多馈入直流输电系统换相失败机制及特性

随着多直流接入受端交流系统的规模不断增大,运行人员对多回直流换相失败以及闭锁的关注度日益提升。文中建立了多馈入直流输电系统模型,从换相失败发生的本质出发,分析多种因素对换相失败发生概率的影响。从机制上研究换相失败对交流系统和直流系统的影响,并与直流闭锁对系统的影响进行对比分析。通过对多馈入直流输电系统的机电暂态仿真,验证由交流系统引起的多回直流换相失败与直流闭锁的差异。综合理论和仿真研究可知,在交流系统故障及时清除的情况下,多回直流换相失败并不会导致多回直流同时闭锁,不会对系统造成大的影响。而直流闭锁故障,在不采取控制措施的情况下,会造成系统功率不平衡,严重时导致系统失步,影响系统安全稳定运行。

±1100kV特高压直流换流站避雷器在内过电压下的保护特性

直流输电系统的内过电压主要通过金属氧化物避雷器（metal oxide arrester,MOA）加以限制,避雷器在内过电压下的保护特性对确定设备的操作冲击绝缘水平具有重要意义。根据±1 100 k V主回路接线、避雷器配置、交直流系统参数等,建立了±1 100 k V系统内过电压计算模型。对避雷器电压和电流波形进行仿真,对避雷器电流的波头时间进行统计。统计结果为：内过电压下通过避雷器电流的波头时间均不小于100μs,大于标准操作冲击电流的波头时间30μs,需要对较缓电流波头下避雷器的保护特性进行研究。为加以对比,对波形为316/814μs、30/60μs、8/20μs和1/4μs电流下的避雷器伏秒特性和伏安特性进行了试验研究。结果表明,同样电流下,1/4μs的伏安特性曲线高于8/20μs、30/60μs和316/814μs的曲线,而后三者的伏安特性曲线则区别不大;8/20μs、30/60μs和316/814μs的伏安特性相比,在0.1～1 k A电流范围内,30/60μs的伏安特性曲线比8/20μs和316/814μs的伏安特性曲线稍高。由于避雷器操作冲击电流的波头时间均不小于100μs,内过电压下避雷器取30/60μs电流波形下的伏安曲线是合适的,且是稍微偏严的。最后试验测试了避雷器电阻片在30/60μs操作冲击电流下的伏安特性。

基于系统浸入和流形不变自适应方法的静止无功补偿器非线性鲁棒自适应控制方法

本文提出一种将系统浸入和流形不变(I&I)自适应控制方法与L2--增益抑制鲁棒控制方法相结合的静止无功补偿器(SVC)的非线性鲁棒自适应控制方法.所提方法首先通过参数估计误差和鲁棒控制律的设计,使得所构造的表示参数估计误差函数的流形不变且吸引,从而使参数估计误差在这一流形上收敛于零.然后,通过所设计的可调参数对参数估计误差的收敛性能进行控制,以此来保证参数估计器对不确定参数的自适应估计能力.最后,采用自适应逆推算法推导鲁棒控制律,并通过使不确定外部扰动满足从输入到输出的耗散性来保证系统对不确定扰动的鲁棒性.仿真结果表明,利用所提方法设计的SVC控制器和参数替换律在参数估计、发电机功角动态响应方面优于传统自适应逆推算法,从而提高了输电系统的稳定水平.

UPFC状态反馈精确线性化潮流控制策略

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)传统线性控制器的性能可能因运行点的大范围变化而恶化,针对该问题提出了一种基于微分几何状态反馈精确线性化理论的UPFC非线性潮流控制策略。通过选择李雅普诺夫型输出函数、适当的非线性坐标变换和状态反馈将UPFC的5阶非线性系统完全转化为一个线性系统,然后采用线性极点配置方法设计了UPFC内部潮流控制器。IEEE 118节点系统的仿真对比结果表明,所提UPFC潮流控制策略改进了传统PI控制近似线性化的缺陷,有效适应了UPFC控制范围的大幅度变化,在提高电力系统暂态稳定性方面的效果明显优于传统PI控制。此外,该控制策略设计过程可以应用于所有基于电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的柔性交流输电系统(flexibleAC transmission system,FACTS)装置。

三峡电站近区输电系统规划优化调整

三峡电站装机容量巨大,消纳范围广,输电系统极其复杂,其设计过程经历了10多年的反复论证和优化。三峡输电项目的顺利建设、投产和运行,表明三峡输电系统规划方案是成功的。回顾了三峡输电规划的设计过程,分析了主要规划方案,对各阶段的主要设计成果进行了总结。

大规模交直流电网最优潮流模型与算法研究

该文研究大规模交直流电网最优潮流计算的精确模型以及适用于大规模电网的最优潮流求解算法。首先将高压直流输电系统准稳态模型进行化简,通过选择合理的基准值将该模型进行标幺化,并与交流潮流方程联立,建立交直流电网准稳态最优潮流模型。该模型计及了换流阀电压降和有功损耗,以及换流变压器的无功损耗,模型精度满足工程要求。然后采用罚内点法求解该最优潮流模型。所采用的算法对约束进行松弛,通过引入惩罚项以及松弛因子对修正方程进行调整,提高了算法的鲁棒性。最后通过2000节点、6000节点、8000节点、以及13000节点实际系统算例验证算法的有效性。所有算例的计算结果均通过BPA软件进行互操作验证,证明了模型与算法的正确性。

索控式中央驱动上肢康复机器人

目的根据居家康复的要求与趋势,针对国内外上肢康复机器人体积庞大、传动链复杂以及驱动噪声大的缺点,设计了一款索控式中央驱动上肢康复机器人。方法首先采用钢丝绳和同步带组成的传动系统进行动力传递,并采用中央驱动式设计,即将电机驱动设备统一安置于远离患者的底座上;然后通过Solidworks建立三维模型,并设计动力传递系统的总体方案;最后通过Solidworks中的Motion模块对机器人肩关节屈曲/伸展运动、肩关节内收/外展运动、肘关节屈曲/伸展运动以及肩肘关节联动运动进行运动学仿真,验证所设计的上肢康复机器人机械臂结构的合理性及设定轨迹的可行性。结果肩关节、肘关节以及腕关节运动学仿真曲线证实了该上肢康复机器人能够平稳地完成规划的轨迹动作,从而验证了机械结构设计合理,方案可行。结论索控式中央驱动上肢康复机器人具有动力传递系统轻便以及结构简单的优点,可以协助患者完成各种康复运动。