基于多模式柔性互联的交直流低压配电网优化调度

利用柔性互联装置对配电网进行改造,可实现源-网-荷-储柔性高效互动,解决分布式电源大量接入带来的负载不均衡和电能质量问题。针对低压台区柔性互联,提出了基于多模式柔性互联的交直流低压配电网优化调度模型。首先,考虑背靠背和交直流混联的低压柔性互联装置组网方式,建立柔性互联装置和光-储-充-荷元件的低压模型。然后,基于低压模型,以多层级负载不均衡度、网损、运营成本为优化目标,提出了基于多模式柔性互联的交直流低压配电网优化调度模型,并采用凸优化理论对模型进行凸化和线性化,调用Gurobi求解器得到模型的全局最优解。最后,通过交直流混合低压配电网算例验证了所提模型和求解算法的有效性。

直流低压网络智能化管理系统

文章介绍了直流低压网络智能化管理系统的组成和功能。对直流低压网络实现科学、系统、有效的管理,可确保直流低压网络的运行安全,提高效率并延长蓄电池使用寿命。

某型直流低压网络智能化管理系统的可靠性设计与分析

系统将Micro自动化平台等技术应用到舰船的直流电网控制系统,优化了舰船直流低压网络的配置。为了提高设备的可靠性,在设备的设计与生产过程中采取了简化电路,减少了元器件数量与规格,元器件的降额设计与元器件的筛选,装置的热设计等一系列可行的措施,解决了现役舰艇相关设备存在的一些不足。为了分析和研究直流低压网络智能化管理系统的可靠性,建立了装置各部分之间依存关系的方框图和数学表达式,并在确定系统主要模块部件时,对可靠性定量指标进行了合理的性能分配。

基于单片机与AD7888芯片的直流低压监控电路设计

设计了一种基于51单片机和AD7888模数转换芯片的航空直流系统监控板卡,实现了8路28VDC电压采集,8路270VDC电压采集,8路控制信号输出,4路状态指示以及422通信功能,同时给出部分程序。实际应用表明该板卡具有较高精度,高可靠性,简单通用的特点。

直流低压分时控制彩色LED灯的实现

在一个消费类民用36~42V/3~5W电压供电的LED被控灯光的控制系统中,用时分的方式在硬件层面实现了一个主控单元对20~50个被控对象的低压电力/信号分时集中控制。用工程实际测量的方式确定电路的形势与参数,并且说明了调整依据,在后来的实际产品实施/施工过程中,没有附加总线带来的额外工程施工,没有FSK/OFDM电路带来的成本明显增加,在小数据量并且对成本敏感的民用系统中优势明显,且布线高度简洁,因此易于工程施工,具有较为明显的成本优势。

基于GB、IEC、UL标准的比对及直流低压熔断器分断能力试验方法研究

为了研究GB、IEC、UL标准的差异对低压熔断器分断能力检测上的影响,比对了标准适用对象、分断能力限值、分断能力试验方法等条款,发现在小过电流试验上存在较大差异。分别按GB、IEC、UL标准进行不同预期试验电流、切换时间、预热方法条件下小过电流分断试验,结果显示:熔断器的弧前时间-预期试验电流的曲线在不同预期试验电流下基本重合;交流或直流预热方式测得的弧前时间、分断电压、初始电压基本一致;不同切换时间延长了全压电路时间,但不影响燃弧过程和恢复电压的测试结果。

一种交直流低压线缆查线仪的制作和应用

当前,社会经济的快速发展推动了电力系统的不断进步,电力事业正朝着智能化方向发展,电网建设水平也逐步提高,这对于更好地满足人们的生产及生活需要起到了巨大的促进作用。随着电力事业的发展,电力系统所承受的压力也越来越大,如何降低故障率和提高故障处理效率成为工作重点。在传统的二次设备线缆故障检修过程中,通常需要切断电源开关,并拆除电源线,以保证检修的安全性,但设备与电源屏之间相隔的距离较远,如果标签脱落或电源线密集,就可能出现拆错线缆的情况,从而导致正在运行的业务中断,增加了电网的运行风险。基于此,研制了一种交直流低压线缆查线仪,并对其电路逻辑及工作原理进行了说明。该工具不仅能够快速对所需要拆除的低压线缆进行识别判断,降低误判风险,还能够提高电源线缆故障处理效率。

低压直流微电网新型主动限流器及控制策略

低压直流微电网中直流母线发生短路故障后,现有的被动式保护措施难以有效保护电力电子装置,并且当计及直流线路电感与变流器直流母线侧电容时,常规主动限流器会出现限流电感电流振荡的特性。详细分析了该电流振荡特性产生的机理,探究了系统参数变化对限流电感电流振荡峰值的影响。并提出了一种新型主动限流器拓扑结构及控制策略,该拓扑结构通过增加能量耗散支路,在限流器直流母线侧电容电压产生负压时导通,以此耗散能量,解决了电感电流振荡的问题。通过仿真与实验,验证了所提新型主动限流器对电感电流振荡特性抑制的有效性,且在不同工况下具有良好的鲁棒性。

