高压直流输电交流滤波器与交流系统最大并联阻抗的分析与计算

作为高压直流输电的重要组成部分,交流滤波器在抑制谐波和无功补偿方面发挥着巨大的作用。在滤波器的设计中需要进行性能和稳态定值计算,二者都需要得到滤波器阻抗与系统阻抗的并联阻抗最大幅值,以计算最大谐波电压畸变和滤波器元件的最大电流应力。将拉格朗日乘数法引入到滤波器阻抗与系统阻抗的并联极大值计算中,首先从理论分析的角度证明,在系统阻抗和滤波器阻抗的电阻值均不为负时,并联阻抗极大值点位于系统阻抗区域的边界线上。然后,提出目前常用的系统阻抗区域类型的并联阻抗极大值点的计算方法,并给出相应的求解公式,最后利用仿真分析法验证本文算法的有效性。对比结果表明:所提出的方法在计算精度方面有较大优势,比利用找谐振点法得到的结果更加符合实际工程的要求。

碳纤维增强复合材料电磁涡流无损检测方法的并联阻抗模型分析

通过建立电涡流激励下碳纤维织物的并联阻抗模型,研究碳纤维增强复合材料(CFRP)表面不同的几何缺陷对阻抗模型中并联阻抗和谐振频率的影响.通过实验对传感器线圈几何特性进行了优化,提高了检测的准确性.实验结果表明:在并联阻抗模型中线圈探头的阻抗会随着CFRP表面的缺陷面积大小、深度的增减明显变化且呈正比关系变化,应用该方法可有效检测出具有各向异性的CFRP表而后缺陷并对缺陷进行量化.研究成果对合理评估CFRP构建服役可靠性具有参考价值.

突出电极对四杆型RFQ腔体并联阻抗及场平整性的影响

中国科学院近代物理研究所正在进行等离子体直接注入方案的研究,以便为重离子物理研究提供稳定可靠的高流强束流。由于工作频率较低,用于等离子体直接注入方案的RFQ腔体采用了适合于低频的四杆型结构。在完成束流动力学设计的前提下,研究了RFQ腔体支撑臂的各参数对并联阻抗的影响。由于突出电极之间存在着一定大小的电容,会对腔体的性能产生影响,为使腔体达到最优化的设计,进行了突出电极对并联阻抗及场平整性的影响的研究,并给出了突出电极的取值范围。

直驱风电场经柔直并网的虚拟并联阻抗次同步振荡抑制策略

采用V/F控制模式的柔直换流站接纳直驱风电场是典型的电力电子化互联系统,可能存在次同步振荡风险。为探究影响该系统次同步振荡的关键因素,该文基于状态空间建模方法,分别建立了考虑模块化多电平换流器(modular multilevelconverter, MMC)内部动态特性和锁相环(phase-lockedloop,PLL)动态特性的网侧电压源型换流器(grid side voltage source converter,GSVSC)性化数学模型。分析了风电场有功功率和PLL参数对GSVSC导纳矩阵的影响以及有功功率、定交流电压控制器和环流抑制控制器参数对MMC输出阻抗矩阵的影响。基于广义Nyquist稳定性判据,研究了影响系统稳定性的关键因素,提出了在MMC控制系统中加入虚拟并联阻抗的阻尼控制策略,并对控制器的参数选择范围进行了解析计算。最后,电磁暂态仿真模型验证所提策略的有效性以及参数解析的正确性。

多并联阻抗传输线受激响应分析

对具有多并联阻抗的传输线,本文讨论了平面波电场极化方向与并联阻抗和末端阻抗平行时,传输线的末端响应问题,并给出了通用的分析公式.

