跟网型变换器的小扰动同步稳定机理分析与致稳控制

弱电网下,跟网型变换器易出现因阻尼不足导致的小扰动同步失稳问题。为此,该文借鉴复转矩分析理论,计及复杂控制耦合,建立跟网型变换器的复转矩模型。量化多环控制耦合、线路阻抗、控制参数等因素对系统阻尼转矩的影响,从阻尼的角度揭示跟网型变换器的小扰动同步失稳机理。根据理论分析,提出一种基于相位补偿的锁相环阻尼重塑控制策略,通过补偿多环控制耦合引入的负阻尼,增强变换器的小扰动同步稳定性。最后,开展相应的仿真与实验,验证理论分析的正确性与改进控制策略的有效性。

基于MATLAB的功率因数可控的AC-DC变换电路研究

为解决谐波信号过多可能会导致电网的传输效率降低的问题,对功率因数可控的AC-DC变换电路进行了研究.基于Boost型单级有源功率因数校正变换器,控制电路中采用了外电压环和内电流环双闭环控制系统,利用滞环电流控制提高交流端功率因数,电压环稳定输出电压.采取小信号分析法,建立小信号模型并设计了控制电路.通过MATLAB仿真实验可得,双环控制的功率因数校正电路能够实现高功率因数,同时能够稳定输出电压.

并网逆变器LVRT同步稳定性分析及其优化策略

针对现有低电压穿越(LVRT)研究难以准确全面评估变流器同步运行能力的问题,首先结合LVRT特性和电网侧特性定量研究不同因素对准静态平衡点的影响,揭示系统准静态平衡点的存在条件。其次,分析LVRT特性对并网逆变器暂态稳定性和小信号稳定性的影响,明晰电网故障期间系统不仅存在暂态失步的风险,而且难以在准静态平衡点稳定运行。基于以上理论分析,提出一种提高并网逆变器LVRT同步运行能力的优化策略。该策略在LVRT期间根据电网运行状态自适应调整锁相环参数,不仅可降低系统暂态失步的风险,还可增强其小信号稳定裕度。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和优化策略的有效性。

中小容量VSC-HVDC在解决电力系统电磁环网问题的应用

电磁环网可以提高电网供电可靠性,但也会造成故障后短路电流增加、线路过载等问题。南方电网公司目前主要采取解环运行和方式预控的措施来降低电磁环网运行风险,但解环不适用于所有场景,方式预控又可能造成电源出力受限。因此提出将中小容量柔性直流输电系统(VSC-HVDC)应用于含电磁环网的低压电网,利用其灵活可控的特点来降低电磁环网运行风险。首先综合考虑《电力系统安全稳定导则》要求以及经济性确定VSC-HVDC在电磁环网中的接入位置和容量,随后给出了VSC-HVDC直流电压、拓扑结构以及参数的确定原则。其次,设计了VSC-HVDC在电磁环网中的控制策略,该控制策略可以降低网损,提高电磁环网稳定性。最后通过实例仿真验证了提出的中小容量柔性直流方案在降低电磁环网运行风险方面的有效性。

并网变流器小信号稳定性解析解

锁相环(phase-locked loop,PLL)是变流器并网同步的核心环节,现有技术通常采用基于同步坐标系的锁相环(synchronous reference frame-PLL,SRF-PLL)。由于SRF-PLL的引入,使得并网变流器模型复杂,稳定性分析困难,通常结合波特图等进行数值验证分析而难以获得解析解,更多关于稳定性的本质机理无法有效揭示。因此,提出一种基于代数运算的锁相(algebraic operation based PLL,AO-PLL)控制技术,同步速度更快,且在该锁相控制方式下,变流器模型阶次降低。基于此,给出系统稳定性的封闭解析解形式,并获得系统稳定性的充要条件,在此基础上,分析有功无功控制耦合对系统稳定性影响;揭示电流环比例控制器和积分控制器对系统稳定性的不同影响机理;解释利用短路比来刻画系统稳定裕度的内涵。此外,阐述所提AO-PLL和常规SRF-PLL之间的内在联系,以及稳定性结论在常规SRF-PLL控制下的适用性。最后通过算例验证前述理论分析的正确性。

