变压器直流偏磁在线监测系统在辽宁电网的应用

分析辽宁电网变压器直流偏磁问题产生的原因及危害,并针对现场直流偏磁检测方法中存在的不足,结合智能运检建设需求,研发了一种变压器直流偏磁在线监测系统;目前该系统已经在辽宁徐家500 kV变电站得到应用,有效提升了该变电站2组主变压器的运行可靠性。

直流输电对交流系统变压器的影响

列举了天生桥—广州直流输电系统、三峡—广东鹅城直流输电系统、贵州高坡—广东肇庆直流输电系统调试投运期间的大量现场实测数据,并对这些数据进行分析,结果表明直流输电系统单极大地回线方式或双极不对称方式运行时对交流系统中性点接地运行变压器的噪声、变压器中性线直流电流以及电网谐波电压均会产生较大影响,严重时可能损坏电力设备。该结论对直流输电系统的设计、建设、运行以及交流系统采取相应措施有极重要的参考价值。

降低可见光DCO-OFDM系统峰均比的DCT-GCS方法

为了克服现有降低OFDM峰值平均功率比的方法在可见光通信中效果不好的问题,通过分析发现DCOOFDM系统输入序列的共轭对称形式增强了序列的相关性,使传统方法的PAPR抑制性能有明显下降,所以提出了离散余弦变换(DCT)与分组循环移位(GCS)结合的降低系统PAPR的方法。该方法中的分组循环移位能够在DCT的基础上降低输入序列的相关性,使系统输出信号具有更低的PAPR。仿真结果表明:提出的方法比仅采用DCT或者GCS能够更好地抑制系统的PAPR。在CCDF=10-4时,DCT-GCS方法使系统的PAPR下降了5.4d B。DCT-GCS具有较低的PAPR,且计算复杂度要远远低于PTS和SLM方法。

DCO-OFDM系统TFI-SLM峰均比抑制算法

过高的峰均功率比(PAPR)造成的非线性失真是直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)技术亟待解决的问题之一。针对该问题,设计了一种基于时频交织(TFI)和选择映射法(SLM)的TFI-SLM峰均比抑制算法。该算法通过先对输入信号进行TFI,降低输入信号的自相关性,再利用小m序列产生随机相位因子对变换后的信号进行选择性映射。仿真结果表明:与传统算法相比,该算法不仅避免了发送过多的相位因子序列冗余信息,并且互补累积分布函数(CCDF)值为10-5时,PAPR比原始DCO-OFDM系统降低了2.8 dB。

GIC作用下换流变压器饱和特性的仿真研究

地磁感应电流(GIC)通过中性点侵入换流变压器时,会使处于额定工作状态的变压器铁心偏磁饱和,使得变压器励磁电流畸变,从而产生大量谐波及较大的无功损耗,导致变压器损坏或降低使用寿命,严重时甚至引起系统电压降低、系统继电保护误动作。文章基于UMEC磁路模型建立了用于GIC问题分析的换流变压器模型;并利用该模型在PSCAD/EMTDC中进行仿真计算,详细地分析了在GIC作用下换流变压器励磁电流的谐波特性、换流变压器网侧和阀侧谐波特性及无功损耗特性;最后提出了GIC影响下换流变压器抑制直流偏磁的方法并进行了分析比较。

DCO-OFDM系统峰均比抑制算法实验设计

针对可见光通信直流偏置光正交频分复用(direct current-biased optical-OFDM,DCO-OFDM)系统中峰均功率比(peak-to-average power ratio,PAPR)大的缺点,采用限幅与滤波(clipping and filtering,CAF)、部分传输序列(partial transmit sequence,PTS)、矩阵变换技术(matrix transformation method,MTM)对DCO-OFDM系统进行PAPR抑制。首先建立DCO-OFDM系统模型,然后对3种抑制技术进行原理分析,最后进行实验仿真,从互补累积分布函数(complementary cumulative distribution function,CCDF)和计算复杂度两方面比较了3种算法的PAPR抑制性能,并总结实验存在的不足以及提出展望。

一种非线性压扩方案在光OFDM系统中的应用

在采用正交频分复用技术的可见光通信系统中,由于信号具有较高的峰均功率比会引起系统性能下降,针对这种问题,将基于误差函数的压扩变换方案应用到光OFDM系统中,通过性能分析和软件仿真,有效地改善了系统性能。