基于FPGA的新能源低压直流配电系统暂态实时仿真研究

对新能源低压直流配电系统开展暂态实时仿真研究对优化其运行控制具有重要作用。由于现场可编程门阵列(FPGA)内部集成了大量具有不同功能的电路,FPGA正成为电力系统暂态实时仿真领域主要的计算载体之一。该文面向新能源低压直流配电系统的暂态实时仿真需求,开发了一种基于FPGA的包含小型分布式风力发电、光伏发电以及蓄电池储能单元的新能源低压直流配电系统暂态实时仿真器。首先,研究构建了分布式发电单元和典型控制回路的计算模块,利用FPGA的并行计算特性并结合“算法-结构-有效匹配(AAA)”理念建立了底层模块串并联混合求解结构;然后,在节点分析法的框架下,建立了一种结合矩阵LDU分解和有向无环图(DAG)的电气系统节点电导矩阵并行求解方法;最后,在建立电气系统与控制系统并行求解架构的基础上,开发了一种基于FPGA的新能源低压直流配电系统暂态实时仿真器,通过将其仿真结果与PSCAD/EMTDC离线仿真平台的计算结果进行对比,验证了所开发暂态实时仿真器的有效性和准确性。

低压直流串联故障电弧研究综述

直流串联故障电弧发生时隐蔽性较高、检测难度大,是低压直流系统发生火灾的重要原因。主要从低压直流串联故障电弧模型、电弧特征及其检测方法、检测标准及装置等3个方面进行综述。基于电弧仿真模型了解电弧演化过程,分析常用故障电弧模型的原理、适用范围和局限性;基于故障电弧的物理、电气信号特征构建及检测方法,阐述不同特征检测方法的优缺点;最后对直流串联故障电弧相关标准进行解读,并讨论试验平台及产品的研究现状和不足,展望未来低压直流故障电弧相关领域的研究方向。

自触型低压混合式直流断路器系统设计与开断特性研究

低压混合式直流断路器具有低功耗、高开断性能、选择性保护等优点,能更好地满足光伏和储能系统以及零碳建筑等应用需求。该文提出一种自触型低压混合式直流开关拓扑,首先通过对混合式断路器工作原理分析,建立基于电弧供能、驱动的机电系统耦合设计方法,该方法利用电弧能量为电子电路供能,并将电弧电压作为换流支路导通的控制信号,从而实现短路故障下系统的自动触发,并提出核心功能模块设计的理论依据。在此基础上,研制低压混合式断路器样机并验证设计方案的有效性,并对比分析不同因素对开断特性的影响规律。试验表明,相较于传统机械开关,小电流开断时间缩短85.4%、电弧能量减少94.1%,提升了断路器电气寿命,同时实现1.1 kA短路电流开断,发现系统总体响应时间与燃弧初期电压上升速率成正相关,电弧电导、支路寄生电感增大均会延长换流时间,电弧重燃概率则主要受外部系统参数影响。结果可为低压直流混合式断路器的优化设计和性能提升提供一定参考。

低压直流固态断路器分断特性优化方法研究

为提高在直流系统发生短路故障时固态断路器(SSCB)的分断能力,提出一种考虑分断特性的低压直流固态断路器参数多目标优化方法。首先对短路故障时SSCB的分断流程进行详细分析,通过理论与仿真确定了限流电感LB和金属氧化物压敏电阻的限电压能力系数γ对分断特性的影响。以分断特性为基础,建立了SSCB的分断冲击性能指标、分断时间指标、能量吸收指标三个优化目标函数,通过多目标粒子群算法对目标函数进行优化,采用结合决策者偏好的逼近于理想解的排序方法对优化方案进行决策。优化结果表明,在各种决策者偏好下的优化方案,其优化设计后的元件参数LB和γ均能显著提高SSCB的分断性能。

低压直流断路器双金属片性能退化特性及机理分析

针对低压断路器热脱扣器用双金属片长期服役过程中的性能退化问题,该文首先建立热脱扣器电热结构耦合有限元模型,分析不同电流条件下双金属片表面温度和挠度的分布特性,结合正交试验确定比弯曲为双金属片性能退化关键特征;然后在考虑失效机理不变的前提下设计110、130、150℃三种温度应力下的加速寿命试验,以比弯曲作为特征量,分析双金属片性能与比弯曲的关联关系,对老化前后双金属片主被动层界面处元素分布进行定性分析,揭示了界面间金属原子运动行为,对双金属片比弯曲下降做出微观解释;建立双金属片分子动力学模型,分析主被动层界面原子扩散行为,得到被动层Ni原子与Fe原子向主动层扩散导致双金属片热膨胀系数改变从而影响其宏观动作特性的结论,从微观到宏观阐明双金属片性能退化机理。该文研究有助于揭示低压断路器过载保护系统性能退化规律,为双金属片性能优化提升提供理论基础。

