模块化多电平换流器模块冗余优化配置方法

针对模块化多电平换流器(MMC)提出一种模块冗余优化配置方法,该方法主要是从提高系统可靠性和冗余子模块有效利用率以及减少冗余子模块数量这3个目标出发,建立多目标优化函数,进而求解得到最优冗余子模块数量。分析了MMC的拓扑结构及其子模块的工作原理,在研究模块冗余保护方案的基础上,详细给出模块冗余优化配置方法的具体步骤,并将其应用到工程实际中进行分析。仿真结果表明该方法可简单、有效地配置冗余子模块数量,在保证系统可靠运行的情况下,节约成本,验证了该方法的有效性和可行性。

可进化模块冗余软件混合容错模型

为提高软件的可靠性和生存能力,该文提出一种基于进化计算的可进化模块冗余软件混合容错模型。分析了模块化对可靠性的影响,根据程序局部性原理,将模块分为核心模块和一般模块,采用对核心模块进行软件冗余、对一般模块进行时间冗余的混合冗余方法,在降低冗余规模的同时减少对软件性能的影响;实验结果表明,该文可进化模块模型能有效提高软件的可靠性和生存能力。

西门子模块冗余在我厂流化床锅炉DCS的应用

介绍了西门子I／O模块冗余在昆钢师宗煤焦化工有限公司两台40t／h的循环流化床锅炉的配置与实现，以及在实际应用中容易出现的问题及其解决办法。

双网口冗余模块的设计

介绍了双网口冗余模块的基本原理，模块中主要芯片的功能，冗余部分的硬件设计描述及冗余软件的实现，最后对模块的布线提出了要求。

柔性控制器MMC子模块最优冗余数量双重协同优化方法

柔性直流系统中模块化多电平换流器(MMC)的子模块故障影响系统正常运行,可靠性和经济性的相互制约是MMC冗余数量配置优化的关键问题之一.对此,建立含冗余子模块MMC可靠性和经济性数学模型的多目标优化函数,提出一种柔性控制器子模块冗余数量双重协同优化方法.该方法结合权重系数和NSGAII多目标优化算法的优势,在冗余数量取相同选择偏好下,计算得到两者优化结果的交集.以南京某柔性台区直流工程为例,在MATLAB中搭建模型,仿真结果表明所提方法在满足柔性直流系统可靠性的同时,能够显著提高经济性,为实际柔性直流工程中MMC冗余子模块数量配置提供思路.

基于去冗余和双重感知约束的零样本图像识别

零样本图像识别旨在解决样本缺失情况下的图像识别问题。针对零样本图像识别中目标样本的判别性特征不足和域偏移问题,在生成模型的基础上,提出基于去冗余和双重感知约束的零样本图像识别方法。针对目标样本的特征判别性不足问题,首先在生成器端引入视觉中心损失约束,使生成的伪特征类内之间更加紧凑,从而提高伪特征的类间可区分性。其次,在生成器后增加去冗余模块,减少冗余信息的干扰,凸显特征的判别性信息。针对域偏移问题,提出双重感知正则化约束,对真实视觉特征与伪视觉特征进行双重感知约束,使生成的伪特征更接近真实特征。然后利用循环一致性损失对语义解码器生成的伪视觉特征进行语义重构,进一步缓解域偏移。在AWA、CUB、SUN和FLO4个数据集上进行实验验证了本文提出方法的有效性。将提出的方法应用到零样本图像检索任务中,实验结果表明提出的方法具有较好的泛化性能,容易拓展到其他应用中。

基于双重模块化冗余技术的地铁列车逻辑控制单元优化设计

为提高逻辑控制单元(LCU)的可靠性,常规的方法是采用2套设备进行系统级冗余设计。文章从技术经济性和可靠性2个方面综合考虑,在对各种冗余方案进行分析计算的基础上,提出了基于双重模块化冗余技术的优化设计方案。结合具体工况和失效模式,优化了关键模块的冗余方式,重新设计相关冗余硬件和冗余控制算法。通过搭建试验测试平台,对所设计LCU的基本运行能力、故障检测能力、冗余切换能力和通信能力进行了测试,验证了LCU在正常运行下基本功能的实现和在故障情况下对LCU运行保护的冗余切换功能,确保基于双重模块化冗余设计的LCU方案在功能上的完整性和可靠性。

