双驱动射频负氢离子源匹配网络设计与实验研究

随着磁约束聚变实验装置对中性束注入器的输出束流强度与脉冲时间的要求越来越高,开展高功率大面积射频离子源的研究迫在眉睫。为了实现大面积、高密度均匀等离子体放电,基于多驱动射频离子源的设计是当前的发展趋势,而阻抗匹配网络是射频功率源将最大功率输送至线圈并耦合至等离子体的关键,故对其结构设计和调谐特性的研究是不可或缺的。基于前期在单驱动射频离子源的研究基础上,结合双驱动射频离子源的放电需求,开展了双驱动阻抗匹配网络优化结构的设计与分析,通过实验中对匹配网络的调谐,成功实现了140 kW高功率和25 kW/1 000 s长脉冲的稳定运行。随后在等离子体稳定放电的基础上研究了两个驱动器之间的功率分配均匀性问题,实验结果表明了该匹配网络的优化设计合理可行,上下驱动器的射频功率分配基本均匀。

基于模块化多电平高压直流输电系统接地故障特性仿真分析

模块化多电平电压源换流器型高压直流输电采用子模块级联结构,解决了开关器件直接串联所带来的动态均压问题,同时具有输出电压波形品质高、开关频率和损耗低等诸多优点,因此成为极具市场应用价值的输电技术之一。在故障时,工作机理、调制策略和拓扑结构的差异导致系统呈现出与传统直流和电压源换流器型直流输电不同故障特性。分别以交流系统侧、阀侧和直流侧接地故障为例,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型基础上,针对联接变压器绕组不同接线方式,分析其不同故障特性以及对系统运行的影响,并提出了应对策略。

考虑波速变化特性的直流输电线路行波故障测距新算法

提出一种考虑波速变化特性的新型直流行波故障测距算法,有效解决了由于采用固定波速造成的某些故障距离下测距误差过大的问题。首先深入分析了故障行波的变波速特性,得出结论:对于合适分辨率的测距装置,行波波速为故障距离的一元函数。基于这一结论深入分析了变化波速对直流行波故障测距的影响机理,并提出了考虑波速变化特性的新型故障测距算法。在EMTDC环境下进行了仿真分析,相关结果证实了所提算法的有效性。

基于微分平坦理论的模块化多电平换流器控制器设计

简述了微分平坦理论的基本概念,根据其定义选取2组系统输出量,并证明了选取的2组输出量能使模块化多电平换流器满足微分平坦条件,因此,可采用微分平坦理论指导换流器控制器设计。根据微分平坦理论设计了相应控制器,其过程包括平坦输出参考轨迹生成和控制器实现。参考轨迹生成是根据系统期望输出在空间规划状态变量参考轨迹,控制器实现则根据系统输入方程产生期望前馈输入控制量。为消除换流器模型不确定性和内外部扰动等因素的影响,使用误差反馈补偿校正系统平坦输出,快速地跟踪参考轨迹。仿真结果验证了该控制系统设计的有效性。

基于马尔可夫状态空间图法的换流变系统可靠性评估

换流变压器可靠性对整个高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电系统可靠性的影响非常大,因而有必要加强对换流变系统的可靠性评估。提出了单12脉波接线的换流变系统状态间转移率(故障率、修复率和安装率)的确定方法,采用等值元件组模型建立了不计和计及备用换流变时的换流变子系统的马尔可夫状态空间图。分析了换流变备用方案成本与单12脉波接线的换流变系统可靠性的关系,总成本最小的备用方案即为最优备用方案。算例结果验证了该方法的有效性,根据各方案可靠性评估结果可确定最优备用方案。

