串补电容对锁相环主导下变流器振荡问题的影响分析

串联电容补偿技术在电网中被广泛应用,然而串补电容的动态特性对锁相环型变流器的稳定性有重要的影响。为分析此影响,在极坐标下建立变流器经串补并网系统的阻抗模型,并导出考虑串补电容的广义阻抗判据。在此基础上,阐明了串补电容与锁相环的动态耦合以及相应的稳定机制。进一步地,分析了电网强度、串补度和锁相环参数变化对系统稳定性的影响,并提出基于广义阻抗判据的锁相环参数设计方法,以提升变流器经串补并网系统的稳定性。研究表明变流器经串补并网后容易恶化弱电网下锁相环主导的次同步振荡问题,且提升锁相环比例增益可显著增强串补并网系统的稳定性。

船闸口门区布置及其通航安全判别标准

针对应用《船闸总体设计规范》进行船闸引航道口门区及制动段布置时遇到的问题,从船舶通航安全角度阐述了船闸引航道制动段、口门、口门区和连接段的内涵。介绍了国内外现有船闸口门区通航安全判别标准并指出其存在的问题,分析引航道口门区的水流特性及船舶舵效原理,提出一种切实可行的船闸通航安全制动段水流条件判别方法,对船闸整体模型试验及船闸总体布置具有一定借鉴意义。

直流电压时间尺度下光伏并网控制系统稳定性分析

随着光伏发电并网规模的扩大,由其换流器控制系统动态特性引起的小干扰稳定性问题愈加突出。而单台光伏发电单元容量较小,故并网光伏发电系统中往往包含大量光伏发电单元,系统模型阶数较高,极大地增加了稳定性分析的复杂程度。因此,为提出一种较为简单有效的稳定性判别方法,文中首先通过时间尺度分解建立并网光伏发电系统在直流电压时间尺度下的小干扰稳定分析降阶模型;随后,在该模型的基础上,由劳斯-赫尔维茨判据推导得到系统的小干扰稳定判据,并结合判据分析直流电压时间尺度下影响系统小干扰稳定性的关键因素,辨识出3个影响稳定性的不利因素:重负荷、弱连接、不恰当的控制参数设置;最后,通过仿真算例验证该稳定性判据的正确性和有效性。结果表明:所得出的稳定性判据能有效评估并网光伏发电系统在直流电压时间尺度下的小干扰稳定性,并且不需要建立复杂高阶的系统模型,极大地简化了计算和分析过程。

整体式船闸结构设计最小宽高比取值研究

针对整体式闸室结构设计中闸墙底宽与闸墙高比值的取值规律进行了研究,认为现行船闸规范的闸墙底宽与闸墙高取值范围并不适合高水头船闸,因此根据材料力学原理推导了不同设计水头作用下,采用不同混凝土强度等级时闸墙底宽所需满足的最小宽高比公式。该公式克服了以往船闸结构设计中闸墙底宽取值经验性的缺点。有限元数值算例表明,所建议的最小宽高比公式能够满足船闸结构设计的强度与限裂要求,且具有形式简单,便于推广的优点,对于现行船闸设计规范是个很好的补充。

目标红外涂料隐身技术评判标准研究

隐身涂料在红外隐身技术的研究中占据重要位置。从涂料的隐身机理出发,以目标与背景的辐射对比度小于0.02作为红外隐身的评判标准,提出了一种关于涂料红外隐身技术的新的研究方向,并结合红外探测系统作用距离检验了这个评价标准。研究发现,考虑目标红外隐身时,不能盲目降低目标表面发射率。当辐射对比度减小到0.02时,作用距离比原先降低了71.4%。

滚轮顶杆式断缆锁紧装置及其设计准则

叙述一种新型的缆车断缆安全保护装置——滚轮顶杆式断缆锁紧装置的工作原理,给出了其若干设计准则作为设计计算依据。列举了结构紧凑,重量轻,动作灵敏、迅速,锁紧安全可靠等优越的技术性能。

横联差动电流方向保护闭锁措施的研究

横联差动电流方向保护是双回线的专用保护,当平行双回线只有单回线运行时必须闭锁横差保护,由于某种原因使线路本侧或对侧断路器跳开时横差保护也不应该误动。横差保护需附加若干闭锁措施才能保证不误出口。从双回线路横差保护的基本动作原理出发,结合动作判据,探讨了大电流接地系统同杆双回线横差保护在各种情况下闭锁的原因,并提出了一些闭锁措施,为保护的正确动作提供了理论依据。

