Study Hybrid Compensation Cophase Traction Power Supply System Schemes for High-Speed and Heavy Haul Electrical Railway with V Connection Transformer

In order to solve negative phase sequence problem of V connection transformer in the high speed and heavy haul electrical railway of China, the hybrid compensative co-phase traction power supply system which based on passive and active compensation is proposed. Firstly, There construction and capacity distribution are analyzed, and the compensation current of active equipment is gave;Second, the feature of the hybrid compensative schemes are discussed. In the end, the related simulation results have confirmed the effectiveness of the compensation schemes in this paper.

基于等效励磁电感的SiC串联器件型中压双有源桥变换器的软开关技术

基于SiC串联器件的双有源桥变换器因具有开关损耗小、功率密度高、能量控制简单等优势,有望成为中压变换场景中实现高频隔离的优选方案。为保证SiC串联器件的可靠均压,各器件上并联大容值缓冲电容,然而该设计使变换器在传输功率较低时难以实现零电压开通,严重影响变换器的整体效率和串联器件的可靠运行。该文通过构建SiC串联器件型中压双有源桥变换器多模态运行模型并深入分析其运行特性,提出一种基于等效励磁电感的无源软开关技术。所提技术可通过优化外接传输电感位置的方式实现中压侧等效励磁电感参数调节,从而在无额外控制前提下实现SiC串联器件的软开关范围扩展。最后,设计了4 kV/1 kV实验样机,实现了100 kW下运行。实验结果显示,所提出的软开关技术能显著地扩展变换器中SiC串联器件的软开关范围,在保证SiC串联器件均压稳定性的同时能够大幅降低变换器在轻载运行时的功耗。

复杂背景下航拍图像输电线提取算法研究

针对提取航拍图像中输电线容易出现断裂、重叠,识别准确率低等问题,提出一种改进Hough变换输电线提取算法。通过灰度化对航拍图像进行预处理,Canny算法识别输电线边缘;利用去除小连通区域方法减少边缘图像背景噪声;改进Hough变换参数空间的极大值判定范围,实现单直线响应准则。实验结果表明,改进算法相对于LSD、EDLines、传统Hough变换方法,能够完整提取出输电线,并且准确率高、抗噪性好。

电网故障时基于MMC-PET接口风力发电系统的建模与控制

近年来,电力电子变压器(power electronic transformer,PET)作为电网接口的风能转换系统,无需额外的无功补偿器便可有效地抑制由风能暂态特性引起的电压波动,引起了广泛关注。但采用传统的PET结构在电网发生故障时难以控制,当电网处于不平衡时会使得控制难度进一步增加,且难以保证系统的动态性能。因此,为提升系统动态性能,增强系统的故障穿越能力,文中提出一种基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)型PET的新型风能转换系统的结构与控制策略。首先,文中根据系统故障时的工作状态设计基于无源滑模控制的故障切换控制策略,采用具有斩波保护功能的子模块以及时疏解故障功率;其次,利用软件仿真和半实物仿真实验平台选取典型工况对系统进行详细的模拟研究;最后,将应用文中控制策略的新型风力发电系统与传统的风力发电系统进行对比实验,实验验证了采用文中控制策略的新型系统结构具有无功功率补偿、有效限制故障时子模块电压升高和改善电能质量等优点,且满足故障条件下电网运行的最新要求,具有优秀的故障穿越能力。

基于干扰观测器的MMC-PET交直流混合微电网并网/离网切换控制策略

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)-电力电子变压器(power electronic transformers,PET)交直流混合微网在并网和离网两种模式下开关切换过程中存在瞬态过流和过压问题,从而影响输电质量并增加设备损耗,为此提出了一种基于扰动观测器(disturbance observer,DO)的并/离网切换控制策略。在该策略中,通过采用DO观测器对并离网切换引起的突变电流跟踪,并将实际电流与理论电流的差值作为等效干扰量,再将其输入到电流内环控制器进行补偿,从而可实现对突变电流的抑制。最后在Matlab/Simulink软件上搭建了MMC-PET交直流混合微网系统,并在并网-离网、离网-并网的两种切换工况下,通过把加入DO观测器与未加入DO观测器两种情况进行仿真对比,验证了所提的切换控制策略的有效性和可行性。

箱式变压器完全不停电更换方法探究

当箱式变压器作为唯一电源,以辐射状结构向低压终端用户供电时,如果上级进线电源需更换、检修和迁移,低压终端用户就要陪同停电,居民群众用户用电满意度将受到严重影响。特别是对于某些重要用户,亟需一种能够实现完全不停电的箱式变压器更换方法。针对这一现状,提出了一种基于临时移动电源应用的低压侧完全不停电的箱式变压器更换方法,消除了低压陪停电时户数损失,有效提高了供电可靠性和改善了电力营商环境。重点介绍了该方法的实施过程和应用优势。

一种长距离低压交流供电系统的设计应用

为降低长距离的跨坐式单轨旅游观光线路的供电系统造价,并满足其可靠性、稳定性的要求,文章通过设计并应用了一种采用多台变压器热并联供电、同时可分段控制的长距离低压交流供电系统方案,结果表明该设计方案应用效果稳定可靠,达到预期设计目标。

