基于零序功率及谐波相位综合法的小电流接地系统微机选线装置

针对现有的小电流接地选线装置选线准确率不高及存在选线死区等问题,通过分析小电流接地系统单相接地时的特性,综合分析各种选线方法,提出以采用目前稳态法中准确度最高的零序功率法为主判据,以5次谐波相位法为二次判据的选线方案。使用ATP仿真软件对某个110/10 kV变电站单相接地故障进行模拟,结果显示对于不同的接地电阻和接地位置,该判据均能准确判断出故障线路。由此设计了基于PC104工控机的新型小电流接地选线装置。

67 GHz宽带谐波相位参考及其定标技术

作为非线性矢量网络分析仪的重要参考测量通道,谐波相位参考能够提供多频点、多波量以及复频率下的绝对相位测量能力。设计了基于共面波导非线性传输线方案的原型谐波相位参考样机,并提出了基于EOS光电采样系统的完整谐波相位参考定标技术,主要包括时基失配、平均去噪、相位对准、连接器失配与示波器复频率响应修正等流程。定标实验结果表明,原型样机能够在1 GHz功率27 d Bm信号激励下输出半峰值脉宽为22 ps的周期脉冲序列,其频带覆盖范围超过67 GHz,并在超高次谐波频点上拥有小于±10°的相位精度与小于±5°的相位可重复性。最后将原型样机装配到非线性矢网中,通过测量2 GHz信号激励下超窄时域脉冲发生器的输出时域信号,并将之与采样示波器测量结果进行比对,结果证实了谐波相位参考设计与定标技术的有效性与正确性。

NVNA谐波相位检验件设计及定标

本文介绍了一种用于检验非线性网络分析仪谐波相位指标的检验件设计方法,并搭建了基于实时示波器的测量系统对谐波相位进行定标。通过高速实时示波器对检验件的输出信号进行采样,利用傅立叶变换提取谐波相位信息。为了得到高准确度的测量结果,采用去缠绕、最小二乘等算法对相位结果进行优化处理。实验结果表明,该方法可以作为NVNA谐波相位指标的验证手段对NVNA的谐波相位进行验证。

外加静电场对O_(2)分子高次谐波的调制机制(特邀)

采用了Lewenstein强场近似方法,计算了外加静电场对O_(2)分子在线偏振激光场中高次谐波产生的影响。结果表明:1)当静电场方向平行激光偏振方向时,谐波谱出现双平台结构,截止频率增大,偶次和奇次谐波幅度相当;2)当静电场方向垂直时,谐波谱呈现单平台结构,偶次谐波比奇次谐波的幅度小两个量级左右;3)外加静电场对双心干涉极小值的位置基本没有影响。利用Lewenstein理论,可以将分子谐波谱视为分子两端电离通道产生谐波的叠加,对外加静电场控制高次谐波提供了参考。

考虑背景波动与量测数据相位缺失的系统侧谐波阻抗估计方法

现有系统侧谐波阻抗估计方法通常基于公共连接点处谐波电压、电流的相量数据进行求解,在谐波电压、电流两者各自的相位信息发生缺失时难以估算。针对这一问题,提出一种基于相关性校验与Tukey稳健回归相结合的系统侧谐波阻抗求解方法,该方法仅需谐波电压、电流幅值及两者相位差数据。分析谐波数据的相关性,根据皮尔逊系数剔除波动数据段以保证系统侧谐波阻抗的求解免受背景波动的影响。基于Tukey稳健回归法在弱化谐波数据相位缺失所导致的潜在异常波动点的同时回归求解系统侧谐波阻抗值,所提方法可以有效弱化背景谐波电压波动与数据相位缺失的影响,进一步提高了估计精度。通过仿真分析和实际数据计算验证,证明了所提方法的有效性和正确性,为相位缺失场景的谐波阻抗求解问题提供了一条新途径。

基于边缘计算的风电群非故意发射超高次谐波抑制策略

针对风电群并网点非故意发射超高次谐波问题,提出了一种风电群并网点非故意发射超高次谐波的抑制机理和基于边缘计算的载波相位优化控制策略。建立了风电网侧变换器的超高次谐波发射模型,分析了考虑汇集线路Bergeron分布参数模型的超高次谐波传播特性。综合考虑风机有功、载波相位等参数对超高次谐波相位的影响,分析了载波相位与风机向并网点注入的超高次谐波相位的量化关系,构建了并网风电系统非故意发射的超高次谐波相位调节模型,提出了通过控制超高次谐波相位对超高次谐波抑制方法。利用边缘计算模式在数据计算及决策方面的低延迟优势,将风电群载波相位优化控制算法部署在风机侧,提出了一种基于边缘计算的风电群非故意发射超高次谐波抑制控制策略。仿真结果表明,所提出的超高次谐波抑制机理和控制策略可以显著抑制风电群并网点的特定次超高次谐波。