双馈风电机组锁相环动态主导的小干扰稳定极限

针对锁相环动态主导的并网双馈风电场小干扰稳定性问题,提出了一种双馈风电场小干扰失稳的判定方法。首先建立了单台双馈风机二阶线性化模型,其次根据单机等值模型将推导的二阶线性化模型推广至并网双馈风电场。最后依据劳斯-赫尔维茨定理(the Rausch-Hurwitz theorem)推导出锁相环动态主导的并网双馈风电场小干扰稳定极限,解释了风机有功出力、电网连接强度、锁相环控制参数及风机数量对锁相环动态主导的并网双馈风电场小干扰稳定的影响规律及内在机理。结果表明,有功出力增加、系统连接强度变弱及控制参数设置不当会对系统小干扰稳定性产生不利影响。以15台双馈风机构成的并网双馈风电场为例验证了所提小干扰稳定性极限的正确性和有效性,并且不需要建立风电场的全阶模型,减小了计算量。

非线性环路补偿的交错并联BUCK变换器数字控制策略研究

针对氢能燃料电池输出低电压、大电流,不能适用通讯基站电源的问题,设计了一种电力电子交错并联BUCK变换器,同时提出了一种非线性环路补偿的数字控制策略。文中采用两个BUCK电路并联,控制信号为180°两相交错脉冲宽度控制,采用小信号模型建立了电压环、电流环数学模型,控制策略采用电流内环、电压外环双闭环控制。为了控制快准稳,分别对两环路控制策略补偿校正设计,通过环路补偿数字控制策略搭建交错并联BUCK变换器simulink模型,仿真结果表明变换器在输入范围下实现了48 V直流稳定输出,验证了本研究的有效性。

不同锁相环对LCC-HVDC控制回路稳定性的影响

该文研究了电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统逆变侧采用不同锁相环时,锁相环控制回路比例–积分(proportional integral,PI)参数变化对直流控制回路稳定性的影响。首先,分别建立了逆变侧锁相环采用滑动平均滤波(mo ving average filter,MAF)和级联延时消去滤波(cascaded delayed signal cancellation,CDSC)的LCC-HVDC小干扰动态模型,并通过电磁暂态仿真验证了该模型的正确性。其次,基于拉普拉斯变换获得系统定电压控制回路的传递函数,利用奈奎斯特稳定判据以及稳定裕度指标分析不同锁相环对定电压控制回路稳定性的影响,并进行了机理分析,同时在PSCAD/EMTDC的电磁暂态模型上进行了验证。最后,进一步在LCC-HVDC工程模型上对该文所得结论的普适性进行了仿真验证。

直流母线小电容永磁同步电机驱动系统网侧电流谐波抑制策略

直流母线采用小电容永磁同步电机驱动系统具有降低成本和延长运行寿命的优势。但在系统运行时网侧电流中存在大量的谐波,这将会影响网侧电流质量。为了改善小电容永磁同步电机(PMSM)驱动系统的网侧电能质量,该文提出一种基于阻抗重塑的有源阻尼控制方法,以抑制网侧电流谐波。通过对驱动系统进行建模,分析影响网侧电流谐波的因素,建立母线电流与网侧电流的数学关系。采用有源阻尼控制方法,提取母线电压谐波信号,以最优电压补偿的方式构建反馈回路,重塑驱动系统的特定频率处的等效阻抗,以实现网侧电流谐波的改善。同时,为了抑制电压补偿模块对电流内环扰动的影响,设计电流环级联双频陷波器,并通过系统极点图进行了稳定性分析。仿真结果和实验分析验证了所提控制方法的有效性。

一种基于双定频SOGI与交叉补偿的三相锁相环设计方法

基于频率自适应二阶广义积分器(second-order generalized integrator,SOGI)的锁相技术因其具有良好的滤波性能,常与滑模观测器(sliding mode observer,SMO)相结合来解决电网电压存在的直流偏置、频率偏移以及相位跳变等问题。针对常规的频率自适应SOGI锁相环(phase-locked loop,PLL)的前级SOGI与后级PLL之间存在频率耦合导致锁相环的动态性能较差的问题,提出了一种基于双定频SOGI与交叉补偿的锁相环设计方法。所提方法采用定频SOGI代替频率自适应SOGI,消除了前级SOGI与后级PLL之间的频率耦合。同时设计了一种电网电压交叉补偿的方法,该方法能够精准地对电网电压相位和幅值进行同时补偿,改善了传统的补偿方法需将幅值和相位单独补偿的缺点。并详细推导了常规的基于频率自适应SOGI锁相环和所提基于定频SOGI的锁相环的小信号模型,并证明了所提出的PLL稳定性更高。最后,在不同电网电压工况下,通过对比实验研究验证了所提方法的有效性。