基于直流偏置激励的异步电机离线参数自整定

针对逆变器非线性误差对异步电机在转子静止条件下参数辨识影响较大的问题,提出基于带直流偏置激励信号的异步电机离线参数辨识方案.在保证电机完全静止的条件下,消除了逆变器非线性误差对定转子电阻和漏感辨识结果的影响,整合优化了一套基于逆变器-电机系统的离线参数自整定程序.该方法的辨识结果在基于无速度传感器的矢量控制变频系统中得到验证,仿真及实验结果验证了该方法原理的正确性和工程应用的有效性.

高线性光耦合型隔离放大器的研制

本文提出一种提高光耦合型隔离放大器线性度的新方法,它采用直流偏置、电流反馈及差分技术有效地补偿了光耦合器件的非线性误差。文中详细介绍了电路的基本原理,并给出了实验结果,它表明:在不需任何特殊元件和制作工艺条件下,放大器的非线性误差小于0.1％FS,最高工作频率大于300kHz。

DCO-OFDM系统中BPNN信道估计方法

直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)系统中的削波操作、LED的非线性特性以及光信号受水下阻挡物引起的多径效应,都会造成系统性能的下降。将后向传播神经网络(BPNN)应用于水下可见光通信系统以补偿由上述三方面因素引起的非线性失真,即先用最小二乘算法进行初步估计,再将估计值输入神经网络训练进一步提高估计精度,待训练完成后将所得模型运用于在线估计。通过仿真以及水下可见光通信系统测试平台分别测试不同路径数以及传输距离对算法性能的影响。实验结果表明,BPNN算法可取得比LS算法更好的估计精度。

DCO-OFDM水下可见光通信系统的峰均比抑制算法

为了解决直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)水下可见光通信系统中存在的高峰均功率比(PAPR)问题,采用了一种基于范德蒙类矩阵(VLM)预编码与改进的自适应缩放联合PAPR抑制的算法。首先,该算法利用VLM对频域信号进行预编码处理,以此降低其自相关性,再通过比值计算方式改进的自适应缩放因子对时域信号进行缩放,使其更好地减小发光二极管带来的非线性失真,最后实现了抑制系统PAPR的效果。结果表明,在互补累计分布函数为10^(-3)时,相比于原始系统,此联合算法的PAPR下降了3.2dB。由此可知,该研究对抑制DCO-OFDM水下可见光通信系统的PAPR是有帮助的。

基于DCO-OFDM水下可见光通信系统的预均衡技术

针对硬件预均衡技术和基于有限脉冲响应(FIR)滤波器的软件预均衡技术存在的问题,提出了数字预加重的软件预均衡技术,该技术根据发光二极管(LED)的频率响应参数针对性地补偿LED带宽,并设计了一套直流偏置光-正交频分复用(DCO-OFDM)水下可见光通信系统作为实验测试平台。实验结果表明:采用数字预加重技术后,LED调制带宽由7.8 MHz提升至了16 MHz,且该技术实现复杂度低、灵活性强,预均衡后的信号频谱更加平坦。

一种适用于DCO-OFDM系统的DFT信道估计算法

针对直流偏置光正交频分复用系统中传统离散傅里叶变换(DFT)信道估计算法运算复杂度高和循环前缀(CP)内存在非有效信道系数的问题,提出厄米特对称的DFT(H-DFT)阈值改进信道估计算法。首先,根据信道时域响应变换到频域满足厄米特对称的性质,只需对有效子载波的信道频域响应做厄米特对称即可获得全部子载波的信道频域响应;其次,根据CP外噪声的平均功率对CP内的信道抽头数据设置阈值来滤除CP内的噪声。仿真结果表明:与传统DFT信道估计算法相比,H-DFT阈值改进信道估计算法有效降低了运算复杂度,在误比特率和均方误差方面也得到了明显的改善。

消减变压器中性点直流电流抑制直流偏磁的电位补偿方法

提出了一种基于电位补偿原理的消减变压器中性点直流电流,抑制直流偏磁的新方法,应用网络分析算法推演了以电位补偿抑制变压器中性点直流电流的机理,给出了电位补偿装置的原理性结构和装置参数整定原则,将电位补偿法与目前采用的小电阻限流法、电容隔直法、中性点注入反向电流限制法进行了比较,最后用算例分析说明了电位补偿法的有效性。