大电流互感器试验中电源串联技术的应用

大电流互感器是电力系统中重要的测量设备,其精确度直接影响着电力系统的运行和安全性。在大电流互感器的试验中,为了提供足够的电源功率,时常要采用电源串联技术。基于此,文章通过研究电源串联技术在大电流互感器试验中的应用,详细阐述电源串联技术的原理和优势,有效检验电源串联技术在大电流互感器试验中的稳定性。研究结果表明,采用电源串联技术能够有效提高大电流互感器试验的电源功率,降低电源的输出电流,减少设备的负荷,延长设备的寿命。

10 kV配电网不停电作业技术的应用

阐述针对10kV配网需要采用不停电作业以保障运行可靠性的问题,考虑到多台区不停电检修需求,提出变压器反向升压作业技术、高压临时联络线路作业技术、大容量不间断电源接入技术的作业方案。这三种方案均可满足不停电作业要求。

基于临时移动电源应用的低压侧短时停电的箱式变压器更换方法

当箱式变压器作为唯一电源,以辐射状结构向低压终端用户供电时,若上级进线电源需更换、检修和迁移,低压终端用户需要陪同停电,居民群众用户用电满意度则会受到严重影响。针对这一现状,提出一种基于临时移动电源应用的低压侧短时停电的箱式变压器更换方法,极大地降低了低压陪停电时户数损失,有效提高了供电可靠性和电力营商环境。重点介绍了该方法的实施过程和应用优势。

基于小波变换与BiGRU-NN模型的短期负荷预测方法

为更好地挖掘大量采集数据蕴含的有效信息,提高短期负荷预测精度,文中提出一种基于小波变换与双向门控循环单元(BiGRU)、全连接神经网络(NN)混合模型的短期负荷预测方法。文章利用小波变换将负荷特征数据分解为高频数据以及低频数据,再分别建立高频混合神经网络以及低频混合神经网络模型进行预测。在混合神经网络模型中,将负荷特征数据作为BiGRU-NN网络的输入,利用BiGRU-NN网络学习负荷非线性以及时序性特征,以此进行短期负荷预测。文中以丹麦东部地区的负荷数据作为算例,实验结果表明,该方法与GRU神经网络、DNN神经网络、CNN-LSTM神经网络相比,具有更高的预测精度。

新型分布式新能源并网逆变器及功率脉动抑制

传统分布式新能源光伏并网逆变器输出功率中含有的两倍工频功率脉动引起的低频输入电流纹波,严重影响了光伏电池工作效率及逆变器可靠性,为此,提出了一种具有输入功率解耦功能的新型分布式并网逆变器,通过引入辅助电路实现了对二次功率脉动的抑制,同时该辅助电路可为高频隔离变压器漏感能量进一步提供回馈通路,有效延长了逆变器工作寿命及其电路可靠性。给出并讨论了所提出新型拓扑的工作机理、关键参数设计及基本控制策略。最后搭建原理样机验证了所提出的电路拓扑正确性及其控制策略的有效性。

基于二元非线性Wiener随机过程的变压器油纸绝缘剩余寿命预测方法

针对传统单性能退化量的油浸式电力变压器油纸绝缘剩余寿命预测方法难以全面反映油纸绝缘退化行为,且缺乏对多性能退化量间相关性的考虑,该文充分考虑退化过程的随机性和非线性,提出了一种基于二元非线性Wiener随机过程的变压器油纸绝缘剩余寿命预测方法。首先,基于非线性Wiener随机过程建立单性能退化量的油纸绝缘退化模型,刻画油纸绝缘退化过程的随机性和非线性;然后,基于Copula函数建立两性能相关的退化模型,更加全面地分析两性能退化量所反映的变压器油纸绝缘联合退化行为;最后,采用MCMC-Gibbs抽样算法估计模型未知参数,实现变压器油纸绝缘剩余寿命预测。该文以糠醛和甲醇含量作为性能退化量,依托加速热老化实验数据进行实例验证,对比单性能、两性能独立、两性能相关三种情况下的可靠度曲线及剩余寿命预测结果,结果表明,该文所提方法能够更加合理全面地描述退化过程,可靠度曲线更贴近真实结果。

规范透视场景的半监督目标检测及其在保护压板巡检上的应用

如何快速准确地对继电保护压板的异常状态进行识别,是变电站二次设备巡检工作中亟待解决的技术难题。基于深度学习的通用目标检测算法在向诸如继电保护屏压板检测等特殊化场景的迁移中,不能够充分利用保护屏场景中的规范透视先验特征;此外,人工标注大数据集的困难性一直以来都是通用检测模型迁移至特殊场景时的挑战。针对上述问题,提出了一种适用于保护压板规范化分布特征的半监督目标检测模型,该模型根据压板识别场景的特点对模型框架进行了一系列适应性改进。在模型的半监督训练阶段,使用一致性正则化方法生成伪标签,并基于保护屏压板图像特征,以边缘吸附和点阵行列拟合等方式,优化或剔除伪标签,从而突破了数据标注困难性带来的限制。改进后的模型达到平均精度均值为98.12%的应用级精度,并额外输出图像的逆透视变换参量。该模型被应用于便携式智能终端,辅助工作人员进行继电保护压板状态的巡检工作;模型输出的逆透视变换参量,也可为3D人机交互等下游视觉任务提供技术支撑。

