酸时具有较强的ACE抑制效果。蛋白质组分分析发现火麻仁蛋白含有34.60%的疏水性氨基酸和芳香族氨基酸是制备ACE抑制肽的良好来源。选择虚拟酶切产生较多短肽和生物活性肽的碱性蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶对火麻仁蛋白进行定向水解,获得的最终水解液的ACE抑制IC50值分别为1.89和2.30 mg/mL。本研究建立了一种高效精准的制备火麻仁蛋白ACE抑制肽的方法,在降血压药物上具有很好的应用前景。

风电经柔性直流组网系统受端交流故障过电压分析及穿越策略

为降低风电经柔性直流组网系统受端换流站发生近区交流短路故障(以下简称“受端交流故障”)的穿越成本,提出了一种自适应最近电平逼近策略(adaptive nearest level modulation,ANLM)与风电机组内部斩波电阻协同配合的故障穿越策略。故障发生后,送端换流站配合风电机组内部斩波电阻实现风电场快速降载。在风电场大幅度降载前,ANLM策略通过减少子模块投入数量的方式增大换流站等效电容,吸纳柔性直流电网累积的不平衡能量,限制直流过电压,为风电场降载争取充裕的时间。风电场减载完成后,换流站存储的不平衡能量逐渐释放。所提策略仅利用系统自身的调控潜力,能够降低穿越成本。最后,基于PSCAD软件仿真模型,以最严重的受端交流故障情景为例,对所提策略的有效性进行了验证。