阻性负载交流故障电弧放电能量研究

为计算阻性负载电路交流故障电弧放电能量,搭建低压交流故障电弧试验平台,在不同电阻大小条件下,采集电弧电压与电流,并分析交流电弧特性,利用能量守恒定律计算半工频周期电弧放电能量,讨论电路电阻与半工频周期电弧电气参量和放电能量大小的关系。研究表明:随电路电阻变大,单位电弧的等效电阻变大、有效电流变小、放电能量变小;稳定燃弧单位电弧有效电流大于不稳定燃弧单位电弧有效电流,其等效电阻和放电能量相反。最后得出电路电阻与单位电弧放电能量的函数关系式,从而评估其引燃易燃易爆气体或液体蒸气的能力。

SPWM模式下逆变器中IGBT结温的快速评估方法

为了提高采用正弦脉冲宽度调制(SPWM)方式的逆变器中绝缘栅双极晶体管(IGBT)结温的仿真计算速度,采用高斯赛德尔迭代法对IGBT结温计算进行了研究。分析了开关周期的结温计算方法,然后使用迭代算法计算了工频周期的结温,并且将该计算方法与利用电热耦合模型仿真得出的结温和利用光纤测量实验得到的结温进行对比。结果表明:在保证精度的同时,同样是获取40 s时间的结温,仿真大约需要15 min时间,而结温迭代算法只需要20 s时间,其计算速度要比仿真快将近50倍。结温迭代法计算速度的提高,满足了逆变器中IGBT模块长期结温评估的要求,对于完成IGBT的寿命预测具有重要意义。

带并联电抗器的超高压输电线路单相自适应重合闸新算法

带有并联电抗器的超高压输电线路发生单相故障两端跳闸后,断开相恢复电压的组成成分在瞬时性故障时比永久性故障时多了一项自由分量,因此通过对断开相恢复电压在一个工频周期内进行积分就可以区分两种不同性质的故障。该判据原理简单,灵敏度高,实际操作方便,判断时间快,有效地解决了现有判据判断时间长的问题。大量的仿真实验验证了所得结论的正确性。

一种简单实用的电能质量扰动检测方法

提出了一种简单实用的电能质量扰动检测方法:首先对原始信号做差分处理,通过监测差变信号中的突变起始点,检测是否有扰动出现;接着分三种情况检测扰动的持续时间;然后在存在扰动的区域内应用快速傅里叶算法计算扰动幅度。各种扰动信号的仿真结果表明,该方法快速、准确,有较高的实用价值。

电喷发动机节气门故障实时诊断方法研究

针对传统的电喷发动机节气门故障诊断方法存在故障误判的问题,提出了基于统计模量分析的电喷发动机节气门故障实时诊断方法。对电喷发动机节气门故障信号进行预处理,使用小波变换对故障信号最大值处的模极大值进行滤除,完成对故障定位信号的特征提取;对单个电喷发动机节气门故障信号变量的统计模量进行计算,提取出电喷发动机节气门故障信号批次轨迹分布特征,运用故障信号批次轨迹分布特征来判断控制限,将统计量值与控制限进行比较,完成对电喷发动机节气门故障的诊断。实验结果表明,所提方法与传统方法相比,可以精确地诊断出电喷发动机节气门故障,且诊断效率较高。

基于GaN的图腾柱无桥PFC控制策略

针对图腾柱无桥PFC在CCM工作模式下高频管温升高和电压过零点畸变问题,提出了一种半周期高频半周期工频的数字控制策略。将功率开关管替代传统图腾柱拓扑中的二极管,分析了改进后拓扑的原理和模态,构建了拓扑电路的小信号模型,应用基于无差拍控制原理的电压前馈双闭环控制,搭建了一台400 W的AC/DC实验样机验证该控制策略的有效性。结果表明,当输入176~264 V交流,输出400 V直流时,整机峰值效率97.9%,满载自然冷却下最高温度点80℃,输入电流THD达到2.9%。在满足高效率下该控制策略较传统控制策略能够更好实现器件温度均衡和输入电流正弦度。

基于H_(4)结构逆变器在不同调制方式下的性能比较

针对传统双极性调制和单极性调制方式在效率、总谐波失真THD(total harmonic distortion)以及电磁干扰等方面的问题,提出上慢下快调制方式和半周期工频半周期高频调制方式2种新控制策略。上慢下快调制方式在较高电压和电流上升率的工况下,对于驱动电路以及主电路中的杂散电感、电容的电磁干扰影响,能够有效抑制。半周期工频半周期高频调制方式在调制波(正弦波)过零点处无SPWM突变,有效改善输出电压过零点振荡的问题。在Matlab/Simulink仿真平台验证了4种调制方式的可行性。最后通过实验研究,结合效率、THD这2个参数进行对比分析,比较4种调制方式的性能,通过实验数据得出所提控制策略较传统调制方式在效率、总谐波含量以及电磁干扰等方面均有改善,证明了所提控制策略的可行性与有效性。

大规模风电汇集系统短路电流计算易法研究及应用

我国风电主要采取“大规模集中式开发,高电压远距离输送”的开发模式,大规模风电集中接入弱端电网给电力系统的安全稳定运行带来了挑战,对于大规模风电汇集系统短路电流开展准确评估的需求十分迫切。针对目前电力系统仿真软件无法准确评估风电短路贡献的现状,本文提出了一种系统化的大规模风电汇集系统短路电流计算方法,分别从机-场-网3个维度对主流风电系统的故障特征进行理论和仿真分析。算例结果表明:本文所提计算方法准确高效,具有很好的工程应用前景。