REALIZATION OF THE RMB'S CONVERTIBILITY UNDER THE CURRENT ACCOUNT AND ITS INFLUENCE

It was approved by the State Council in I984 to establish economicand technological development zones in 14 coastal port cities tofunction as windows for those cities to attract foreign investment,introduce advanced technology and management methods andexpand the export-oriented economy.Since 1992,18 other developmentzones have been approved by the Council,increasing the number ofsuch zones to 32.

双有源桥直流变换器三电平扩展移相控制下电感电流有效值最优跟踪控制策略

多电平双有源桥直流变换器广泛应用于电压传输范围宽的场合,能够减小功率开关电压应力,并提供更多自由度,优化变换器性能。首先,该文提出基于三电平扩展移相控制的三电平双有源桥直流变换器最小电感电流有效值跟踪控制策略,建立三电平扩展移相控制策略下各工作模式下的数学模型,根据拉格朗日乘数法得到各可行域内部最优极值点处移相比之间的相互关系;然后,分析边界最优点,通过比较内部最优极值点和边界最优点处电感电流有效值,得到全局最优工作点;最后,根据传输功率与全局最优工作点处移相比的变化关系,得到全局最优工作点跟踪控制策略,克服寄生电阻和开关损耗对最优工作点的影响。将三电平扩展移相优化调制策略与两电平扩展移相控制、单移相控制以及峰值电流优化控制进行对比实验,实验结果验证了所提该优化策略能够有效减小电感电流有效值并提高变换效率。

基于合成场强仪的输电工程地面合成电场研究

高压直流(DC)输电线路交叉跨越是我国特高压(UHV)技术发展中出现的问题。由于两回DC线路相互影响,交叉跨越区域内合成电场呈复杂的三维分布,UHV DC输电工程地面合成电场计算较为困难。选取典型±800 kV UHV DC输电工程进行地面合成电场的实测研究。参照GB 39220—2020,采用HDEM-01合成场强仪进行野外现场实测。测量参数为有效期内的场磨传感器上积聚的电荷量。测量结果与运行初期实测数据的对比结果表明:±800 kV换流站周边运行初期合成电场强度略低于后期,且整体水平较低;沿线电磁环境敏感目标运行初期、后期的实测数据中,74%的数值小于5 kV/m。通过此次研究,明确了UHV DC输电工程合成电场不同时期的特性。该研究有助于推进UHV DC输电工程的快速建成,并提高其运行安全性,从而推动电力工程建设的发展。

高温高湿环境下地铁列车辅助变流器高故障率的设备优化方案

[目的]地铁列车辅助供电系统运行环境的湿度过大,会导致IGBT(绝缘栅双极型晶体管)漏电流过高,进而可能引发辅助变流器故障。为此,有必要基于高温高湿环境,对辅助变流器箱内部环境进行优化,以降低IGBT的故障率。[方法]依托宁波轨道交通4号线列车辅助变流器的故障案例,调查了IGBT的故障原因,提出了4个设备优化方案,分别为降低辅助变流器冷却风机调速电压、调整内循环风机转向以降低IGBT周边湿度、提高柜体与外界密封性、优化冷却风扇控制逻辑。结合仿真及现场测试,验证了这4个优化方案的有效性和可操作性。[结果及结论]IGBT故障原因为:宁波轨道交通4号线列车辅助变流器现场运营负载小,元器件的工作温度低,IGBT内部湿气无法有效排出,且辅助变流器箱中气体交换速率较快,导致柜内湿度快速上升,进而导致IGBT模块的漏电流过高。4个优化方案可以降低辅助变流器柜内的相对湿度,提高IGBT的运行可靠性。

抑制连续换相失败的电流指令值补偿策略

高压直流输电系统在常规低压限流控制下,故障恢复期间直流电流和换相电压的恢复速度不匹配导致连续换相失败。为了减小连续换相失败的概率,本文首先引入直流电流变化率补偿低压限流控制器输出的电流指令值。然后,引入换流母线交流电压变化率对补偿后的指令值进行二次补偿,通过整定控制参数,提出二阶直流电流指令值动态补偿策略。最后,在PSCAD中搭建基于国际大电网会议的标准模型对策略进行测试,结果表明,在发生接地故障时本文策略能够协调直流电流和换相电压的恢复速度,抑制直流系统发生连续换相失败。

