基于陷波器的构网型换流器同步频率谐振抑制策略

随着电力系统中新能源占比的增加,传统电网的强度越来越弱,短路比降低,导致基于电压定向的跟网型电压源型换流器(VSC)的稳定性变弱。为了解决跟网型VSC连接弱网时的稳定性问题和功率传输极限问题,基于功率定向的构网型VSC得到广泛关注,尤其是采用功率同步控制(PSC)和虚拟同步机(VSG)控制的并网VSC,因结构简单而迅速发展。然而,考虑电网和线路等值电感动态时,构网型换流器在感性网络的等效电阻较小时易发生一种同步频率谐振(SFR),导致系统失稳。该文主要以PSC-VSC为研究对象,通过建立小信号模型分析其发生SFR的机理,发现除了线路电阻小之外,非最小相位效应是引发SFR的另一个原因。为了抑制这种同步频率谐振,该文提出采用陷波器的谐振抑制方法,与采用低通滤波器方法(等效VSG控制)相比,该文所提方法对控制参数更具有鲁棒性,同时能提高系统的带宽。最后,建立实验平台,通过物理实验验证该文所提出控制策略的有效性。

基于虚拟同步发电机控制的并网变流器同步频率谐振机理研究

虚拟同步发电机控制策略是解决高渗透率新能源并网问题的有效方案之一。然而,不同于传统同步发电机,变流器模拟的虚拟同步发电机因其快速灵活的调节能力可能引发同步频率谐振现象。通过建立精确的虚拟同步发电机动态模型,分析得到同步频率谐振现象是由电磁磁链的动态过程引入;基于此谐振在控制参数设计不合理时会带来稳定性问题,提出2种阻尼控制的策略来抑制同步频率谐振现象。最后,通过搭建8 k W实验平台,验证了虚拟同步发电机中的同步频率谐振现象及所提阻尼控制策略的有效性。

可控串补次同步频率等效阻抗特性的机理分析

利用小信号分析法,在可控串补(thyristor controlled series compensation,TCSC)的工频电流源上叠加一个微小次同步频率分量的电流源,采用数值分析方法获得次同步频率电容电压的时域仿真曲线;在此基础上分析次同步频率电容电压在晶闸管导通前后的变化规律,推导TCSC次同步频率等效阻抗的解析表达式。结果表明通过解析法求得的次同步频率等效电抗与数值方法获得的特性曲线变化趋势基本吻合;根据对解析表达式的分析,研究晶闸管导通对次同步频率电压的调制作用随导通角增大的变化过程,从周期调制作用角度解释TCSC次同步频率等效阻抗特性形成的机理。

TCSC次同步频率阻抗特性及其抑制SSR的参数设计

正确分析TCSC次同步频率阻抗特性是研究TCSC抑制次同步谐振(SSR)能力以及进行TCSC参数设计的重要基础。基于对TCSC次同步频率阻抗模型的研究,绘制了三维频率阻抗图,分析了TCSC次同步频率阻抗特性,特别提出了次同步谐振导通角的概念。基于内蒙古上都电厂串补输电线路模型,在满足工频基波阻抗调节特性的前提下,根据次同步频率阻抗特性研究了考虑TCSC自然抑制SSR时其主电路参数的设计原则。通过对上述系统各模态频率阻抗特性的综合分析,讨论了TCSC控制参数的选择方法。仿真结果证实了次同步频率阻抗特性分析结果的正确性。

基于FPGA的压控晶振同步频率控制系统研究

晶振时钟信号存在长期稳定度差和累积误差的问题。给出了一种压控晶振同步频率控制系统的设计原理与方法。以FPGA为控制核心,通过秒脉冲高电平持续时间方法判断并消除干扰秒脉冲信号,用1个循环周期内累积偏差频率并计算平均偏差频率,以校准晶振输出信号频率。研究结果表明,该方案是可行的,利用2种方法消除了压控晶振受干扰和晶振存在累计误差等因素的影响,实现控制本地压控晶振输出频率,提高了晶振的长期稳定性,具有一定的实际应用意义。

基于序阻抗的虚拟同步机同步频率谐振现象

针对虚拟同步机(VSG)的同步频率谐振(SFR)现象,鉴于多输入多输出功率耦合模型的不足,通过建立可描述VSG宽频域动态特性的单输入单输出序阻抗模型,提出一种基于序导纳和序阻抗的SFR分析方法,并对单环和多环控制VSG的SFR现象进行对比研究。基于序导纳的极点分布,有效研究SFR与VSG功率环控制参数、虚拟阻抗、内环控制及电网阻抗之间的关系;基于序阻抗的频率特性曲线,对比内环控制引入前后SFR的阻尼特性,从“负阻尼”的角度揭示单环和多环控制VSG的SFR谐振机理;搭建基于RT-Box的实验平台,验证VSG在不同控制方案及不同电网阻抗下的SFR现象,指明VSG控制的优化设计方向。

