面向低压大容量直流供电的混合型AC/DC接口变流器解耦控制

为解决传统基于电流源型整流器(currentsourcerectifier,CSR)的两级式高降压比电力电子变换设备中存在的多控制目标之间的耦合问题,在所提出的相控电流源型整流器和输入串联输出并联LLC-DC/DC变换器相结合的混合型拓扑结构基础上,通过建立考虑系统直流环节电感电容的小信号模型,提出了一种在较低自由度下可同时实现交流侧功率因数和输出直流电压调节的解耦控制方法。通过绘制系统的根轨迹,分析了系统解耦前后控制参数对系统稳定性的影响。最后,通过RT-Lab半实物仿真验证了所提方法的有效性。

集散控制系统(DCS)在多热源热水工程系统中的应用

在分析多热源热水工程控制特点的基础上,针对目前热源供水自控系统存在的问题,给出了DCS系统的控制结构及其相关软、硬件的设计方案。实际数据监测结果表明,DCS控制系统弥补了现有系统控制方面的不足,改善了网络通信的稳定性,降低系统运行成本。

多电平三相电压源逆变器结构优化设计

目前多电平三相电压源逆变器被广泛应用于高压、大功率电子设备中,为解决传统三相电压源逆变器运行中出现的直流侧电容电压失衡问题,基于空间矢量调制开关直流电源对逆变器结构进行优化设计。建立多电平三相电压源逆变器等效模型,利用60°坐标的空间矢量调制算法实现空间矢量调制,利用电容电压平衡算法充分考虑不同矢量间的切换顺序,实现电容电流平衡。实验结果表明,对比传统方法,该方法调制多电平三相电压源逆变器输出线电压波形畸变率为0.18%,电容点电压波动可控制在3 V以内,优于对比方法,具有更好的应用性能。

单旋转坐标系下VSC-HVDC系统的3种电流解耦控制策略及其对比

为解决交流电网不平衡和畸变情况下的VSC-HVDC交直流双侧电能质量恶化问题,提出单正序同步旋转(dq)坐标系下的正负序电流独立控制方案以改善VSC的电能质量。通过令瞬时有功功率波动为零获得了网侧电流正负序分量参考值的表达式,并根据逆模型原理获得了单正序dq坐标系下的交流负序电流的参考值。进一步为实现在单dq坐标系下对直流正序电流、交流负序电流的闭环控制,并有效抑制电网谐波的影响,分别提出3种单正序dq坐标系下的网侧电流闭环控制策略并进行了详细的仿真验证和对比分析。相应的结果表明,所提出的3种电流闭环控制策略均实现了正负序电流分量的无静差控制和交流电网谐波抑制,在交流电网存在不平衡和谐波的条件下,网侧电流总谐波畸变率均满足相应的并网标准,而二次直流电压波动同样得到了有效抑制。

基于准Z源双向DC-DC变换器的双电压供电系统

随着汽车自动化和电力电子技术的发展,车用电气设备越来越多样,传统的14 V供电系统已经不能满足日益增长的汽车电子设备的需要。为了兼顾传统的14 V汽车供电系统,采用一种过渡方案,即14 V/42 V双电压供电系统。对基于电压型准Z源双向DC-DC变换器的双电压供电系统进行研究。其中,双向DC-DC变换器是核心技术环节,通过PWM控制双向功率开关实现功率流的双向传输,并对该双电压供电系统的结构和工作原理做了详细的描述和简要分析。仿真结果表明了该系统的合理性和优越性。

一种用于Buck型DC-DC电源管理芯片的带隙基准源

针对广泛使用的Buck型DC-DC电源管理系统,出于带隙基准源产生的电压精度对系统输出影响的考虑,本文设计了一种带负反馈环路用于Buck(降压)型DC-DC电源管理芯片的基准电路.本文在对传统的基于BJT电压基准源的分析基础上,经过理论分析和模拟仿真,选用华虹0.18μm BCD工艺,在-40℃~100℃的温度范围内进行仿真,当输入电压为5 V的时候,基准源的温度系数为4.9×10-6 ppm/℃,PSRR(电源抑制比)分别为-65.8 dB@dc,-40.2 dB@1.5 MHz,均表现出较好的性能.