特高压直流输电大截面导线带电覆冰与融冰特性试验研究

现有小截面导线覆冰和融冰规律不能直接线性换算至大截面导线,为此在人工气候实验室开展LGJ-720/50和JL/G3A-900/40这2种特高压直流输电大截面导线的带电覆冰与融冰试验,分析覆冰厚度增长与电流和气象参数的变化规律,得到大截面导线融冰时间与融冰电流、环境温度和风速、覆冰厚度的特性曲线。研究结果表明运行电流通过产生焦耳热降低水滴在大截面导线上的冻结系数能抑制覆冰增长;风速增大、降雨量增加可以增大水滴的碰撞系数和收集系数,温度降低可增大冻结系数,从而加快导线覆冰增长速度;环境温度还决定着导线覆冰类型。大截面导线融冰时间主要取决于导线表面需要融化的冰层厚度,并随着融冰电流的增大逐渐减小;环境温度越低,风速越大,融冰时间越长;融冰时间随覆冰厚度增加呈线性规律增长。研究结果能够为特高压直流输电线路阻冰和融冰提供理论指导。

特高压直流输电工程节能设计实践

特高压直流换流站规模大、设备多、建筑面积大,开展节能设计示范效应明显。介绍了特高压直流工程在提高输送容量、采用大容量节地节能设备、优化站址和平面布置以及建筑物和辅助系统节能等方面的设计思路和方案。

采用VSC-HVDC的海上风电场柔性直流输电系统控制策略研究

以实际应用于海上风电输电工程中的三相两电平电压源换流器为研究对象,通过对换流器主电路拓扑结构进行坐标变换,建立了便于解析的两相旋转dq坐标系下的数学模型;换流器控制系统采用了双闭环PI控制方法,并引入电流解耦控制,实现了一侧定有功、一侧定直流电压控制,提高了系统的动态性能和抗干扰能力;采用了SVPWM调制方式进行调制,有效地降低了谐波含量和开关损耗;采用Matlab/Simulink仿真,并搭建了3.5 kW试验验证平台。结果表明该方案控制效果良好,电压、电流波形稳定、谐波含量少且响应速度较快。因此,适用于海上风电场柔性直流输电系统。

特高压交直流输电系统技术经济分析

提出了1 000 k V交流输电系统提高输电能力,降低成本的参数优化模型,分析了1 000 k V与±800 k V输电系统技术经济性,以中国示范工程数据为基础估算了它们的建设成本,提出了改进的年运行成本法和稳定性成本法并用于1 000 k V与±800 k V输电系统技术经济评估。1 000 k V和±800 k V输电系统,输电距离1 500±2 000 km,按静态(热)稳定输送功率,单位输电建设成本处于相同水平;1 000 k V输电系统的年运行成本明显低于±800 k V输电系统。1 000 k V输电系统暂态稳定输送功率的单位输电建设成本也明显低于±800 k V输电系统。1000 k V输电系统经济性优于±800 k V输电系统。

用定量油缸实现机械手的多点定位及定位精度分析

本文介绍用定量油缸实现机械手的多点定位，能够解决在恶劣环境中的抗干扰问题，并较好地兼顾了调整上希望柔性、使用上希望刚性这一矛盾的两个方面，可达到较为满意的重复精定位度。

台风环境下考虑地理高程信息的输电通道结构失效故障概率评估方法

暴露于外部环境的电网输电通道极易受到台风灾害的影响。为提高电网抵御台风的能力,提出一种基于地理高程信息的短时输电通道结构失效概率评估方法。首先,基于我国东南某省1949年以来至今历史所有台风进行预测误差统计分析,证明在短时尺度内台风路径的朴素预测优于气象学常用的路径相似性预测,即朴素预测更适合于电网对即将登陆的台风路径进行短时预测。其次,基于朴素预测的半径与角度的预测误差概率分布采用接受拒绝法进行抽样,解决了台风路径历史样本数过少的问题,进而生成台风预测路径辐射域。同时,将全球地理高程信息与电网输电通道路径地理信息相融合,对输电杆塔的承载风速进行高度修正。最后,提出经分析表明风速与失效率之间的关系不是简单的线性变化而是存在突变的,与线性失效率曲线相比指数型失效率曲线对输电杆塔失效概率评估更切合实际灾损结果。算例以2016年莫兰蒂台风下的东南某省电网输电通道实际灾损情况进行实例分析,验证了方法的实用性与有效性。