超高层建筑火灾自动报警系统分析与设计探讨

根据超高层建筑火灾扑救复杂性,结合民用建筑电气相关规范、技术指南的要求,以具体工程项目为例,分别从火灾自动报警系统环形结构的模式、小型电缆竖井火灾探测预警等几个方面,分析超高层建筑火灾自动报警系统的特点、难点及设计需要考虑的注意事项,特别是对消防联动控制环形结构模式的探讨,并提出相应的解决方案和合理化建议。

MMC控制器小信号稳定性判据研究

基于MMC(模块化多电平换流器)的高压直流输电广泛应用于大规模新能源外送,然而MMC控制器的惯性滞后特性可能带来小信号稳定性问题。首先,分析同步发电机的机械惯性,类比提出适用于MMC控制器的惯性二阶统一表达式。然后,基于MMC闭环控制器的动态特性和惯性滞后特性,提出连接弱电网的MMC控制器的小信号稳定性判据。最后,通过对双侧MMC并网系统的仿真分析,验证了所提稳定性判据的正确性。

基于转子电流补偿的DFIG低频振荡抑制策略

双馈感应发电机(DFIG)中锁相环(PLL)的使用会引入频率耦合及低频负阻特性,导致DFIG与交流弱电网互联的振荡失稳问题。首先,建立了DFIG的多输入多输出阻抗模型,根据不同简化条件下DFIG并网系统的广义奈奎斯特曲线,揭示了不同PLL关联阻抗的影响;然后,提出了一种基于转子电流补偿的DFIG低频振荡抑制策略及其简化实施方案,所提策略可将转子电流中包含的PLL动态进行补偿,极大地减小PLL引入的频率耦合及负阻特性,从而提高DFIG在弱电网下的并网稳定性;最后,在Matlab/Simulink中建立了DFIG并网系统的电磁暂态仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性及所提策略的有效性。

Dynamics and Mechanism of A Quorum Sensing Network Regulated by Small RNAs in Vibrio Harveyi

Bacterial quorum sensing （QS） has attracted much interests and it is an important process of cell communication. Recently, Bassler et al. studied the phenomena of QS regulated by small RNAs and the experimental data showed that smafl RNAs played important role in the QS of Vibrio harveyi and it can permit the fine-tuning of gene regulation and mmntenance of homeostasis. According to Michaelis-Menten kinetics and mass action law in this paper, we construct a mathematical model to investigate the mechanism induced QS by coexist of small RNA and signal molecular （AI） and show that there are periodic oscillation when the time delay and Hill coefficient exceed a critical value and the periodic oscillation produces the change of concentration and induces QS. These results are fit to the experimental results. In the meanwhile, we also get some theoretical value of Hopf Bifurcation on time deday. In addition, we also find this network is robust against noise.

云南滇南小耳猪与广西巴马小型猪mtDNA D-Loop的初步研究

目的研究封闭群滇南小耳猪与广西巴马小型猪线粒体DNA（mtDNA）的多态性，探索小型猪遗传监测的方法。方法用18种限制性内切酶对23头滇南小耳猪和21头广西巴马小型猪mtDNA D-loop的PCR产物进行RFLP分析。结果滇南小耳猪和广西巴马小型猪的mtDNA D—loop在品种内和品种间均表现出相同的酶切图谱，未见多态性。结论滇南小耳猪与广西巴马小型猪mtDNA D—loop的遗传多样性贫乏，mtDNA PCR—RFLP技术在其遗传监测中不具应用价值。

基于线粒体D-loop的河南省绵羊品种遗传多态性和遗传关系研究

【目的】了解河南省绵羊品种河南大尾羊、小尾寒羊和豫西脂尾羊遗传资源现状和群体遗传关系。【方法】对河南大尾羊、小尾寒羊和豫西脂尾羊线粒体DNA D-loop区全序列遗传多态性和遗传分化进行分析。【结果】本研究共发现50个单倍型,其中小尾寒羊共定义23个单倍型,单倍型多样度为0.975,核苷酸多样度为0.0230;豫西脂尾羊共定义25个单倍型,单倍型多样度为0.936,核苷酸多样度为0.0129;河南大尾羊定义2个单倍型,单倍型多样度为0.667,核苷酸多样度为0.0270,说明小尾寒羊和豫西脂尾羊D-loop序列遗传多样性丰富。系统发育树将3个绵羊品种聚为三大支(lineage A~C),3个品种在3个分支中均有分布。遗传距离分析表明小尾寒羊和豫西脂尾羊遗传距离最远(0.0303),河南大尾羊和小尾寒羊间遗传距离最近(0.0260)。中性检验表明小尾寒羊和豫西脂尾羊群体保持稳定,河南大尾羊群体近期经历瓶颈效应。Network图结果表明河南省绵羊存在3个母系起源。【结论】河南省3个绵羊品种遗传多样性较为丰富,各品种间达到亚种间遗传距离,小尾寒羊和豫西脂尾羊间遗传关系最远,与河南大尾羊遗传关系最近。河南省绵羊存在3个母系起源。本研究结果对河南省绵羊的遗传关系和群体历史以及遗传资源的保护和开发提供理论依据。

