基于MATLAB GUI的交流电路频率特性仿真教学平台设计

为了使学生更加直观地理解交流电路中的频率特性,构建了一种基于MATLAB GUI的交流电路频率特性仿真教学平台。该仿真平台包括RC滤波电路和RLC谐振电路两个模块,其中RC滤波电路能够实现低通滤波、高通滤波和带通滤波电路频率特性的仿真研究,RLC谐振电路能够实现串联谐振和并联谐振电路频率特性的仿真研究。借助该仿真平台,只需手动输入电路元件参数,就能获得各交流电路的幅频和相频特性曲线,最后将源程序封装成.exe文件。该仿真平台操作简单,便于任课教师和学生使用,能够显著地提高课堂教学质量。

直流换流站高通HP3型交流滤波器电抗器匝间故障监测及保护

直流换流站高通HP3型交流滤波器组中电抗器匝间短路故障事故多发,由于缺乏对此故障的快速监测及保护,导致其匝间短路持续存在3~9 min之久并起火燃烧。匝间短路后电抗器的等值电感会不断减小,由此引起了滤波器电路参数变化并进而引发了滤波器配置的热过负荷保护启动告警,长久故障也引发了次生的电抗器底部支撑绝缘子闪络接地致使滤波器差动保护动作出口跳闸。文中分析了3起典型故障案例,结合C型高通HP3型滤波器电路设计理念及运行特点,解释了有关保护启动及动作的原因。基于匝间短路会导致HP3电路中电阻器上的工频电压、电流会随着匝间短路的不断发展而剧烈增大的特性,提出了一种基于工频电压差动原理的故障监测及保护方法。

特高压换流站交流滤波电容器组不平衡保护故障研究

交流滤波器作为特高压直流输电工程关键组成部分,扮演着调节电压、提供无功补偿的角色,其安全稳定运行至关重要。针对某换流站交流滤波器组发生不平衡保护动作,通过介绍该站交流滤波器配置情况,结合故障电流的分布特点,对交流滤波器C1电容器不平衡异常进行了分析。为了提高现场运维人员处理故障效率,提出了一种故障电容器组定位方法,该方法可精确定位双H桥的1/6区域,解决了电容器组不平衡保护的故障定位难题,对特高压换流站可靠运行具有实际参考价值。

海上风电经24脉动二极管整流器送出系统的交流滤波器优化配置

整流站采用二极管整流器能够提升远距离大容量海上风电直流送出系统的经济性和可靠性。提出了基于24脉动二极管整流器的海上风电并网系统中交流滤波器的优化配置方法。首先,明确了基于24脉动二极管整流器的海上风电送出系统结构,阐述了24脉动二极管整流器的基本原理。然后,计算了24脉动二极管整流器的无功功率需求,对于24脉动二极管整流器,可以将设计复杂的交流滤波器简化为电容器,通过对有功功率变化范围内不同容量电容器滤波效果进行扫描,提出了综合考虑滤波效果和滤波器容量的交流滤波器无功容量优化方法。最后,在PSCAD/EMTDC中对基于24脉动二极管整流器的海上风电送出测试系统进行了谐波分析和交流滤波器优化设计。

不平衡电网下AC-DC矩阵变换器的新型模型预测控制

为降低AC-DC矩阵变换器在输入不平衡条件下网侧有功功率波动,以及离散型模型预测控制中开关频率不固定的问题,提出一种新型模型预测控制方法。通过根据电网电流相位角选择有效矢量,避免了传统模型预测控制评估价值函数计算的负担。提出了一种二阶扩展复数卡尔曼滤波器,计算精度可以达到泰勒级数展开的二阶项,新型模型预测控制能够在不平衡电网系统中应用。仿真结果表明:所提控制策略在输入电压不平衡工况下,能够有效抑制网侧电流谐波,稳定系统输出的有功功率,并且表现出良好的性能。

基于引导滤波分层的宽动态范围红外图像细节增强算法

针对宽动态范围红外图像在视觉效果方面出现的对比度低、细节信息不凸显及整体清晰度较差问题,本文提出了一种基于引导滤波分层的宽动态范围红外图像细节增强算法。该算法采用方差决策加权引导滤波对原图作分层,得到了更接近原图的基础层和更精细的细节层。为提高基础层的对比度,首先改进CLAHE的全局剪切点提升增强效果,然后基于AC视觉显著模型指导全局和改进局部直方图的融合,合理兼顾了图像背景和目标;为有效加强细节信息,基于多尺度加权引导滤波得到了信息更全面的新细节层,接着采用梯度域导向滤波对其消噪,再由Sigmoid函数压缩强边缘并突显细微目标,最后将两层信息融合并输出。实验结果表明,该算法在主观视觉和定量指标上均强于对比算法,且自适应强,鲁棒性好。