具有复数滤波器结构锁相环的并网逆变器对弱电网的适应性研究

针对传统的同步旋转坐标系锁相环结构的逆变器并网系统,结合复数滤波器基波正序电压提取特性,构建具有复数滤波器结构锁相环的逆变器并网系统(CFPLL-GIS)。在此基础上充分考虑锁相环影响,建立CFPLL-GIS的阻抗模型,并通过基于阻抗的稳定性判据分析,说明复数滤波器结构的引入可以提高逆变器并网系统等效输出阻抗在中频段内的相角,能够显著改善逆变器并网系统对弱电网的适应能力;同时结合CFPLL-GIS的结构特点并以逆变器并网系统的环路增益为设计指导,提出一种逆变器并网系统等效输出阻抗重塑控制策略,改善系统的阻抗特性,保证逆变器并网系统具有充足的稳定裕度,进一步拓宽CFPLL-GIS对电网阻抗的适应范围。最后,通过仿真和实验验证了本文理论分析的正确性以及所提控制策略的有效性。

阻力伞锁滚柱梁冲击失效分析

滚柱梁是阻力伞锁传力路径上的主承力件之一。某型阻力伞锁滑车试验过程中,滚柱梁失效导致开伞失败,故障分析认为滚柱梁失效模式为冲击剪切失效。对滚柱梁冲击剪切失效机理进行了分析,认为阻力伞锁运动机构在牵引伞初始冲量作用下获得初始冲击速度,并与滚柱梁发生碰撞-接触-挤压,该过程导致滚柱梁剪切失效。通过建立阻力伞锁运动机构的动力学模型,获得了初始冲击速度和运动机构等效质量,并将滚柱梁模型化为在均匀冲击载荷作用下的两端固支圆截面梁。应用刚塑性材料模型,考虑剪切失效厚度系数和弯曲-剪切共同作用,进行剪切失效分析,推导得到临界失效冲击速度,解释了滚柱梁失效机理。进一步讨论了套筒与滚柱梁质量比对滚柱梁失效的影响,为结构改进设计提出了建议。

基于相位噪声的锁相环IP核选择判据

文章针对给定相位噪声为高斯分布和多高斯分布的情况,从相位噪声角度提出了选择锁相环IP(IntellectualProperty)核的判据。理论计算结果通过了相位噪声软件仿真环境的验证,为深亚微米芯片设计理论的提升和完善做了有益的尝试。

考虑锁相环影响的多逆变器并联接入弱电网稳定性分析

锁相环在经逆变器并联接入电网时,对确保并网电流与电压保持同步有着至关重要的作用。且在弱电网下电力电子设备的自身动态及其与电网的相互作用明显引发复杂的稳定性问题。文中从多逆变器并网的控制系统出发,建立了计及锁相环、电流调节器等控制环节影响的阻抗分析模型,考虑了各个逆变器对其它逆变器及其与交流电网之间的相互影响,提出了多组逆变器并网的阻抗稳定性判据。分析了随着电网强度、锁相环参数及逆变器数目的变化对系统稳定裕量的影响,并根据所得稳定性判据给出了不同电网强度下可以并联的最大逆变器数目,最后在PSCAD上搭建多个逆变器并联接入弱电网的模型,验证了所得结果的正确性。

船闸闸首非线性有限元计算分析

在船闸下闸首工程的结构计算分析中,考虑地基土体材料的非线性特性,采用非线性有限单元法,对嘉陵江新政船闸下闸首进行了计算分析研究。运用ANSYS10.0通用计算软件,建立了三维非线性弹塑性有限元模型,采用D-P准则对闸首的回填土和地基土体进行计算,经对嘉陵江新政船闸闸首在不同工况下的应力和应变分布特征进行分析比较,验证了模型的正确性和实用性。

基于自锁概念的岩体弱面破坏模型与规律研究

采用摩擦学中的自锁概念提出了确定弱面破坏的模型和分析方法,物理概念简单明确。采用自锁概念分析二维弱面破坏与采用莫尔–库仑定律得到的结果一致。三维弱面模型在弱面与中间主应力平行和中间主应力等于最小主应力两种情况下,可退化为二维弱面问题。研究结果表明:主应力、弱面力学参数对空间弱面破坏角度范围的影响显著,包括破坏角度范围大小和形态变化两个方面。随着弱面力学参数的增加,空间弱面破坏角度范围有变小的趋势,当弱面力学参数达到一定数值后,岩体中的弱面倾角和走向取任意值,岩体均不会发生弱面破坏。随着中间主应力和最小主应力的增加,空间弱面破坏角度范围具有变小的趋势。通过建立局部坐标系,得到了裂缝性地层井壁发生失稳的弱面角度随井底压力变化的规律。

阀控系统双套切换导致阀组闭锁的原因分析及对策

锁相环是柔性直流输电工程控制保护系统的重要组成部分,其为控制程序提供电网的相位信息,锁相环的输出错误将导致系统的控制保护功能无法正常实现。该文通过分析在昆柳龙多端直流工程现场调试中出现的一起故障案例,发现阀组控制系统双套切换过程中,现有的控制策略无法预防备用系统锁相环输出错误,进而引发故障。针对这一问题,提出依据采样电压波形的频率信息增加备用系统锁相环计算功能闭锁判据的方案,并进行仿真试验,结果验证了该方案的有效性。