模块化多电平变流器的预充电控制策略

模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)启动过程需要对电容进行充电,目前主要采用不控充电,但该充电方法并不能将电容电压充到稳态运行时的电压值。为解决该问题,根据半桥子模块的3种工作状态,提出了闭锁充电过程和半闭锁充电过程,能将子模块的电容电压充到稳态运行时的电压值。3分析了交流侧和直流侧的闭锁和半闭锁充电过程,并提出了具体的实现方法。仿真结果表明了所提方法的有效性,电容能被充到稳态电压值,且充电过程中没有电流过冲。

换流站实时电磁暂态仿真中的滤波器建模

应用伴随模型方法建立了滤波器电磁暂态仿真的基本模型,在分析换流站实时仿真需求的基础上提出了滤波器的简化模型,并对模型优化的加速比进行了分析。仿真实验结果表明,简化模型在确保计算精度的基础上,显著提高了计算效率,在实现换流站实时电磁暂态仿真方面发挥了重要作用。

半波长交流输电线路电气长度人工补偿技术

采用半波长交流输电方式时,线路送端到受端的电气距离应接近半个工频波长,当线路的自然长度不足半个波长时,需要对电气长度进行人工补偿。基于传输线理论模型,提出了T形和Π形人工补偿结构,结合某1 000 kV交流输电线路参数,计算了不同补偿长度、补偿点数及负载特性下的补偿效果。结果表明,对半波长交流输电线路进行人工电气补偿在技术上是可行的。

500kV江阴长江大跨越工程施工关键技术

500kV江阴长江大跨越工程是世界上规模最大的输电线路跨越工程,跨越塔塔高和塔重均为世界输电塔之最。面对工程建设中铁塔高、重、大、结构复杂、高塔组立无现成设备、指挥及就位困难以及如何使架线施工不影响长江通航等难题,开展了500kV江阴长江大跨越施工关键技术的研究工作,在技术上克服了组塔及架线施工这两个难题,保证了工程施工的顺利进行,为同类型输电线路跨越施工提供了良好的借鉴。

小型水库溃坝对下游输变电工程的影响分析

我国小型水库数量众多,但是,小型水库的实际防洪能力很多时候不能满足下游输变电工程的防洪要求,需要进行溃坝洪水分析与计算。论文介绍了水库大坝溃坝洪水的研究方法,结合输变电工程的特点,分析探讨了水库溃坝洪水对下游输变电工程的影响以及使用经验公式和水力学公式进行溃坝洪水计算的思路和方法,计算出水库溃坝后工程地点的水文参数,为工程设计提供基础数据。

基于磁共振无线电能传输系统的积分滑模变结构控制

耦合线圈间距的变化往往都会导致无线电能量传输系统的输出功率无法达到理想状态。文中以磁共振无线电能传输系统为基础模型,提出了一种新的基于积分的滑模变结构控制方法。通过阻抗调节实现功率跟踪,设计了一个积分滑模变结构控制器。理论和仿真结果表明该方法是可行的。该控制方法能够有效地减小系统的稳态误差,为无线能量传输系统的研究提供了新的控制研究方向,具有一定的新颖性和实用价值。

不同匹配网络的ADS仿真分析及试验验证

本文借助ADS工具，针对某车载短波天线阻抗特性，对不同匹配网络的功率传输效率做了仿真分析，并用试验验证了分析结果。

电功率封闭技术在传动试验器上的应用

以某传动系统离合器试验器为例,阐述了电功率封闭技术的基本原理以及试验中扭矩加载的实现过程,分析了功率封闭与传递关系。

大型履带吊在高塔组立中的应用

螺头水道大跨越输电线路有2基塔高370m,在其组立过程中采用了大型履带吊。以370m高塔组立为例,介绍了在高塔组立过程中,大型履带吊的选型、工况配置、地基压力计算和吊装工艺,为类似工程提供参考。