基于最小峰值电流算法的DC/DC变换器控制系统设计

针对传统DC/DC变换器控制系统稳定性差,控制效率低等缺点,设计了一种基于最小峰值电流算法的控制系统。控制系统的硬件部分主要包括整流开关器件,辅助电路,辅助电源,稳压电容,高频变压器等,整流开关管选用了高性能6N137型光耦隔离;给出了变换器控制系统的主控程序,利用PWM调制模块负责持续地更新内移相比值,当变换器电压稳定时计算最小峰值电流,并构建小信号模型进行环路补偿以提高系统的电流转换效率。实验数据表明,提出的控制系统电流控制效率更高且在相同输入功率下的电流应力值更小。

模块化多电平变换器的电容电压卡尔曼滤波预测方法

为避免子模块电压互感器发生故障对直流配电网模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)安全可靠运行造成威胁,需为MMC配置备用测量装置。工程上通常为所有子模块配置备用电压互感器以保证高可靠测量,但使得硬件结构较为复杂。为此,文中提出一种适用于中高压MMC测量系统备用模式的电容电压卡尔曼滤波预测方法,并融合快速模型预测控制(fast model predictive control,FMPC)策略提升电能变换稳定性。首先,为各桥臂仅配置一个电流互感器,无需任何电压互感器,并构建卡尔曼滤波观测器,提出卡尔曼滤波预测方法;进而根据电容电压预测值建立FMPC目标优化函数,确定桥臂最优电平数和子模块投切情况,在保证MMC输出电流和环流跟踪性能及电容电压预测准确性的前提下,显著简化测量系统硬件结构。最后,搭建21电平仿真模型和三电平实验平台,通过多个算例和工况验证所提方法的可行性和实用性。

变频器电力谐波的治理

为了有效防治变频器使用时产生的电力谐波及其对供电系统产生的污染及危害,分析电力谐波产生的原因、传播的危害、引起的功率能耗;通过数据对比,说明使用DTXB谐波动态治理装置后,电流有效值减小7.8%,5次谐波电流减小57.3%,功率因数提高2.7%,治理效果达到国标技术要求,年节省电量约为161 940 kW·h,且节省维修资金,提高了供电质量,提升了环保效果,达到综合节能的目的.指出:变频器类直流电源装置越多,产生的谐波电流越多,谐波治理要兼顾谐波补偿,DTXB谐波动态治理装置从谐波源本身治理、节约资源无公害、性价比高.

多维因素综合作用下换流阀晶闸管载流子迁移恢复特性解析及关断机理研究

明确换流阀晶闸管在逆变侧交流故障期间的关断特性及关断机理对抑制换相失败十分必要。影响晶闸管关断的主要因素有正向电流、电流过零点下降率和结温等,为明确上述因素综合作用对晶闸管关断特性的影响机理,该文首先基于考虑器件物理特性的晶闸管详细关断模型研究其换相关断过程,搭建晶闸管换相关断等效电路;研究上述因素间的作用关系及综合作用下的晶闸管关断特性,并通过对载流子迁移恢复特性的解析,获得晶闸管换相关断过程中的恢复电荷迁移特征。最后,得到使晶闸管可靠关断的阻断能力恢复时间及换相结束时剩余电荷值,以阻断能力恢复时间、临界关断角等指标定量评价各因素综合作用对晶闸管关断特性的影响程度。结果表明,在相同的换相起始条件下,当故障导致正向电流增大时,不考虑多因素综合作用的晶闸管阻断能力恢复时间偏长,会对系统提出更高的关断要求;仅考虑正向电流和电流过零点下降率二者综合作用时阻断能力恢复时间偏短,会增加换相失败误判风险;考虑三种因素综合作用后所得到的晶闸管阻断能力恢复时间更加准确。