新一代低压直流供用电系统多工作模式下能量协调控制策略

新一代低压直流供用电系统(low voltage direct current supply and utilization system,LVDCSUS)强调了可再生能源的消纳以及直流用户侧电能产–销–储–用之间的协调统一,为推动直流用户侧灵活参与电力系统运行提供了全新思路。开展LVDCSUS用户侧电能的使用与生产相结合的研究,可有效挖掘直流用户侧的多元化电能资源灵活供给能力,为此该文首先依据LVDCSUS系统能量平衡关系将系统划分为全直流运行、余电上网运行、交流支撑运行3种运行模式;进而给出各模式下满足直流母线电压稳定、储能荷电状态均衡、灵活性电力资源利用三方面整体要求的协调策略;最后建立了多运行模式切换规则,实现通过切换多种运行模式改变能量协调控制策略,使LVDCSUS在稳定运行状态下主动参与电力系统能量互动。仿真结果验证了LVDCSUS多运行模式控制策略的有效性和可靠性。

新型电力系统下低压直流配网的接地故障保护方法

电力系统低碳转型,构建安全高效和灵活可靠的配电网为基础的新型电力系统将对我国“碳达峰、碳中和”目标的实现起到关键作用。文中以低压直流(low voltage direct current,LVDC)配网系统为研究对象,针对配电网低压侧的接地故障问题,提出了一种采用IGBT构造投切旁路的人体保护方法。文中建立接地故障等效模型并进行理论分析,通过故障阈值识别判据产生保护人体的投切旁路信号,并对不同类型的接地故障进行区分,考虑多支路故障情况对旁路投切保护判据的影响,将故障值范围进行划分,进一步提出了旁路投切的分级保护方案,搭建实物模型对保护方法进行验证。实验结果表明所提保护方法能保护人体安全,具有灵敏性好,安全可控的优点,能显著提高配网系统的运行稳定性。

低压直流系统高频振荡问题的降阶建模及控制参数设计

电压源型变流器、直流线路和恒功率负荷之间相互影响会导致低压直流系统出现高频振荡失稳问题。为此,建立了适用于系统高频振荡建模分析的统一化降阶模型,并从统一化降阶模型角度解释了系统高频振荡失稳原因。在此基础上,提出了一种能够抑制高频振荡的控制参数可行域分析方法。该可行域不仅能够直观呈现系统在不同控制参数下的低频稳定区域和高频失稳区域,还能在稳定区域详细显示系统级动态特性(振荡频率和阻尼比)的定制化设计曲线。最后,利用PLECS软件搭建了低压直流系统的仿真算例,多组仿真时域结果均验证了统一化降阶模型及控制参数可行域的有效性。

基于改进经验小波变换与双端行波判据的低压直流电缆故障定位方法

为提高低压直流电缆故障定位精度,文中提出了一种改进的经验小波变换(Improved Empirical Wavelet Transform,IEWT)与改进双端行波故障判据结合的方法。该方法首先利用双端行波法获取电缆两端的电流信号;然后利用IEWT将电流信号分解为各级本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)并重构,对分解后的IMF分量进行筛选以有效避免模态混叠现象的出现;最后利用峭度规则检测筛选得到的IMF分量,并通过改进的双端行波故障判据计算确定故障点的位置。仿真结果表明,该方法具有较高的定位精度和可靠性,能够满足工程实践的要求。

基于建筑节能的低压直流供电方法研究

为实现建筑节能减耗目标,进一步提高建筑节能效果,本文对建筑低压直流供电技术进行了研究,首先论述了低压直流供电技术的发展情况,其次以某建筑示范工程为例,探讨了建筑低压直流供电方法,最后以低压直流供电技术为基础构建了低压直流供电系统,实现了建筑高效率、大功率和多端口直流用电设备电压等级的输出,可以为建筑楼宇和工业系统提供安全、稳定的电源,满足用户用电需求。

生态景观低压直流水泵配电设计研究

在现代社会中,低压直流水泵在生态景观领域发挥着重要作用。生态景观的设计旨在创造一个自然宜人的环境,水泵作为供水资源的一种方式,其配电设计对于保证景观作为供水方式的正常运行和维护至关重要。但是,目前仍然存在一些问题和挑战,例如高能耗、环境影响等。因此,有必要对生态景观中低压直流水泵的配电系统进行深入的研究和探讨。

小型低压直流断路器借助永磁体提高临界负载电流开断能力的研究

针对小型低压直流断路器在开断临界负载电流时,由于电弧所受磁吹和气吹作用较弱,电路开断困难的问题,在静触头组件拐角处增加1个永磁体。分析小型低压直流断路器的熄弧机理,并对增加永磁体前后的小型低压直流断路器进行磁场仿真和试验验证。结果表明,增加永磁体可以增强电弧所处位置磁场强度,增大电弧受到的洛伦兹力,有助于提高小型低压直流断路器开断临界负载电流的能力。