并联微穿孔板吸声结构研究

分析不同共振频率的微穿孔板吸声结构并联的结构模型,并计算了其组合吸声系数。理论计算结果与采用SYSNOISE软件,根据GB/T 18696对并联的微穿孔板吸声系数进行仿真实验得到的结果及已有实验数据进行对比。结果表明,该文中并联微穿孔板吸声结构的声阻抗率及组合吸声系数的计算方法是可行的。

一种用于优化LC-DAB级联系统稳定性的虚拟阻抗控制技术

将LC滤波器级联在双有源桥(DAB)变换器输入端,可改善输入电流质量,但DAB变换器和LC滤波器之间的相互作用易导致LC-DAB级联系统出现振荡现象。该文首先建立DAB变换器的状态空间平均化小信号数学模型,推导LC-DAB变换器的输入和输出阻抗模型以用于预测级联系统稳定性。基于此,采用有源阻尼的优化思路,分别提出基于LC-DAB变换器一次侧电容电压的并联虚拟阻抗和一次电流的串联虚拟阻抗控制策略,从而使得级联系统在全功率范围内均能稳定运行。实验结果证明,该阻抗模型及所提控制策略的有效性及正确性。

馈线阻抗虚部呈感性对发射机的影响及调整

本文介绍了馈线阻抗虚部感抗偏大对发射机的影响,并通过对事故的分析、判断、调整过程,详细说明了DX-200中波发射机π网络阻抗匹配原理,输出匹配网络的调整方法。

强流回旋加速器综合试验装置谐振腔关键高频参数的测量方法研究

射频谐振腔体的特征参数,包括谐振频率、品质因数和并联阻抗等,对加速器的物理设计和束流调试具有重要的参考意义,是衡量射频系统性能的重要指标。其中,等效并联阻抗的准确测量,是确定加速电压的峰值与分布的有效途径,其难点在于测量方法或对局部电磁场有扰动,或信噪比较低。论文通过应用研究的方法,由二端口无源网络散射参数的定义出发,设计了先进的测量方案,采用了特殊设计的阻抗探针,获得了强流回旋加速器综合试验装置的加速电压分布。同时使用同样的方法,对100 MeV回旋加速器金属实验腔体的电压分布进行了实验研究,该结果与三维计算机仿真结果对比,相对误差小于1%。

一种新颖的缺陷地微带线低通滤波器

传统的微带线低通滤波器尺寸偏大，阻带较窄，针对此问题提出了一种新型微带线低通滤波器，该滤波器由半圆型缺陷地结构（S-DGS）单元和半圆型阶梯阻抗并联枝节（S-SISS）级联而成．分析了S-DGS和S-SISS的参数变化对其带阻特性的影响，建立了微带线滤波器的等效电路模型．该滤波器结构紧凑，3dB截止频率为2．7GHz，阻带为4～16GHz，比传统缺陷地结构滤波器阻带拓宽了20％．测试结果与仿真结果吻合较好，验证了所设计滤波器的可靠性．

基于SISS结构的DGS微带低通滤波器研究

缺陷地结构(defected ground structure,DGS)是在平面微波传输线接地金属板上通过刻蚀周期或非周期的形状,通过改变电路衬底材料的有效介电常数,实现改变微带传输线的等效电路.传统的DGS微带低通滤波器阻带较窄,且阻带抑制特性较差.针对这一问题,对DGS的电路结构进行深入的研究.采用矩形缺陷地结构(R-DGS),并引入矩形阶梯阻抗并联短截线(R-SISS)和半圆型阶梯阻抗并联短截线(S-SISS),设计完成了两款基于SISS结构的DGS微带低通滤波器电路.试验结果表明,新型DGS电路技术可以有效地改善通带内的射频传输特性,拓宽阻带带宽,增加阻带抑制,实验测试取得了较好的结果.

一种新型超宽带带通滤波器的设计与实现

传统的超宽带带通滤波器阻带较窄,不能有效抑制谐波。为了抑制超宽带系统中的高次谐波,进一步提高接收机的灵敏度,在分析叉指谐振器、半圆型缺陷地结构和阶梯阻抗并联枝节结构的基础上,设计了一种新颖的超宽带带通滤波器,该滤波器具有较好的阻带特性。最后使用Agilent N5230A矢量网络分析仪对其进行测试,测试结果表明该滤波器工作频带为3.1～10.6GHz,通带内插损小于1.5dB,上阻带的工作频率可以超过18GHz,抑制电平达到-10dB,能有效抑制谐波。