基于基频调制电流源换流器的直流线路全线速动保护

基频调制电流源换流器(fundamental frequency modulation-based current sourced converter,FFM-CSC)作为一种新型电流源换流器,能够解决传统直流输电工程面临的换相失败及无功消耗问题,兼具电流源和电压源换流器部分优势。直流线路接地作为直流系统中几乎最严重的故障,针对FFM-CSC换流站短路过程研究缺乏定量分析,不利于系统参数设计和故障保护识别,限制了FFM-CSC的推广应用。论文针对双极12脉动FFM-CSC系统,建立短路故障等效电路,推导故障初期过电流的解析计算公式;并针对直流线路短路特点,提出基于单端监测量的保护算法,可作为直流线路主保护。该算法计算要求低,数学原理清晰,可随系统参数和运行工况的改变灵活调整。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建FFM-CSC直流系统详细模型,验证数学表达式准确性,同时证明保护算法的安全可靠性。

基于介损和电容量的电流互感器运行分布规律及现场应用研究

为提高设备状态评价精确性,提前发现设备潜伏性隐患,通过统计分析广州电网2006—2021年油纸电容型电流互感器(current transformer,CT)停电试验数据电容量变化和介损统计分布规律,绘制数据整体分布图,得到介损和电容整体分布呈现中间高两端低的分布特征。通过建立经验累计分布特性,绘图分析其90%和95%分位点或累积分布概率值,提出了不同电压等级下电容量变化率和介损值注意值,35 kV、110 kV、220 kV、500 kV油纸电容型CT电容量变化注意值可分别取±5%、±4%、±3%、±3%,介损注意值可分别取为0.6%、0.5%、0.4%、0.4%。分析不同运行年限、生产厂家等因素对统计分布规律特性的影响。结合注意值对在运CT进行排查,发现运行中有2台CT可能存在缺陷,进行停电诊断性试验,发现其中1台110 kV CT存在重大隐患,验证了注意值预警的可行性。

异相电芬顿技术降解亚甲基蓝模拟废水的研究

为了了解影响亚甲基蓝模拟废水降解的因素,研究了异相电芬顿体系的pH值、电解电流、曝气量、电解质Na_(2)SO_(4)浓度、催化剂P1投加量以及亚甲基蓝初始浓度对亚甲基蓝模拟废水降解的影响,并在最佳试验参数条件下对模拟废水中亚甲基蓝的矿化效果及其对实际印染废水处理的效果进行了研究。结果表明:对浓度为50 mg/L的亚甲基蓝模拟废水降解的最佳条件为pH=3、通氧量0.3 L/min、电流0.6 A、电解质浓度0.1 mol/L、催化剂P1投加量50 mg/L,反应时间60 min;反应初期亚甲基蓝去除率和矿化率快速增长,后期趋于平缓,反应60 min时的亚甲基蓝去除率达99.89%、矿化率为62.70%;在最佳运行条件下,催化剂P1对实际印染废水有良好的处理效果,反应60 min的色度去除率达84.48%、COD去除率为39.41%。

模块化多电平变流器模块电压纹波抑制策略及应用

降低子模块电容电压波动可以减少模块化多电平变流器系统成本、延长运行寿命。首先利用数值计算方法分析传统环流抑制策略对纹波抑制的原因,再通过模块瞬时功率波动表征子模块波动状态,以功率波动最低的目标计算出特定的环流量控制最优解来抑制模块电容波动。再根据计算出的电流瞬时值表达式,分析不同调制比及功率因数角对抑制纹波效果的影响。最后通过Matlab仿真系统及RT-Lab半实物样机平台在载波移相及最近电平逼近两种调制方式下对纹波抑制策略进行验证,分析了功率因数对抑制效果的影响,比较了传统环流抑制及瞬时电流注入对电容纹波的效果,验证其在特定工况下对两种调制方法的适用性。

