基于GaN HEMT的1.5-3.5GHz宽带平衡功率放大器设计

阐述了基于GaN HEMT的宽带平衡功率放大器的设计与实现方法:采用Lange耦合器构建平衡功率放大器结构,采用多节阻抗匹配技术设计输入/输出匹配网络,实现功放宽带特性(1.5-3.5GHz);采用与Si热膨胀系数接近的AlSiC散热载片,克服管芯与载片热稳定系数不同引起的热稳定问题,并采用脉冲工作模式进一步减小功放发热量.制作实际功放模块用于测试,在1.5-3.5GHz频带内,功放线性增益大于12dB,增益平坦度为±0.4dB,饱和输出功率大于8W,漏极效率为56%-65%.实验测试结果与设计仿真结果有较好一致性,验证了设计方法的正确性.

计及不平衡功率最优分配的直流电压斜率控制策略研究

针对多端直流输电(multi-terminal HVDC transmission,MTDC)系统中负荷变化引起功率分配不平衡问题,该文提出计及不平衡功率最优分配(optimal unbalanced power allocation,OUPA)的直流电压斜率控制策略,采用包含处理层和执行层的分层控制方式。通过处理层建立OUPA数学模型,该数学模型以产生不平衡功率后额外产生的发电费用最小为目标函数,以线路容量、发电机容量、换流站容量及功率平衡为限制约束,应用拉格朗日乘子法求解模型最优解,通过执行层实现OUPA。在Matlab/Simulink平台搭建5端电压源型变换器MTDC仿真模型,分别对MTDC系统在正常工作、某一端换流站功率发生突变、某一端换流站退出运行等3种工况进行仿真。结果表明,该方法在非故障工况下的发电费用显著降低,在故障工况下直流电压保持稳定,功率平衡,控制结构简单,鲁棒性强,易于实现。

基于节点不平衡功率的病态潮流算法

提出了基于节点不平衡功率的病态潮流算法,将潮流方程转换为非线性规划的形式,与普通的潮流计算相比较,计算量增加不大;对于由潮流计算初值不合理、潮流方程无可行解等因素引起的潮流病态现象有很好的收敛性.经过IEEE-30节点系统在几种情况下的计算比较,证明该算法是非常有效的.

基于GaN HEMT的0.8～4 GHz宽带平衡功率放大器

基于Ga N高电子迁移率晶体管（HEMT）技术,研制了在0.8-4 GHz频率下,输出功率大于50 W的宽带平衡式功率放大器。采用3 d B耦合器电桥构建平衡式功率放大器结构;采用多节阻抗匹配技术设计了输入/输出匹配网络,实现了功率放大器的宽带特性;采用高介电常数Al2O3基材实现了小型化功率放大器单元;采用热膨胀系数与Si C接近的铜-钼-铜载板作为Ga N HEMT管芯共晶载体,防止功率管芯高温工作过程中因为热膨胀而烧毁。测试结果表明,在0.8-4 GHz频带内,功率放大器功率增益大于6.4 d B,增益平坦度为±1.5 d B,饱和输出功率值大于58.2 W,漏极效率为41%-62%。

基于节点不平衡功率的粒子群潮流转移控制算法

通过将潮流转移的校正控制转化为非线性规划问题,提出了基于节点不平衡功率的潮流转移控制算法。首先将常规优化问题中的功率平衡等式转化为节点不平衡功率,作为优化目标处理,避免了常规人工智能优化算法中必须先满足潮流等式后再优化求解的弊端,提高了计算速度;然后应用信息充分交流的粒子群优化方法求解该模型。为了克服粒子群算法的早熟,采用混沌序列初始化粒子位置,发生早熟停滞时进行混沌寻优,以增强搜索多样性。该方法可同时计及实施过程中的各种约束。系统负荷较重时,常规方法无法使用,但文中所述算法依然有效。利用新英格兰39节点系统验证了该方法的有效性。

一种基于加速不平衡功率快速估算的切机敏感点搜寻方法研究

通过计算绝对动能增量指标可以实现切机敏感点定位。提出根据估算短路故障期间发电机不平衡功率找出切机敏感点的方法。将短路期间的电压分成两部分,一部分是故障前系统潮流,另一部分是故障点等效电动势产生的电压分量。两分量叠加计算出发电机机端电压,再计算出发电机故障期间不平衡功率。根据不平衡功率大小定位切机敏感点。10机39节点系统仿真验证了所换方法的有效性。

基于H桥的光伏并网逆变器不平衡功率控制

针对采用光伏组件独立供电的H桥光伏并网逆变器,提出了一种不平衡功率控制策略,该策略用于解决光伏板直流侧输出功率不均衡问题。该策略通过实时计算三相交流功率获得三相不平衡功率系数,并依据简化调制算法加入占空比修正量使得三相不平衡功率系数趋向期望值。最后,通过Matlab/Simulink仿真和实验验证了该控制策略的可行性和有效性。