冲击性负荷接入下风能并网暂态电能扰动控制研究

提出冲击性负荷接入下风能并网暂态电能扰动的控制方法,对风能并网暂态电能扰动进行有效控制。运用小波变换来分解采集到的风能并网暂态电压信号,确定信号出现扰动的时间,完成风能并网暂态电能扰动的检测;构建DSTATCOM数学模型,完成风能并网暂态电能扰动时有功与无功电流的单独控制,实现无功补偿;将电力系统稳定器(dianli xitong wendingqipower system stabilizer,PSS)装配在并网中同步发电机(synchronous generator,SG)的自动电压调节器(automatic voltage regulator,AVR)内,改善风能并网的阻尼,提升风能并网的稳定性。实验结果表明:在不同信噪比条件下,该方法 PI控制器的跟踪误差都较小,未超过0.5,具有较好的跟踪性能与抗扰性;在6 000 MV·A和7 000 MV·A的2种冲击性负荷下,实现不同冲击性负荷状态下风能并网暂态电能扰动的有效控制,较好地改善了电能质量。

基于神经网络数据分析方法的电网高损耗元件识别技术

针对大部分电网损耗研究不全面且损耗类型识别不准确等问题,提出了一种基于神经网络数据分析方法的电网高损耗元件识别技术。该技术在全面分析线路及变压器损耗的基础上,将台区损耗类型划分成六类,并将台区电表数据输入全连接神经网络模型完成学习分析,从而实现高损耗元件的识别。基于某台区的109块电表数据样本进行实验分析,结果表明所提技术对于无异常损耗电表的识别准确率高达98.5%,且整体识别准确率可达93.4%,同时识别时间仅为0.35 s,优于其他对比技术。

配网全绝缘可视化低压跨接联络箱的研制与应用

低压配网作为中心城区供电的末端,其供电可靠性对电力用户的满意度有着最直接的影响。全面开展线路全绝缘化改造,实现线路本质化绝缘,及时、有效地进行低压负荷转移,提高配网灵活运行方式,减少企业和居民的停电次数和停电时间,对提升配网供电可靠性意义重大。其中,跨接线装置能否安全、可靠、快速地投切将成为负荷有效转移的重要因素。现阶段市面上暂无适用于供电公司网架结构特点和规格的带有可见断口的全绝缘低压跨接设备,因此研制能满足用户不停电作业的新型的可见断口的400 V柱上跨接联络箱设备对保证电网安全运行、提升配网供电可靠性具有重要意义,具有进一步推广应用价值。

Overview of grid-connected two-stage transformer-less inverter design

This paper gives an overview of previous studies on photovoltaic(PV) devices, grid-connected PV inverters,control systems, maximum power point tracking(MPPT)control strategies, switching devices and transformer-less inverters. The literature is classified based on types of PV systems, DC/DC boost converters and DC/AC inverters,and types of controllers that control the circuit to ensure maximum power tracking and stabilization of load and input voltage. This is followed by the theoretical background of PV devices, an overview of MPPT controllers and common mode leakage current, and a detailed investigation of different inverter topologies regarding the ground leakage current. Furthermore, design principles of power converters, such as DC/DC boost converters, and single-phase inverters are discussed. The paper also discusses limitations and benefits in addition to the basic operating principles of several topologies. Finally, the proposed system is derived and its simulation results are discussed to offer the next generation of grid connected PV systems.

基于RTDS的光伏中压直流并网系统仿真

随着直流微电网和智能电网技术的快速发展,光伏逆变器不再成为光伏并网系统必不可少的组成部分。与交流微电网相比,直流微电网的供电可靠性高,抗干扰能力强。介绍了以电力电子变压器为核心设备的光伏中压直流并网系统,实现了光伏系统直流并网。并在RTDS实时数字仿真平台建模进行系统动态与稳态运行功能验证。

基于有源滤波器的V,v接同相供电系统

针对电气化铁道牵引供电系统三相严重不平衡,存在大量谐波和无功,尤其是相邻供电区段间必需用分相绝缘器分隔问题,将V,v接变压器与有源滤波器和AT供电方式有机结合,构造出新型同相牵引供电系统。系统中V,v接变压器的一个带中抽头的副边绕组接AT牵引网,并通过有源滤波器接另一副边绕组,使各供电区段电压相同,从而可以取消分相绝缘器;以检测到的同相综合补偿电流为参考,控制有源滤波器消除三相不平衡,并滤除谐波和无功。仿真证实该同相供电系统方案正确可行,适宜应用于高速电气化铁道。