电动汽车充电站中谐波相互抑制的研究

通过建立充电站仿真模型,研究充电机输出功率和变压器接线方式对谐波电流相位的影响.仿真结果表明充电机输出功率相差越大,谐波电流相位差越大;变压器联结方式对高压侧谐波电流相位影响很大.根据仿真结果,通过增大多台充电机输出功率之间的差距,使多台充电机谐波电流之间产生最大可能的相互抑制;在同一母线上连接2台采用Yy0和Yd11联结方式的变压器为2组充电机供电,能使2组6脉波整流充电机产生的5次、7次谐波电流在电源处相互抑制;2组充电机输出功率越接近,谐波抑制效果越好.

多谐波脉冲星信号时延估计方法

针对脉冲星导航技术中延时估计这一关键问题,提出了频域上直接使用脉冲星信号测量到达时间集合进行时延估计的方法——多谐波脉冲星信号时延估计(MHSPE)方法.该方法建立在频域上相位时延的极大似然估计的基础上,通过高次谐波对脉冲星观测信号提取出各谐波相位的极大似然估计,然后取频谱上各谐波的幅值进行归一化作为各谐波相位的权值,最后取各谐波相位的加权平均作为该时刻的相位估计.理论上证得MHSPE算法对相位的估计是无偏、一致的,相比于频域上一次谐波的极大似然估计,MHSPE方法的信噪比随谐波数m的增加而增加,当各谐波幅值相同时,信噪比可提高m1/2倍;与脉冲星信号时延的克拉美罗界比较,脉冲星信号时域的导数在频域上的反映就是各谐波分量的数量,因此随着谐波次数的增加脉冲星信号时延估计可极大趋近克拉美罗界.采用RXTE航天器对Crab脉冲星的实测数据检验MHSPE方法的性能,实验结果表明,针对低信噪比的脉冲星信号,MHSPE可获得高精度的相位估计,随观测时间增加,估计精度快速收敛于克拉美罗界.

基于复值独立分量分析的配电网谐波状态估计

针对独立分量分析算法在谐波阻抗未知条件下无法准确估计谐波电流幅值的问题,提出基于复值独立分量分析法的相量比例系数计算方法,来估计谐波电流的幅值和相位。首先采用复值独立分量分析法估计谐波电流相量初始值;然后考虑到系统侧等效阻抗远小于负荷侧等效阻抗,忽略线性负荷对谐波电流的分流作用,推导出2种不同情况下相量比例系数的计算方法;最终确定谐波电流幅值和相位。利用IEEE 14节点配电网系统和某地区局域电网对该方法进行验证,并与现有独立分量分析法对比,结果表明该方法能在谐波阻抗未知条件下准确地估计出谐波电流幅值和相位。

高铁谐波对牵引变压器220 kV侧的影响规律研究

高速铁路特殊运行方式会产生大量的谐波,谐波会通过牵引变压器传入主网220 k V侧,对主网的影响值得深入研究。文中在牵引变电所现场测试谐波数据的基础上,建立基于实测数据的谐波源模型,通过仿真计算总结了高铁谐波对牵引变压器220 k V侧的影响规律。当高铁谐波传递至220 k V侧后,各次谐波有效值有不同幅度降低;谐波含有率也有不同的变化,3、5次谐波电流含有率均有增加,7~50次奇次谐波电流含有率均有所降低。当T线谐波电流相位与F线谐波电流相位的差值不同时,对220 k V侧影响也不同,当相位差在10°~50°内增加时,220 k V侧3、5、7次谐波电流含有率和总谐波畸变率均降低,当相位差在50°~90°内增加时,220 k V侧3、5、7次谐波电流含有率和总谐波畸变率均上升。算例结果表明,该研究方法简便明了,且计算误差在允许范围内,对高铁谐波治理有着重要参考意义。

多谐波合成的测试与研究

冶理供电网络的谐波,从较精确地估算谐波电流源的谐波含量开始,同一接入点有多个谐波源时,首先考虑利用不同谐波源的相位关系,以减小注入电网的某些较低频率的谐波电流。采用先进的多通道数字化波形记录装置,可以同时记录下多个谐波电流源的数字离散畸变波形,利用快速傅里叶变换的算法,可以比较准确地分析出各个谐波电流源同一时间的畸变波形中基波电流以及各个谐波电流的幅值和初相位。从而在机理上说明,利用多个谐波源的相位关系可以减小谐波电流源的合成谐波电流。