电流源型逆变器电机驱动系统的储能电感电流与转子磁链最优控制策略

在电流源型电机驱动系统中,直流侧电压源与储能电感共同构成电流源为交流负载提供能量,然而在调制过程中,因储能电感电流无法独立控制而导致电流出现断续或持续增加的问题,且电机减速时无法实现能量回馈。该文在电流源型逆变器的直流侧增加电压–电流变换电路实现对储能电感电流的控制及能量的回馈,并设计一种适合于储能电感电流的滞环控制策略。与此同时,为了提高直流侧电流利用率,降低线路损耗,通过推导出转子磁链定向后储能电感电流与转子磁链的稳态数学关系,得到不同转速与电磁转矩情况下转子磁链与储能电感电流最优给定值的确定方法,并在此基础上设计电机转速、转子磁链闭环控制策略。仿真和实验结果验证了所提出的转子磁链与储能电感电流给定值计算方法的正确性,且基于储能电感电流调节的感应电机矢量控制系统在不同工况下均具有良好的稳态、动态性能。

基于定有功电流限值控制的MMC型UPQC协调控制方法

对电压暂降期间MMC型UPQC串联侧补偿能力进行深入的理论分析。首先给出MMC型UPQC的工作原理,推导出暂降补偿幅值、补偿持续时间、主回路电气量及MMC参数之间关系的时域表达式;进而提出一种针对容量确定情况下UPQC串联侧过电流问题的协调控制设计方法,在传统定直流电压控制的基础上提出定有功电流限值控制;定义了划分MMC型UPQC处于上述两种控制状态的电压暂降临界值并给出数值计算表达式;最后PSCAD/EMTDC下的系统仿真结果验证了理论分析的正确性。仿真结果也表明,与传统协调控制方法相比,该文提出的协调控制方法可明显提高电压暂降的补偿幅值和持续时间。

一种谐振开关电容变换器的再分析与改进

针对一种常见的谐振降压式开关电容直流变换器,使用近似取值方法进行再分析,简化了以往理论分析结果,并指出该电路存在的一些问题。由此提出了一种恒流充电谐振放电工作方式的新式改进电路,在该电路工作的任意时间内,导通的开关器件总处于有电流状态,避免了开关器件的导通电流在时间上分布过于集中,因而降低了电路峰值电流,提高了变换效率。通过推导,得出新改进电路的输出电压、变换效率及谐振平均电流的数学表达式,最后进行了实验验证。理论与实验均表明,新改进电路能在较大范围内进行近似线性的调频方式调压,为高效率谐振式开关电容直流变换器的设计提供了理论依据。

换流器故障在线监测电气量及其诊断系统

利用故障信号能量变化率量化换流器各类故障的电气特征,表征换流器故障信号相对于正常状态的变化情况。根据各电气量变化情况的不同,选择出能有效定位和诊断换流器各类故障的在线监测电气量。将各在线监测电气量的能量变化率与零进行比较,得到换流器不同故障情况下,各在线监测电气量逻辑编码值。利用编码值的不同,再结合统计学知识,提出换流器故障在线监测诊断系统。仿真结果表明,该系统能准确有效地定位和诊断出换流器各类故障,且不受系统运行方式和故障过渡电阻的影响。

输电线路防雷计算软件开发和应用

为找出雷击跳闸的原因并采取一定的改进措施,介绍了一套线路防雷设计计算软件HVC的开发和应用。该软件适合用户对新建线路的耐雷水平进行设计、校核,并可分析已有线路雷击跳闸故障的原因。软件所用算法在国家97技术规程的基础上,综合考虑了现有的各种评价耐雷水平的方法,并兼顾了计算的准确性和速度。对220 kV实际线路的演算证明计算所得跳闸率等结果与线路实际运行情况一致。

柔性直流电网架空线路快速保护方案

基于柔性直流输电的直流电网技术,是大规模清洁能源接入电网的有效手段,直流电网快速线路保护是其面临的重要技术挑战之一。以国内计划建设的张北直流电网工程为背景,提出了一套适用于全网配置直流断路器、采用架空线输电的对称双极直流电网线路快速保护方案。保护仅利用单端信息进行故障判别,且保护数据窗短,满足速动性的要求;保护采用电压梯度快速检测故障,利用限流电抗器对故障电压信号的平滑作用实现故障区间的判别,并根据零模与一模电压传播特性的差异判定故障极,实现保护的选择性与高可靠性。结合直流电网的PSCAD模型,验证了所提出方案在不同故障情况下的保护性能,并分析了保护对运行方式改变的适应性。