跳频系统中基于非重复序列的同步频率设计

将由M序列构造的非重复序列与另一不具有非重复性的序列并联得到一组同步频率。该同步频率在非重复序列的周期内也具有非重复性,无需进行检测和置换即可用于跳频同步。进一步改进算法后,在DSP上实现了该算法。计算机测试表明,该算法设计的同步频率能较好地满足跳频系统对同步频率的要求。

基于暂态虚拟电阻VSG同步频率谐振抑制策略

虚拟同步发电机(VSG)技术通过模拟同步发电机运行外特性,提高了系统的惯性,成为解决分布式电源高渗透率问题的有效方案之一。然而考虑线路电感磁链的动态过程后,发现功率传输小信号模型存在频率为50 Hz的谐振峰,在线路电阻较小的情况下可能引发VSG的同步频率谐振现象,导致功率暂态过程中的振荡。基于同步频率谐振现象的产生原理,提出基于暂态虚拟电阻的阻尼控制策略来解决该谐振问题。最后通过搭建实验平台,验证了VSG的同步频率谐振现象及暂态虚拟电阻阻尼策略的有效性。

电视行同步频率综合器的研制

叙述了最新研制的一种标准频率综合器。它通过直接接收中央电视台１、２或４套节目的全电视信号，利用行同步脉冲，便可输出人们常用的１０ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１ＭＨｚ、１００ＫＨｚ标准频率信号．经测试，秒级短稳１×１０－９；频率准确度估计可达１０－１２。该设备既能对无线电频率直接进行计量和校准，也可作为标准频率信号源使用。

双基地宽带成像雷达时间及调频率同步方法

双基地宽带成像雷达由于不同源会产生时间同步误差和调频率同步误差。针对这一问题,面向低成本、小型化雷达接收机设计同步方法。针对时间同步问题,提出了直达波触发的收发脉宽非一致时间同步方案,通过使用直达波触发接收窗启用时刻,同时增加接收窗长度和低通匹配滤波,以完成时间同步。针对调频率同步问题,提出了采用吕氏分布对调频率误差进行估计,进而进行补偿,以完成调频率同步。该时间及调频率同步方法基本不需要增加接收机硬件成本,可以适应小型化接收雷达需求。基于小型宽带雷达搭建室内的双基宽带雷达模型,实验实现了双基雷达同步以及数据采集、成像。实验结果验证了所提方法的有效性。

光纤时间频率同步技术及应用

时间是人类目前测量和复现不确定度指标最高的物理量,代表了人类科技发展的最高水平。光纤时频同步技术经过几十年的发展,目前已广泛应用于量子计量、射电干涉测量、定位导航、现代通信、电力电网、高能物理、大地测量等诸多领域,成为人类社会高效运行的重要支撑。得益于光纤时频同步技术的高可靠性和高稳定度,综合原子时“分布式”和“实时性”这一长期存在的矛盾得到了解决。文章介绍了光纤时频同步技术的发展历史、各技术路径的研究现状,以及基于北京地区光纤时频同步网生成的分布式实时综合原子时。在此基础上,指出光纤时频同步的发展重点正从技术研究转为大规模网络化应用,开展基于光网络的多功能、多应用融合研究,实现一体化通信、感知、计算、测量、控制,将是未来的重要发展趋势。

利用CAZAC序列的OFDM频率同步方法

频率偏移估计是OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的关键技术。该文提出了在一个 OFDM符号内利用两个重复的CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation)序列进行频率偏移估计的新方法, 估计范围可达整个OFDM带宽。用于同步的训练序列还可用于信道估计和均衡,这将提高系统的数据传输效率。 此算法同步精度达到了Schmidl提出的Cramer-Rao bound,有效性在AWGN和Rayleigh多径信道下得到了验证。