“低慢小”目标防控体系建设及发展思路

近年来,以无人机为代表的“低慢小”目标发展迅速,通过搭载侦察、通信、干扰、打击等载荷和运用先进信息技术,已应用于实战或恐怖袭击,对城市防护、要人要地、公共安全造成了重大安全隐患;其以廉降耗、以量增效的新战法和新特点,对现有的防控体系构成了极大挑战。文中结合近10年工程经验,分析“低慢小”目标的特点和防控问题,提出基于OODA理论的“低慢小”目标防控作战流程以及复合组网、态势融合、多元分级、平台开放的体系建设发展思路;面向应用,充分探索各探测、处置手段的发展方向,为开展“低慢小”目标防控技术的发展和能力建设提供重要参考。文中指出,“低慢小”防控任务需要多学科、跨领域的协同配合,并通过常态化的测试与使用,对相关经验进行总结,不断优化迭代体系能力,才有可能解决“低慢小”目标防护的问题。

弱连接VSC在“外环-锁相环”时间尺度下的一类小扰动稳定性提升方法及等效性分析

大量理论研究发现电压源换流器(voltagesource converter,VSC)接入薄弱电网后,易发生由“外环–锁相环”交互所主导的小扰动失稳现象,且在多个实际工程中也发现此类稳定问题。为此,国内外学者提出了大量改进控制方法,其基本原理为在有功外环、无功外环与锁相环三者之间施加附加补偿控制,以提升弱连接VSC(weak-grid connected VSC,WG-VSC)并网稳定性。该文将这些方法归纳为WG-VSC在“外环–锁相环”时间尺度下的一类小扰动稳定性提升方法。试想,这些策略都能提升稳定性,那么它们是否存在某种等效性?此外,基于等效性原理,还能否推导出其他的改进控制措施?该文研究动机是期望从方法论的视角回答上述问题,进而为解决此类稳定性问题提供基本依据。该文创新工作是基于一种能够清晰展现“外环–锁相环”交互关系的等效锁相环模型,首次揭示了这一类改进控制方法在提升WG-VSC“外环–锁相环”时间尺度小扰动稳定性方面具有等效性。此外,通过观察分析现有补偿控制策略在拓扑结构和作用机理上的特点,该文还预测了其余多种新型小扰动稳定性提升控制策略,并基于等效锁相环(phaselockedloop,PLL)模型分析得出,通过特定的控制器设计方法,可使得此类补偿控制策略在WG-VSC系统小扰动稳定性提升方面具有等效性。最后,基于PSCAD/EMTDC的详细电磁暂态仿真模型验证了该文理论分析的准确性。

考虑转子磁链-电流环控制动态的虚拟惯量DFIG功频响应特性建模

含有虚拟惯量控制的双馈风电机组的频率响应特性受风电本体和控制环节等因素影响,该文提出一种考虑转子磁链-电流环控制动态的虚拟惯量双馈风电机组功频响应特性建模方法。首先,分析含虚拟惯量控制的双馈风电机组在受扰后的运行特性,基于小信号线性化方法分别建立风轮机、异步发电机及其轴系、转子侧功率环控制以及电流环控制的状态方程;基于定子磁链定向原理化简转子磁链-电流环线性化方程,利用状态方程建立考虑转子磁链-电流环控制的风电机组五阶闭环传递函数;通过频域法量化电流环作用的转子磁链频域响应,剖析所提模型与已有简化模型之间的区别,采用摄动理论分析电流环控制参数对所提模型有功功率-频率响应的影响。最后,在含双馈风电的5节点测试系统与某实际电力系统算例中对比时域仿真结果,结果表明:所提模型的功频响应精度高、适用性强。

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。