换流站交流滤波器过负荷保护误动作机理及防误动策略

换流站是耦合交直流系统的关联区域,站内设备众多、运行环境复杂。交流滤波器配置的保护虽然较为齐全,但在各类异常扰动情况下,电气量特殊的暂态特征仍会引发过负荷等保护的误动作。通过分析典型过负荷和励磁涌流工况下交流滤波器电阻支路电流波形的特点,揭示涌流引起交流滤波器过负荷保护误动作的机理。从波形相似度角度考虑,结合斯皮尔曼等级相关系数,提出了基于斯皮尔曼等级相关系数的交流滤波器过负荷保护辅助判据,并利用仿真试验验证该判据识别励磁涌流工况扰动的有效性,以防止保护误动的发生,提高保护的可靠性。

同步调相机接入高压直流近区谐振风险快速评估方法

为了提高换流站的无功支撑能力,交流滤波器和同步调相机在高压直流近区得到了广泛的应用。然而换流站配置的交流滤波器易与系统背景谐波阻抗交互导致谐波谐振,且现有研究鲜有同步调相机对于系统谐振影响的分析,进一步加剧了换流站谐波谐振的风险。为此本文详细分析了不同容量的交流滤波器和同步调相机与交流侧背景谐波阻抗的交互作用,得出同步调相机有着抑制或加速系统谐波谐振风险的结论。在此研究基础上,提出换流站高压直流近区谐振风险快速评估方法,可为换流站滤波器容量配置方案提供参考。

基于显著性模型的磁瓦表面缺陷检测

针对磁瓦图像由于光照不均匀、背景纹理复杂等造成的缺陷类型难以检测的问题,提出了一种基于改进的同态滤波和MT显著性融合模型的磁瓦表面缺陷检测方法,将改进的同态滤波函数分离图像高频、低频分量,与采用限制对比度直方图均衡法增强的高频和低频图像线性叠加,采用MT显著性融合的通用模型,检测不同类型的磁瓦缺陷。结果表明,利用形态学闭运算和噪点去除算法得到最终的检测缺陷,文中方法正确检测率达92.95%。该方法可更加准确地检测不同类型的磁瓦表面缺陷。

±500 kV换流站交流滤波器失谐特性分析

换流阀运行时会产生大量特征谐波,需在换流站交流场配置滤波器解决。该文结合南方电网公司某直流换流站发生的13次谐波失谐保护动作事件,首先分析了失谐保护动作的特性和谐波电流产生的原因;然后探讨了B型交流滤波器失谐保护定值整定问题,提出了针对换流站交流滤波器13次失谐动作特性的改进措施。

断路器并联动态合闸电阻对滤波器合闸涌流的抑制效能研究

断路器并联合闸电阻是抑制换流站交流滤波器合闸涌流的常用措施之一,运行经验表明,若合闸电阻为定值电阻,则其对合闸涌流的限制作用并不十分理想,为此,该文提出了断路器并联动态合闸电阻的涌流抑制方案。以天山换流站为工程背景,搭建了滤波器合闸涌流仿真计算模型,针对HP24/36、BP11/13、HP3及SC 4种典型滤波器,结合选相合闸、动作持续时间等因素,研究了线性动态电阻及非线性动态电阻对合闸涌流的抑制效能,并分析了其对滤波器主电容电压应力的影响。研究结果表明,动态电阻对滤波器涌流的抑制效果明显优于定值电阻,同时也有效限制了滤波器主电容的电压幅值;综合动态电阻4种阻值衰减趋势下的涌流及电压响应特性,提出了动态电阻阻值的最优变化规律。