动态潮流中两种不平衡功率分配方法的比较

当系统出现功率扰动过后,系统中所有的发电机都将感应该扰动并调整出力。在需要计算扰动后系统的稳态潮流时传统的所有不平衡功率完全由松弛节点(SlackBus)进行平衡的潮流计算方法对该问题不能很好地解决。动态潮流计算与普通的潮流计算方法相比最大的不同即在于对以上问题的处理,当前的动态潮流计算方法在进行不平衡功率分配时主要存在两种思路,即以发电机转动惯量为依据进行分配的方法和以发电机频率特性系数为依据进行分配的方法。但是研究发现不同的分配方法都存在一定的适用条件和适用范围,且不同的分配方法对计算出的系统稳态潮流将产生影响。在此,本文在对推导以上两种分配方法的分配原理的基础上,通过分析与比较,得到了两种分配方法的适用条件和适用范围。最后利用算例仿真验证了不同的分配方法对系统稳态潮流的影响情况。

基于节点不平衡功率的电力系统输电能力分析

通过节点不平衡功率概念的引入,将电网的最大传输能力问题描述成为一个最优潮流模型,改变了过去给定负荷增长方向的假设,使得到的计算结果更有实际意义。并以梯度最优潮流算法进行求解,在处理不等式约束时采用了罚函数方法,而惩罚因子的计算是通过拉格朗日函数的对偶性质来完成的,该方法经过IEEE-30节点系统的检验证明是非常有效的。

适用于海上风电接入的多端柔直网内不平衡功率优化分配控制策略

针对海上风电场接入的基于电压源变流器的多端柔性直流输电系统中风能波动频繁引起的功率不平衡问题,提出一种考虑不平衡功率经济分配的自适应、分层改进电压下垂控制策略。详细推导了换流阀侧物理量所表示的不平衡功率产生后附加发电费用的等效表达式。基于公共直流参考电压和等效附加耗量成本的微增率曲线,所设计的控制策略能够在不依赖通信和中央控制的情况下,自适应实现不平衡功率的经济分配。结合控制特性分析和稳定性分析研究了控制器参数的选取原则。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建了辐射状4端柔直模型,验证了改进控制策略的有效性。仿真结果表明,该策略在正常工况下的附加发电成本显著降低,在故障工况下仍可维持直流电压稳定和有功功率平衡。

一种孤岛微网中均分不平衡功率的控制方法

针对传统下垂控制不能均分不平衡功率的问题,提出一种基于小信号注入的控制方法,可以实现不平衡功率的均分。该方法由传统的P-ω,Q-E下垂控制模块、负序虚拟阻抗控制模块、以及不平衡功率到小信号频率(S_U-ω_(as))所建立的下垂控制模块三部分组成。传统下垂控制模块用于实现有功功率和无功功率的均分;负序虚拟阻抗控制模块可以调节不平衡功率在并联逆变器之间的分配;S_U-ω_(as)下垂控制模块可以自动调整负序虚拟阻抗幅值的大小,保证稳态时不平衡功率完全均分,或者按照各台逆变器的容量均分。该控制方法各台逆变器之间不需要任何通讯,也无需测量线路阻抗。仿真及实验结果验证了该方法的有效性。

基于储能调度模式的微电网不平衡功率平抑两阶段优化方法

依据2阶段优化理论提出基于储能调度模式的微电网不平衡功率平抑方法,第一阶段以微电网综合平抑成本最小为目标,计及必要约束条件,其中储能电站不平衡功率平抑量通过储能充放电虚拟成本收益模型制定;第二阶段以第一阶段制定的储能电站不平衡功率平抑量为基础,制定储能电站内各个储能的不平衡功率分配方案。通过引入群体反向学习机制和混沌搜索对基本帝国竞争算法进行改进,并采用改进帝国竞争算法对所建立的模型进行求解。最后通过一个算例验证了所提方法能够在有效维持微电网系统功率平衡的前提下,降低不平衡功率平抑成本,具有较好的经济效益。

关于转子不平衡功率的讨论

针对暂态能量函数法使用的势能概念在物理意义上的疑问，从发电机原始转子运动方程和经典转子运动方程出发，讨论转子不平衡功率对时间积分的物理意义。

基于不平衡功率单元并联的光伏并网逆变器研究

提出一种基于不平衡功率单元直接并联技术的1MW并网逆变器拓扑结构,可有效解决大功率逆变器在低功率条件下的效率和电能质量问题。详细论述了基于不平衡功率单元并联的1MW并网逆变器的特点及工作原理,并针对不平衡功率单元并联产生的环流问题,提出了控制策略的解决方案。基于MATLAB软件对并网逆变器进行了仿真验证,仿真结果表明逆变器能够有效提高低功率条件下的效率及电能质量,并抑制不平衡功率单元间的环流。