基于Walsh函数的多频率同步信号合成方法

多频率同步(MFS)激励信号源是实现生物电阻抗频谱多频率快速测量的关键,但目前尚无理想解决方案。通过研究提出了一种基于Walsh函数的MFS信号合成方法,论述了MFS信号的合成原理及合成步骤,并给出了5频率同步信号f(5,t)的合成实例及其FPGA实现方法。傅里叶级数分析表明,f(5,t)在其5个主谐波分量上的幅值较大,其功率之和占据信号平均总功率的73.91%,且具有相同的零初始相位。合成的MFS信号的主谐波个数可根据需要进行选择,且主谐波的频率也可以通过改变FPGA的工作时钟来调整,信号易于调节和实现,是一种理想的、可用于BIS快速测量的多频率同步激励信号源。

电力频率同步网与时间同步网两网合一可行性研究

为满足电力系统对时间和频率同步性能的要求,解决电力时间同步系统独立运行的问题,分析了电力频率同步网和时间同步网在时钟源、节点布局、组网方式等方面的相似性,指出了两网合一的优势条件,提出采用电力频率同步网2 M通道传输时间同步信号的方案,方案中采用精确时钟同步协议(precision time synchronization protocol,PTP)技术和E1/Ethernet协议转换技术。研究了主从时钟之间基于PTP技术传输时间同步信号的时钟偏差算法,及PTP数据包通过E1/Ethernet协议转换器进行格式转换的原理,格式转换时使用延时记录模块记录协议转换时间差,从而实现E1与Ethernet协议转换的时延自动补偿。最后,以SDH网络为基础,搭建频率同步网和时间同步网两网合一的模拟平台,测量结果表明时间信号由网络传输后时间精度可达到纳秒级,满足电力业务对时间精度为微秒级的要求,证明频率同步网和时间同步网两网合一具有可行性。

星载寄生式SAR系统频率同步分析

针对星载寄生式SAR系统对地观测应用背景,详细分析了频率同步误差对双站SAR成像的影响,以法国提出的“干涉车轮”构形为例,对同步误差进行了仿真。提出了一种新的频率同步方法,该方法通过接收主星的直达波信号并进行相关处理,从而得到频率同步误差。计算机仿真结果表明该同步方法的准确性和有效性。

OFDM系统中的定时和频率同步

设计了一种新的训练符号并提出基于该训练符号的一种时频同步方案.利用该训练符号在时域的共轭对称性,对接收训练序列进行移动相关来完成定时同步;利用训练符号在频域良好的自相关性估计整数倍频偏,结合最大似然算法估计小数倍频偏以完成频率同步.理论分析与仿真结果表明,与传统算法相比,所提方案的定时偏移估计精度更高、频率偏移估计范围更大.

星载寄生式InSAR系统频率同步误差分析

频率同步是星载寄生式InSAR系统的关键问题之一。根据频率源的工作特性,建立了一种新的频率源误差模型,并在该模型的基础上详细分析了频率同步误差对双站SAR成像及分布式InSAR高程测量的影响。建立了频率同步误差到干涉相位误差的传递模型,指出了星载分布式InSAR系统对频率源准确度及稳定性的要求,仿真验证了理论分析的正确性,分析结果对星载分布式InSAR系统的设计具有重要意义。

一种利用PN序列的OFDM频率同步

提出了一种利用PN序列进行OFDM频率估计的新方法。在多径信道中,该方法由于利用了多径信号,提高了频率估计精度。仿真结果显示,其频率估计精度能满足Rayleigh信道下中低速运动时OFDM系统的要求。优点是,当合适选择参数,频率估计范围可达十几个子载波间隔,并且频率同步估计范围和精度可以调节。

一种新的卫星通信系统中的载波频率同步技术

针对卫星通信中传统载波频偏估计算法精度低的问题,提出一种新的频偏估计方法。该方法首先利用传统方法在解调前端进行初始频偏估计,然后充分利用译码信息对残留频偏进行进一步估计和补偿。仿真结果表明,该方法可有效抑制传统频偏估计方法带来的残留频偏的波动,减少残留频偏对系统性能的影响,提高了系统译码性能,降低了解调门限,在不占用系统频带的同时,提高了系统功率利用率。

宽带OFDM系统中的频率同步算法与FPGA实现

频率同步是宽带OFDM系统中的关键技术,IEEE802.11a采用OFDM技术,利用其前导序列的重复结构,提出了一种分步的粗细频偏捕获与校正算法,同时为了补偿时域同步后的残余相差和适应信道的时变特性,还提出了一种基于频域导频的相位跟踪方案。通过仿真对算法性能进行了分析,并通过FPGA实现验证了算法在宽带OFDM无线接入系统中应用的有效性。结果表明,算法可以对±2个子载波频率间隔内的载波频偏实施快速捕获与跟踪,估计精度达10-3,满足突发分组传输OFDM系统的快速同步要求。