一种模拟3 V锂电池供电的DC-DC设计

微光像增强器采用3 V锂电池供电,随着电池电压下降,直流工作点变化或调整可能引起其内部高压电源输出异常,导致像管出现闪烁、熄灭或高亮等故障。通常使用具有“电池模拟功能”的直流电源进行供电特性验证,该类设备功率大,功能多,价格也昂贵,像增强器功率小,若采用这种设备则利用率低以至于研发成本高。基于恒流源控制LDO输出,设计一种模拟1.4 V^3.4 V锂电池充放电的DC-DC电路,经仿真和实测验证,输出电压能够线性上升或下降且速率可在数十毫秒至数小时内可调,具备模拟电池供电功能,该电路成本较低,其改进线路还可用于其它领域功率产品作直流扫描分析验证。

应用改进ICA-R算法的供水管网漏失量估计

漏失量作为城市供水管网漏损量的主要组成成分,可作为管网漏损控制的重要参考指标.现有漏失量计算方法存在准确度不高,计算过程复杂等问题,而盲源分离法具有数据需求量少,分析结果准确特点.针对盲源分离中约束独立成分分析(CICA)算法在漏失量估计中存在误收敛,限制盲源分离法进一步应用的问题,提出利用改进的带参考信号的独立成分分析(改进ICA-R)算法进行供水管网漏失量估计思路.对目标函数选取、信号处理过程进行分析说明,同时设计算例管网模型并搭建漏失实验平台验证算法分离效果,并与快速独立成分分析(FastICA)算法处理效果进行对比.采用皮尔逊相关系数评价漏失量分离效果,利用平均相对误差评价改进ICA-R分离精度.结果证明,使用改进ICA-R算法分离漏失量所得相关系数维持在90%附近,平均相对误差维持在15%以内,优于FastICA算法,该方法避免加装大量计量仪表,降低了漏失量计算成本,可为漏失量计算提供参考,便于各水司有针对性地采取漏损控制措施.

一种零磁通电流传感器适配装置的研制与应用

为了方便有源零磁通电流传感器的现场使用,研制了一种零磁通电流传感器适配装置,可作为电流传感器的配套产品,其内部集成的具有多种供电模式的电源模块可为现有的大部分主流传感器提供高稳定、低纹波的工作电源。采用电池供电可有效降低电流传感器的零点输出电流;同时通过专用的接口引出传感器的二次电流,并进行I-V变换、数字化等后续处理,在便于测量应用的同时,更拓展了电流传感器的有效测量范围。

单一直流电源供电七电平级联逆变器的研究

针对传统的级联逆变器需要多个独立直流电源供电存在的问题,提出了一种只需一个直流电源供电、可实现七电平输出的级联逆变器。分析了这种级联逆变器的两种工作模式,给出了逆变器的控制调节方法。最后通过实验结果,验证了单一直流电源供电七电平级联逆变器理论分析的正确性。这种级联逆变器不但控制简单,能输出很好的电压波形,还可以减少直流电源数,提高直流电源的利用率。

交直流混合供电系统直流侧阻抗建模及稳定性分析

作为交直流混合供电系统的互联接口,电压源型变流器(voltage source converter,VSC)的直流端口阻抗特性会受到交流网络影响而带来新的稳定性问题。为实现对弱交流电网背景下交直流混合供电系统直流侧稳定性的准确分析,建立了考虑电网阻抗和系统延时影响的直流侧小信号阻抗模型,分析了控制参数和系统参数的影响,指出交流电网阻抗和系统延时环节对VSC直流端口阻抗特性的影响会降低系统直流侧稳定性。基于系统控制回路和交直流耦合关系的分析,明确了直流侧阻抗特性的关键影响因素,进一步提出一种有源阻尼重塑方法提高了系统直流侧稳定性。最后构建交直流混合供电系统仿真模型,验证了所提稳定性分析和有源阻尼重塑方法的正确性。

基于50Hz倍频倒谱系数与门控循环单元的变压器偏磁声纹识别

电力变压器运行中的声音信号包含大量变压器运行状态信息。该文提出一种基于50Hz倍频倒谱系数和门控循环单元的变压器直流偏磁声纹识别模型。首先,利用基于相似矩阵的盲源分离算法、幅值相位波动性法分别去除原始声信号中的瞬时性干扰信号和持续强干扰信号;然后,针对变压器声信号的特点提出50Hz倍频倒谱系数,用于声信号特征量提取;最后,使用500kV敬亭变的直流偏磁声纹数据对深度神经网络中的门控循环单元网络进行训练和超参数优化。算例研究结果表明,相较于传统声信号识别算法,所提方法能更好地对直流偏磁状态进行识别。

基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电控制系统设计

为了设计并搭建基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电(MMC-MTDC)控制系统。首先分析了模块化多电平换流器的基本原理,并基于此基本原理设计了阀组级控制器以及采用矢量控制的换流站级控制器。接着,设计了适用于MMC-MTDC的直流偏差控制器;最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件中对所设计的控制系统进行仿真分析。仿真结果表明:控制系统实现了换流站的功率控制与交流电压控制,并且使得换流站具备了孤岛供电能力;在定直流电压换流站故障退出运行后,后备定直流电压换流站能够自动实现直流电压的偏差控制;各级控制器间的相互配合使得所构建的MMC-MTDC系统稳定、可靠地运行。