2~6 GHz 100 W高效率平衡式功率放大器的研制

为解决传统宽带大功率放大器工作效率低的问题,采用新型电阻电抗连续B/J类功放模式拓展晶体管高效率的输出负载阻抗空间,从而提高宽带功放的漏级输出效率。提出了一款基于0.25μm栅长的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)的平衡式功放。该功放将LC匹配网络和切比雪夫阻抗变换器相结合实现GaN HEMT器件宽带输入输出阻抗匹配,并利用3 dB Lange耦合器实现宽带平衡式功率合成。在连续波测试条件下,该平衡式功放在2~6 GHz频带内输出功率大于100 W,漏极效率大于45%,功率增益大于9.0 dB,抗负载失配比优于5:1。

基于有功功率修正的MMC串联结构微电网相间功率平衡控制策略

针对孤岛不平衡负载下模块化多电平变换器(MMC)串联结构微电网系统中微源输出功率波动,引起的相间功率不平衡及运行不稳定问题,研究了一种基于有功功率修正(Active Power Correction,APC)的相间功率平衡控制策略。基于系统孤岛模式等效电路,对系统输出功率进行了数学建模,并分析了相间功率流动模式。在三相输出电压对称的前提下,根据微源功率及负载功率确定需要修正的功率,设计了环流控制器,对直流环流控制实现相间功率互济。通过仿真验证,该策略能使相间功率自适应动态调节,达到相间功率平衡的目的。

输入串联输出并联型三电平双有源桥变换器功率与电压平衡控制策略

针对三电平半桥型输入串联输出并联(ISOP)型双有源桥(DAB)变换器的各模块参数差异而导致的模块功率不均衡传输问题,该文首先分析多模块功率不平衡原因,然后提出基于三重移相(TPS)调制的串联侧功率平衡策略。针对ISOP系统多模块间参数差异问题,提出多模块参数差异估计方法,该方法无需增加额外的电流或电压传感器,通过注入强制分量作为扰动而采集反映模块差异的特征量变化,对控制量进行补偿实现多模块功率平衡。仿真和实验结果表明,在多种扰动条件下,所提功率平衡方法可实现样机串联侧均压,在输出电压24V工况和10~435W功率范围下,系统在所提控制策略下能明显提高串联侧的电压平衡,工作效率达到90%以上。

刮板输送机电动机功率平衡控制的优化策略研究

刮板输送机作为自动化采掘工作面的主要运输设备之一,其运行载荷是随着运煤量和采煤机运行方向的不同而不断变化的。针对刮板输送机实际运行中出现两侧电机一侧过载、另一侧轻载,影响机器正常运转的问题,在分析刮板输送机两侧电机电流基础上,以电流作为识别信号,计算机尾电机转速调节信号,并提出张力法调速、电机转矩调速等刮板输送机平衡控制策略。通过刮板输送机仿真模拟系统进行仿真试验分析,表明两电机在短时间内即可实现电机功率的快速准确分配。该控制策略可靠有效。

带式输送机启动功率平衡的研究

在当前煤矿的开采中,多应用双电机驱动模式的带式输送机,在其机头和机尾处各有电动机的支持下,利于高效驱动前后滚筒提高带式输送机的连续运输能力.结合带式输送机在启动阶段存在的多电机功率不平衡问题,不利于提高带式输送机的运行稳定性,需要借助带式输送机的vogit模型进行仿真分析,明确功率平衡的影响因素,进而借助优化后的PID控制完成启动功率不平衡问题的处理.基于此,对带式输送机运行情况进行概述,分析了启动功率平衡的影响因素及处理策略,以期可以满足矿企在煤炭运输高效性方面的需要.

煤矿井下带式输送机多机驱动功率平衡智能控制

带式输送机是煤矿井下物料运输的关键设备,多机驱动可以实现大运量和高运输效率。采用智能控制方法实现功率平衡,可以确保各个驱动电机协同工作,避免由功率分配不均导致的效率低下。基于上述需求,设计了煤矿井下带式输送机多机驱动功率平衡智能控制系统。该系统涵盖了调度层和控制层,通过RS-232接口和CAN(Controller Area Network,控制器局域网)总线实现数据传输和电机速度控制。通过对电机功率的监测与采集,设计开环控制及应用自适应参数调整模型,系统实现了在最大负载条件下变频器的稳定运行工作,输出电压和电流维持在额定值附近,证实了系统良好的稳定性和可靠性。