含冗余模块和时域调制信号的多端MMC直流互联系统稳态闭环模型

该文提出可用于模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）主电路关键参数选型、功率运行极限及稳态性能计算分析的多端MMC直流互联系统稳态闭环模型。首先,分析和推导含冗余模块的单个桥臂等效电容表达式;其次,以时域调制信号（包括直流调制信号、基频调制信号的幅值和初相位及二倍频调制信号的幅值和初相位）作为外部输入量,建立含桥臂二倍频环流和任意直流网络拓扑的桥臂电流闭环模型;再次,基于功率平衡原则,等效建立以时域调制信号作为未知量的稳态控制系统模型;最后,将桥臂电流闭环模型与控制系统模型相结合,构建多端MMC系统稳态闭环模型。以一个四端MMC直流互联系统为例,通过电磁暂态模型和该文所提模型进行对比,验证所提稳态闭环模型的精确性,并在此基础上进一步研究冗余模块数对MMC主电路关键参数和稳态性能的影响。所提模型通过简单迭代计算,即可快速精确地评估MMC主电路参数选型、功率运行极限及稳态性能。

模块化多电平变换器改进两段式模型预测控制

基于有限控制集的模型预测控制应用于模块化多电平变换器(MMC)时通常会暴露出计算复杂与交流侧输出电流严重失真等问题。提出一种双矢量优化谐波电流模型预测控制策略,即改进两段式模型预测控制,可减少开关状态组合计算量,进一步优化交流侧输出电流。推导了MMC离散数学模型,并构建无权重因子的代价函数,通过计算实际电流与参考电流包围的最小面积重新定义同一周期内两阶段开关信号的占空比,并引入一种附加冗余子模块的方法抑制桥臂环流,接着提出一种败者树多路归并排序算法均衡电容电压。在MATLAB/Simulink平台搭建三相23电平MMC仿真模型验证该策略的有效性。相比于两段式模型预测控制,所提策略的交流侧输出电流跟踪更加精准,谐波畸变率更小。

ControlLogix系统SRM冗余模块故障诊断及处理

ControlLogix系统广泛应用于油气长输管道的各类控制系统中,如SCADA系统、压缩机UCS控制系统。控制系统搭建时主机架一般为冗余系统,冗余模块1757-SRM在使用过程中会遇到一些问题导致系统停止运行,从而对生产运行带来影响。本文从冗余模块的运行机理和故障诊断两方面阐述处理故障的方法。

考虑子模块相关性的MMC可靠性分析方法

已有的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)可靠性分析方法多数未考虑大量子模块之间(submodule,SM)的相关性,在一定程度上会导致最优冗余配置方案的选取缺乏合理性,因此重点解决考虑子模块相关性的MMC可靠性分析方法问题。首先,建立单个子模块的可靠性模型;其次,考虑同一个MMC桥臂中子模块电压纹波和相间环流等因素对各子模块使用寿命的影响,选取符合这一特殊应用场景的Copula函数,建立MMC各桥臂的可靠性函数。再次,分析考虑子模块相关性前提下不同的子模块冗余配置方案对MMC可靠性的影响。最后,利用Matlab软件编程验证了所提出的MMC可靠性分析方法的正确性和有效性。将Copula函数与数理统计领域的分析方法相结合,所得到的桥臂联合概率分布函数便于后续拓展与改进,为用于直流输电的多电平换流器的可靠性分析方法提供了较强的理论支撑。

计及子模块相关性的混合式MMC可靠性模型研究

现有模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)可靠性研究往往忽略子模块寿命相关性的影响。为此,依托贵州大学城市配电网柔性互联关键设备及技术研究示范工程,以直流配电中心混合式MMC为对象、子模块为单位,采用Gumbel型Copula函数构造子模块串联系统的可靠度函数联合概率分布,并对各个子模块进行可靠度解耦,建立了计及子模块相关性的MMC可靠性评估模型。最后,在MATLAB环境中进行仿真,验证了所建模型的正确性和有效性,并分析了子模块相关性系数、子模块冗余程度以及拓扑结构对混合式MMC可靠度的影响,为后续直流配电中心关键设备可靠性评估及应用提供了理论支撑。

基于LTC4357的工业用冗余电源的设计

在工业现场中常因供电设备的单点故障问题引起设备的损坏,从而对生产造成损失。针对该问题,文章提出了一种基于LTC4357的工业用冗余电源的解决方案,阐述了N+1冗余方式的原理,详细介绍了基于LTC4357的冗余电源中冗余模块的设计,指出了直流稳压电源模块在工业现场应用过程中出现的问题及解决方法,最后给出了冗余电源实物图。实际应用表明,该方案具有一定的可行性。