基于改进等面积法则的并网逆变器同步稳定性分析

随着新能源渗透率的不断提高,电力电子化电力系统的稳定运行面临新的挑战。近年来,并网逆变器在大扰动下的同步不稳定现象频发。传统等面积法则由于直接忽略了阻尼项对暂态稳定性的影响,使得稳定边界的计算误差较大,容易导致稳定结果的误判。为此,提出了一种改进等面积法则,用于分析弱电网条件下并网逆变器的大干扰同步稳定性。针对基于锁相环的逆变器并网系统,建立其二阶非线性暂态模型。通过将其与同步发电机的转子摇摆方程进行类比,得到并网逆变器系统等效的机械功率、电磁功率和依赖于功角的非线性阻尼项。为了定量分析负阻尼的影响,提出了一种基于阻尼项缩放和线性逼近的改进等面积法则,有效提高了暂态稳定域的估计精度。与经典的Lyapunov方法相比,所提出改进等面积法则的保守性更小。最后,基于MATLAB仿真和硬件在环实验,验证了所提方法的有效性和优越性。

三相并网逆变器锁相环频率特性分析及其稳定性研究

并网逆变器的锁相环用来实现并网电流的相位跟踪,其会对并网逆变器输出阻抗特性及其稳定性产生影响。因此,首先采用谐波线性化方法,推导了考虑锁相环前后并网逆变器的正负序输出阻抗模型,指出由于引入了锁相环,逆变器输出阻抗的小信号等效电路多了一条锁相环等效阻抗的并联支路。其次,对两种常用的锁相环电路(同步参考坐标系锁相环和双二次广义积分锁频环)的频率特性进行了对比研究,研究表明锁相环频率特性的不同使得逆变器输出阻抗低频段存在差异。为此,采用基于阻抗的分析方法,研究了不同电网阻抗条件下锁相环对并网系统稳定性的影响;对并网系统的稳定性进行了实验验证,实验结果证明了理论分析的正确性。

基于谐波传递函数矩阵的单相并网系统建模研究

弱电网下,电压源型并网逆变器锁相控制环节引入的频率耦合作用会恶化并网系统稳定性,传统基于阻抗的数学模型尚不能准确反映弱电网下级联系统在低频段的谐振特性及稳定性。文中针对单相并网系统无穷、链式的频率耦合特点,建立考虑偶次频率耦合的多输入多输出谐波传递函数矩阵数学模型,据此提出具有明确物理意义的单输入单输出阻抗模型,讨论该阻抗模型的简化降阶方法及其在基波频率处阻抗特性,指出仅考虑正负两倍基波频率搬移的频率耦合作用已较好地保证了模型的准确度。进一步,基于所提阻抗模型研究电网阻抗及几种常见正交信号发生器对单相并网系统稳定性的影响,表明电网阻抗会影响逆变器输出阻抗,锁相环环路中等效滤波环节会改善弱电网下系统的稳定性。仿真和实验测量验证了所提单相并网系统阻抗模型正确性及其应用于弱电网下并网系统谐波稳定性分析的有效性。

基于D-P准则的闸首底板非线性有限元分析与比较

底板是闸首结构受力最复杂的部位,属于典型的空间受力结构,目前船闸规范中仍将弹性基础梁法作为闸首底板内力计算的主要方法,该方法系平面计算理论,且采用弹性模型代替弹塑性模型,存在优化的可能。结合土基上某船闸工程实例,利用有限元软件ANSYS,通过D-P屈服准则进行三维非线性有限元分析,研究弹塑性模型下闸首底板的内力与变化规律,并与弹性基础梁法、三维有限元弹性法进行分析比较,提出了各种方法的适用条件,以供类似工程借鉴参考。

光伏与柔直互联系统稳定性及其影响因素分析

我国青海地区已建成并规划建设多个大型光伏电站,利用柔直将大规模光伏进行汇集是一种理想的方案,然而光伏逆变器和柔直整流器相互作用可能会引发振荡。为了分析光伏与柔直互联系统的稳定性,文中首先利用谐波线性化方法,在三相静止坐标系中建立了光伏与柔直互联系统的阻抗模型,然后利用理论分析与仿真相结合的方法,分析了光伏电站与柔直整流站接口处产生振荡的机理及其影响因素。理论分析和仿真结果表明,光伏逆变器和柔直整流器阻抗具有LC特性,两者会在某些频段下发生电气谐振,而使接口电压和电流产生振荡。光伏电站输出功率增加会使系统的稳定性降低,而柔直整流器电压外环控制器比例系数和锁相环比例系数增加会提高系统的稳定性。

高肇直流系统直流滤波器C1电容器过负荷保护误动原因分析及改进措施

介绍了基于西门子公司S IMADYN D装置软硬件结构的高肇直流输电系统直流滤波器C1电容器过负荷保护的配置情况、动作判据、出口逻辑、闭锁逻辑。此外,通过分析直流量测量回路异常导致高肇直流系统直流滤波器C1电容器过负荷保护误动的原因,提出了直流滤波器C1电容器过负荷保护闭锁逻辑的改进方法,保障了直流输电系统的安全、经济运行。