室温CH腔体的单元腔近似优化

CH（cross-bar H-typestructure）结构是近几年提出的一种适用于低β的新型DTL（drift tube linac）加速结构，同IH（interdigital H-type structure）结构相比，CH结构可以工作在更高的频率（150～700MHz）下，从而可以得到更高的输出能量（150MeV）。由于DTL腔体为准周期结构，通过对单元腔的MWS（microwave studio）模拟及优化，得到了工作频率为350MHz，单核能从6MeV到66MeV时的腔体并联阻抗及其它腔体参数，并对腔体单元数对腔体特性参数及谐振频率的影响做了定性分析。分析表明：对于CH结构，其有效并联阻抗远大于传统的DTL结构，对于350MHz的工作频率，在6MeV时将近100MΩ／m，即使在能量高达66MeV时，其有效并联阻抗也大于40MΩ／m；单元腔近似是一种非常有效的分析DTL加速结构的方法，单元腔计算结果和整腔计算结果相比，谐振频率的相对偏差小于1％；对于有效并联阻抗的计算，误差也在10％之内。

一种新颖的微带线低通滤波器

针对传统微带线低通滤波器尺寸偏大、阻带较窄的问题,本文提出了一种新型结构滤波器.该滤波器由半圆型缺陷地结构(Semicircle Defected Ground Structure,S-DGS)单元和圆型阶梯阻抗并联枝节(Circle stepped-impedance shunt stubs,C-SISS)组成.文中首先分析了S-DGS和C-SISS结构对微带线低通滤波器带阻特性的影响,接着给出了微带线滤波器的等效电路模型.该滤波器3 dB截止频率为2.7 GHz,阻带为4～15.0 GHz,比传统DGS滤波器阻带拓宽了20%.测试结果与仿真结果吻合较好,验证了所设计滤波器的可靠性.

基于物理融合的联合仿真技术研究

近年来,基于实时数字仿真器的电气系统功率硬件在环(Power hardware-in-the-loop,PHIL)仿真技术受到广泛关注,其结合了数字仿真和物理模拟的优势,可以有效提高仿真准确性,并缩短仿真系统的开发周期。然而,由于功率接口的不理想性,构建的PHIL仿真系统会存在稳定性问题。基于理想变压器(Ideal transformer,ITM)接口算法的PHIL仿真系统的理论,一种通过在受控电流源的控制信号中引入补偿信号的方法被提出,该方法在抵消并联阻抗带来的分流影响的同时保证了功率硬件在环仿真的稳定性,其对系统稳定性分析的研究可以为满足多尺度系统的联合仿真需求,为实现不同系统的联合仿真提供指导。

隔离型光伏电站漏电流分析研究

介绍漏电流的保护要求,对隔离型光伏电站进行等效和建模,并针对单台发电系统建立漏电流模型展开分析。针对漏电流中的各个成分分别提出对应的处理措施,如对直流分量进行抑制,对工频分量进行提取判断,对高频分量采用并联阻抗来降低漏电流。最后,通过MATLAB仿真计算与实验对比,验证了理论分析的正确性和处理措施的有效性,可为隔离型光伏电站的漏电流分析及处理提供参考。

基于S-DMS的谐波抑制双通带滤波器

在传统微带线结构基础上利用阶跃阻抗并联短截线SISS(Step-Impedance Shunt Stubs)的带阻及慢波抑制特性,提出了一种新的基于SISS缺陷微带线结构S-DMS(SISS Defected Microstrip Structure),利用该结构设计制作了具有谐波抑制功能的双通带滤波器。采用HFSS进行仿真优化,在此基础上进行了实物加工,获得了通带中心频率为3.5 GHz,8.5 GHz,插入损耗分别为0.45 d B,2.7 d B,3 d B带宽分别是550 MHz,260 MHz,带外最大抑制小于-40 d B的实测结果,与仿真结果相当吻合。结果表明该双通带滤波器具有良好的谐波抑制能力、小带内衰减和宽且深的阻带特性。

基于ZM综合负荷模型地区电网静态电压稳定分析

提出一种适用于地区电网静态电压稳定分析计算的改进奇异值分解法。该方法在形成雅可比矩阵时，考虑了ZM综合负荷模型的稳态特性对电压稳定的影响，通过对扩展雅可比矩阵进行奇异值分析，得到弱稳定节点和静稳裕度。通过算例仿真验证了该方法的有效性和合理性，算例结果表明考虑动态设备的稳态特性后的分析结果更能反映电网的真实状态，从而有利于电压稳定控制决策。