新型纳秒级探地雷达脉冲源设计

针对超宽带探地雷达脉冲源的要求,提出并验证了一种利用FPGA触发来合成彼此有任意延迟的窄脉冲波形合成方法。研究和实际设计了一种提高脉冲源性能的新型宽范围输入输出的线性直流电源,并利用此电源制成了适用于多种雪崩管为核心的宽范围纳秒级脉冲源,给出了脉冲源各个单元的设计、及雪崩三极管的筛选及老化处理方法。在50Ω负载上得到了脉宽在2～50 ns、幅度在20～180 V的多种超宽带窄脉冲,并对多种雪崩管的雪崩性能进行了对比,给出了集电极充电电容与脉冲幅度和宽度的关系。

基于TPS54340的多功能数控电源

设计并实现了一种基于DC/DC转换器的多功能数控直流电源,将12~30 V的输入波动电压变换为3.3~10 V的稳定电压输出,并通过电流串联反馈实现恒流,使该电源具备稳压源和恒流源功能;单片机作为核心实现数字化控制,通过2片12位高精度D/A转换器分别控制稳压源和恒流源的输出,并可由键盘设定输出数值,还能步进调节。该电源输出稳定、纹波小、效率高,可作为中间级DC/DC转换电源或特种电源使用,有较高的实用价值。

基于循环平稳度准则的多路雷达信号识别算法

在日益复杂的电磁环境中分选识别出雷达信号,是电子对抗发挥功用的先决因素。关于雷达信号调制样式与信号参数的先验信息有限,难以为信号分选提供充足的情报支撑,且信号交叠严重制约着信号分选的效能。将上述需求转换为盲源分离问题,通过Givens变换构造高阶分离矩阵,将适用于两路信号的基于3阶循环量的循环平稳度(DCS)盲源分离算法拓展到适用于具有不同循环平稳频率的多路信号。通过理论推导证明了该方法的可行性,并推导出构造Givens矩阵参数确定的方法。利用循环平稳理论提取雷达信号在循环平稳域的特征,结合DCS分离准则进行仿真验证。仿真结果表明,该算法能够实现对多路雷达信号的有效分选。

基于STM32的便携式数控直流电源设计

针对传统直流电源存在的缺点,设计了一种基于STM32的便携式数控直流电源,采用转换效率高、外围器件少的集成稳压芯片TPS5430作为功能核心,能够以恒压/恒流两种方式运行。STM32作为控制核心,通过D/A转换器控制恒压源和恒流源的输出,通过A/D转换器测量输出电压和电流并对输出进行软件补偿。该电源采用触摸屏设定并显示输出数值,操作简单、输出稳定、效率高、纹波小、携带方便,可用于学生课堂实验、课下实践活动以及电子系统的测试等领域,具有广泛的应用价值。

交直流双制式列车过分相暂态过程仿真研究

交直流双制式牵引供电系统可满足铁路线路与城市轨道交通线路互联互通的需求。以国内首条交直流双制式线路(重庆市郊铁路跳磴至江津线)为例,建立了双制式列车通过锚段关节式电分相过程的等值电路模型及双制式列车过分相过程仿真模型,分析了列车通过锚段关节式电分相时的暂态特性,并提出了抑制过电压的具体方案。对江跳线进行仿真,结果表明:列车通过锚段关节式电分相时在交流和直流接触网分别产生了64.11 kV和13.83 kV的过电压,该过电压大小与交流接触网的电压相位角和谐波有关。加装阻容保护器能够有效抑制列车通过关节式电分相时产生的过电压。

云广±800kV直流落点穗东对广东中北部地区电力系统的影响

广东中北部电网火电装机相对较少,落点穗东换流站的云广±800kV直流双极投产后,该电网的水电比例进一步提高,区内电源结构性调整需求增加。针对云广直流双极停运损失功率较大的情况,分析了云广直流对受端近区网架结构的要求及对中北部电网供电的影响。结果表明,广东中北部电网有必要推进骨干电源的建设和电源结构调整,提高近区电网供电的适应性,才能更好地发挥云广直流的输电功效。

线源直流电法有限元二维正演模拟

直流电法勘探中,三维点源正演计算复杂、计算量大,虽进行傅里叶变换可转化为二维点源,但相比二维线源计算还是复杂。基于Matlab编程,采用第一类边界条件,给出了线源直流电法二维有限元数值解法,通过与均匀半空间理论值比较,验证了计算结果的正确性;再建立高阻、低阻地电模型,并采用单边供电和双边供电分别对其响应进行比较和分析,得到了相应的视电阻率断面图。结果表明单边供电可以准确反映异常体在纵向上的位置,而双边供电更能准确反应异常体的横向位置和形态。论文研究为生产实际提供了理论依据。