有限字符输入DCO-OFDMA系统的资源分配算法研究

至今,有限字符输入可见光通信(Visible Light Communication,VLC)直流偏置光正交频分多址接入(Direct Current Biased Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access,DCO-OFDMA)系统的用户信息传输速率极限仍然未知.本文推导了有限字符输入DCO-OFDMA系统的用户准确可达速率及其下界,并研究了满足用户速率门限要求的总传输电功率最小化问题.由于原始优化问题为优化变量为子载波分配、功率分配及直流偏置的最小化总传输电功率的联合优化问题,复杂度高,难以求解,本文通过推导最优直流偏置及固定子载波分配方式将原始问题简化为优化变量为功率分配的最小化总信息传输功率的单变量优化问题,并利用拉格朗日函数、Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件,提出了满足用户速率门限要求的最小化总信息传输功率的功率分配方案.仿真结果表明,本文提出的功率分配方案依赖于子载波之间的信道增益差异和用户速率门限,且在低速率门限与高速率门限时效果均明显优于等功率分配方案,并且在高速率门限时效果明显优于传统注水功率分配方案.

基于非正交多址接入的室内可见光通信系统

白光发光二极管(LED)的窄调制带宽限制了可见光通信(VLC)的系统容量。非正交多址接入(NOMA)技术通过功率复用可提高系统通信容量。结合直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)和NOMA技术,设计了NOMA-DCO-OFDM系统。基于递归法给出了单个LED时VLC多径信道建模方法。在考虑限幅噪声影响时,推导了用户的信干噪比。采用分数阶功率分配、增益比功率分配和静态功率分配方法,研究系统平均和速率随LED半功率角、光电检测器的视场角(FOV)和功率分配因子的变化规律。仿真结果表明,系统平均和速率随着半功率角、FOV和功率分配因子的变化而变化,可以通过优化半功率角、FOV和功率分配因子达到系统平均和速率最大化。

室内可见光通信中DCO-OFDM和ACO-OFDM系统性能分析

在单光源室内可见光通信(VLC)系统中,为了准确评价多径效应对系统性能的影响,提出一种室内VLC多径信道建模方法。用迭代法计算视线传输(LOS)和反射传输冲激响应,分析接收端抽样周期和发光二极管(LED)调制带宽之间的关系,并定义码间干扰(ISI)。以LOS信道时延作为建模起点,将接收端相邻抽样间隔之间的所有冲激响应之和作为多径信道路径增益。正交频分复用(OFDM)技术能有效抵抗ISI,在室内多径信道下,考虑非线性限幅噪声影响时,推导了直流偏置光OFDM(DCO-OFDM)和非对称限幅光OFDM(ACO-OFDM)的理论误码率(BER),并建立了蒙特卡罗仿真模型。研究光电检测器(PD)位置、LED的半功率角、PD视场角(FOV)和直流偏置参数对系统BER性能的影响。仿真结果表明,当PD在房间中心时,受多径干扰影响最小,BER性能最好;PD移到墙壁位置时,受多径干扰影响大,BER性能差;随着FOV和LED半功率角的增大,PD接收到的反射光功率增加,多径干扰增大,BER性能变差;直流偏置越大,DCO-OFDM系统BER性能越差。

多用户干扰对可见光通信直流偏置光正交频分复用码分多址系统性能的影响

结合直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)和码分多址(CDMA),建立了DCO-MC-CDMA系统。受系统结构限制,选用Gold码和m序列作为扩频地址码时,互相关性比正交码差,进而导致更大的多用户间干扰(MUI)。采用最大比合并、等增益合并和正交恢复合并(ORC),推导了受加性高斯白噪声、MUI和限幅噪声影响时信噪比的表达式,并基于Matlab建立了蒙特卡罗误码率(BER)仿真模型。研究结果表明:随着用户数的增大,MUI会使系统BER性能变差;ORC消除了子信道增益不同导致的MUI,因而BER性能最好;Gold码的互相关性比m序列好,采用Gold码的DCO-MC-CDMA系统BER性能更好。