削弱表贴式永磁电机2p阶径向电磁力波幅值的磁极设计方法

电磁振动是影响电机性能的主要因素之一,针对瓦片形磁极永磁电机2 p阶径向电磁力波引起的电磁振动,提出优化磁极参数的方法用以改变高阶磁密谐波相位和幅值,进一步削弱2 p阶径向电磁力波幅值。根据径向磁密解析表达式,推导出2 p阶径向电磁力波与磁极参数的函数关系,分析各磁极参数对气隙磁密和2 p阶径向电磁力波的影响;进一步求得使2 p阶径向电磁力波幅值最小化的目标函数,并用内点法得到优化的磁极结构参数,对比分析优化前后有限元计算的电磁性能和2 p阶处的振动响应。结果表明,该优化设计磁极的方法可在不降低电机性能的同时,抑制2 p阶径向电磁力波引起的电磁振动。

基于测试信号法的HVDC谐波阻抗扫描方法研究

谐波阻抗扫描是高压直流输电(HVDC)中谐波谐振分析、交流或直流滤波器设计等工作的重要手段。采用电路叠加定理说明了适用于HVDC谐波阻抗扫描的测试信号法。基于测试信号法基本原理及其在HVDC应用研究中的进展,提出测试信号法应用于HVDC谐波阻抗扫描的谐波源幅值选择方法和用于减小谐波源初相位影响的改进扫描方法。最后,以CIGRE First Benchmark模型为例,在PSCAD/EMTDC仿真平台上定量分析了谐波源幅值、谐波源初相位对谐波阻抗扫描的影响,以验证所提出的方法可用于进一步提高HVDC谐波阻抗扫描结果的可靠性,为实际直流输电工程设计提供参考。

基于混频器的非线性矢量网络分析仪双端口校准方法

基于混频器的非线性网络分析仪(NVNA)是一种新型的非线性网络测量平台。介绍了该平台的结构、原理、误差模型和经典校准流程。结合NVNA的时不变测量特性,提出了2种新的双端口校准方案——Absent Thru和Blind Thru,并给出了具体的校准流程。在新研制的NVNA原型样机上的实验表明,新方案与经典Unknown Thru方法的校准结果相一致。新方案丰富了双端口NVNA校准手段,为NVNA的误差模型合理性以及校准结果准确性提供了有效的检验手段。

基于FSAD及非周期分量的励磁涌流鉴别算法

随着大型变压器容量的不断增大、变压器饱和磁通的逐渐降低以及直阻实验时所产生的剩磁不能完全消除,使得变压器有可能产生超饱和现象。在该状态下,变压器有可能产生趋于正弦波型的励磁涌流,二次谐波含量很低,间断角很小,使得基于二次谐波制动理论与基于间断角闭锁理论的差动保护无法正常工作。在推导出励磁涌流数学表达式及对超饱和现象产生机理详细分析的基础上,提出一种基于基波相位的2倍与二次谐波相位之差(FSAD)及非周期分量的励磁涌流鉴别算法。相比先前的涌流鉴别方法,该方法能迅速鉴别出超饱和态涌流,且能够在变压器内部故障时使得保护具有较快的动作速度。动模实验验证了该方案的有效性及优越性,在变压器发生超饱和,二次谐波含量小于8%的情况下,算法依然可以可靠闭锁差动保护。

基于超晶格结构衍射图的倒易矢量分布

根据超晶格结构的激光衍射图,提出了一种定量确定倒易矢量分布的实验方法.首先,将正方形周期超晶格结构作为参考光栅,得到其衍射图.根据傅里叶光学理论,计算出基本倒易矢量的大小,与衍射图上的几何长度建立标尺关系.通过引入矩形超晶格结构,证明了该方法在周期超晶格结构中的可行性.其次,将H型和谢尔宾斯基分形超晶格结构作为光栅,获得的衍射图与正方形结构衍射图进行对比.由衍射点间的几何长度比值,推算出分形衍射图中的倒易矢量分布.根据倒易矢量和准相位匹配谐频的基频波长之间的定量关系,理论计算出能够进行的谐频波长.最后,实验制备分形结构LiNbO3非线性光子晶体,探测准相位匹配倍频,所实现的倍频波长与理论计算值相吻合.谢尔宾斯基分形结构光栅在理论与实验上均可实现1.352μm的有效倍频输出.

准周期铁电晶体中不同阶次的准相位匹配谐频

采用外加高压电场极化的方法,制备了二维八重准周期结构的铌酸锂非线性光子晶体。沿该晶体倒空间的基矢方向上实现了两种波长的有效共线倍频输出,在偏离该方向22.5°的方向上,获得了另外三种波长的倍频输出。同时,在入射光束对称两侧观察到了不同种波长的非共线倍频光斑。利用二维八重准周期铁电晶体,在约480 nm的入射波长范围内实现了近20种波长的共线及非共线准相位匹配倍频过程,两邻近的基频波长间隔最小可达3 nm。当晶体旋转45°的整数倍时,可以得到相同的结果。