用于数字化变电站的嵌入式环网模块设计

针对传统变电站过渡到数字化变电站过程中传统交换设备处理速度较低、可靠性能较差和故障恢复时间较长等弊端,提出并设计一种用于数字化变电站系统中的嵌入式环网模块,介绍了该模块的硬件和软件设计方案,并搭建实验平台对其电磁兼容性、电光接口转发、冗余功能进行了测试。测试结果表明该环网模块能够达到变电站自动化系统中的高可用性要求。

压缩空气泡沫系统冗余设计及可靠性评估

面对化工、石油等领域市场占比持续增长的新形势,常规的压缩空气泡沫系统(CAFS)已无法发挥最大程度的灭火作用。为提升压缩空气泡沫系统应用于重大火灾场合的可靠性,在对比不同冗余设计方案的基础上,确定并联冗余路径为CAFS冗余设计的整体思路。对系统硬件中泡沫泵、空气压缩机和可编程逻辑控制器(PLC)中的电源模块、CPU模块及I/O模块均采用双重模块化冗余方式。通过计算分析CAFS冗余设计前后平均故障间隔时间(MTBF)、平均故障修复时间(MTTR)和可靠度(R)三种可靠性指标的变化,评估冗余设计对CAFS可靠性的影响。评估结果表明,双重模块化冗余设计使CAFS可靠性明显提高,满足大型工业设备高可靠性的工作要求。该研究成果为今后CAFS运行效率提升和自动化发展提供理论支撑。

一种模块化多电平换流器分布式均压控制策略

应用于柔性高压直流输电领域的模块化多电平换流器,其桥臂级联功率模块数量通常多达数百个;而现有的阀控系统电容排序均压策略存在运算量大、硬件实现困难等问题。针对该问题,首先提出了一种分布式模块电压均衡控制策略;然后通过将桥臂中的功率模块分组,把桥臂电容电压平均值作为参考值。分组模块电压平均值作为反馈值,对各分组功率模块导通数动态调整,在保证电压均衡效果良好的前提下,有效降低控制系统处理器的运算量。该策略中所有功率模块均能实现故障冗余,而不会降低换流器整体冗余能力。最后在PSCAD/EMTDC中构建HVDC系统进行仿真验证,仿真结果证明了该策略的正确性和有效性。

基于动态调节的MMC故障子模块替换策略

为了更加高效和快速替换模块化多电平换流器的故障子模块,提出一种基于动态调节的冗余子模块投入策略。利用冗余子模块进行了电压补偿,同时在每个控制周期内对替换子模块的导通时间进行了限幅控制,有效地避免了替换子模块投入充电过程中系统直流侧电压偏离正常值问题和直流侧由于替换子模块投入产生的较大有功电流冲击问题。仿真表明,该策略能极大地抑制冗余模块投入带来的交流输出侧电压波动,并有效抑制直流侧有功电流的冲击。

基于钳位开关电容的高频模块化直流变压器

直流变压器是构建直流配电网的核心设备。鉴于此,为了促进直流配电网的工程化进程与运行可靠性,提出一种基于钳位开关电容的高频模块化直流变压器方案(clamping switched capacitors-based high-frequency modular DC transformer,CSC-DCT)。相比于传统的直流变压器,该文所提的方案不仅集成了原有方案的功率密度高、体积小、运行噪音低、高低压侧隔离等优点,同时也克服了原有方案应用时的众多不足,是一个集冗余子模块设计功能、直流故障处理能力、灵活控制方法、升降压型高频链电压调节能力以及单步直接电压变换功能于一体的换流开关一体化直流变压器。同时,为了更好地利用CSC-DCT的优势,对CSC-DCT的子模块基本调制策略、直流故障处理策略、冗余子模块在线切换策略、控制系统架构及电流、电压以及传输功率特性等进行详细的分析与研究。实验结果验证了该文所提的CSC-DCT及其控制策略的可行性与有效性。

双路冗余供电模式在天然气输配系统中的应用

以某天然气调压站场站供电电源单点设备故障导致站控系统停机影响供气为例,通过研究站控系统供电结构及其方式,提出了采用双路市电加双路直流电源装置供电模式,对原有单路市电单台UPS加双路直流电源装置供电模式优化改造,并经冗余供电模块协同供电的技术方案。经验证测试表明:该方案结果达到预期,并有效提高了自控系统供电的可靠性与可用性。

图尔克--BL20冗余电源

近日，图尔克将推出BL20I／O系统的冗余电源概念。这款冗余电源可以在不需要任何多余操作的情况下安装到总线系统中，因此可以确保整个系统的可靠性。如果一个电源或模块出现故障，冗余模块将会自动将另外一路电源切换至网络从站。