混合双馈入直流输电系统的高频振荡特征及机理研究

在混合双馈入直流输电系统中,由于电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)的存在,系统在不同的联络线长度下呈现出不同的高频振荡特征。为研究混合双馈入直流输电系统的高频振荡特征及机理,首先建立系统的状态空间模型,基于此研究系统的高频振荡特征,结果表明,由于LCC子系统的存在,在不同的联络线长度下混合双馈入直流输电系统呈现出不同的高频振荡特征。然后,建立混合双馈入直流系统的高频阻抗模型,研究LCC子系统、联络线长度、模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)控制链路延时、交流线路长度等对系统高频阻抗的影响。结果表明,对于无电气距离的混合双馈入系统,LCC滤波器的存在使其无高频振荡风险;对于有电气距离的混合双馈入系统,当LCC和MMC子系统之间的电气距离较近时,LCC交流滤波器对系统高频振荡的抑制效果随着联络线长度的增大而减弱。最后,提出混合双馈入系统无高频振荡风险的联络线临界长度确定方法,并通过理论分析和电磁暂态仿真进行有效性验证。

改进型虚拟锁相放大技术的电阻率测量系统

本文设计研究了针对强噪声环境下电阻率测量的硬件和软件系统,提出了一种基于卡尔曼滤波的改进型正交锁相放大算法结合恒流交流检测技术的电阻率测量方案。以BMn3-12(锰铜)材料为对象,对改进型正交锁相算法进行仿真验证,仿真结果表明:分别对比0,-10dB和-20dB的结果,传统算法的最大波动系数为27.21%,而改进型算法最大波动系数降低到2.86%,最大相对误差由15.20%降低至2.29%。实验结果表明:传统算法与改进型算法测量结果的最大相对误差分别为16.70%和2.90%,方差分别为2.90×10^(-3)和4.11×10^(-5),此方案提高了低信噪比情况下电阻率测量的准确度和精度,增强了系统的抗干扰能力。

多端直流输电工程交流滤波器设计与无功补偿研究

多端直流输电系统是实现多个能源、负荷中心跨区域互联的有效技术,在技术性和经济性等方面都具备较强竞争力。笔者以我国企业承建、目前在建的某项海外多端直流输电工程为例,进行多端直流输电工程交流滤波器设计与无功补偿研究。该工程中某换流站是弱交流系统,对电压稳定性要求较高,标称频率为60Hz,设计交流滤波器时采用依照北美惯例的性能指标—IT乘积。介绍了多端系统与双端系统差异,IT乘积的计算假设回路结构,在此基础上针对换流站弱交流系统设计出满足性能要求的交流滤波器,并进行无功补偿研究。研究结果对最终确定实际工程交流滤波器方案具有一定的参考作用。

交流滤波器电抗器故障时谐波电流异常增大分析

本文分析了天生桥换流站交流滤波器电抗器故障原因,通过仿真实验分析得出在电抗器故障时,其35次、37次、47次、49次谐波电流异常过大的根本原因是电抗器故障导致交流滤波器阻抗发生变化,与系统其它支路发生并联谐振造成的,同时提出了防止天生桥换流站交流滤波器电抗器故障的解决措施。

换流站交流滤波器电容器组不平衡保护故障分析

交流滤波器的运行工况直接影响直流输电系统的稳定运行。针对某换流站交流滤波器发生不平衡保护动作导致开关跳闸事故,结合交流滤波器实际运行经验及故障录波数据,对交流滤波器异常情况进行了分析,基于现场解体试验,查明具体故障位置存在于电容器单体的单一串联段内,故障由电容器元件击穿引起。针对电容器故障的具体原因,提出了有效的解决措施。

一种航空发动机进气畸变试验测试系统研究

航空发动机的进气畸变试验对其稳定性具有重要的意义。为了满足航空发动机进气畸变发生器测试系统的需求,提出了一种基于3D打印技术和高速多通道数据采集的测试系统设计方法,在保证数据准确的前提下,提高了系统设计的效率,完成了数据的高速实时采集。在此基础上,采用时空滤波和流体场重构的方法对数据进行处理,并基于MATLAB完成了测试系统界面的设计。最后,分别进行了测压耙校准试验和3种畸变图谱的风洞试验。试验结果表明,测试通道与风洞出口总压值小于0.2 kPa,畸变图谱的测试畸变指数与目标畸变指数误差小于1.2%,验证了所采用的数据处理算法和测试系统的有效性和准确性。

牛从直流无功控制优先级与绝对最小滤波器限制直流功率策略研究

梳理牛从高压直流输电系统双回直流协调控制中无功控制优先等级及其逻辑,结合仿真和现场工程实际情况证明交流母线电压投切无功补偿设备优先于绝对最小滤波器容量限制的原因。同时,对比牛从高压直流输电系统直流与新东特高压直流输电系统直流绝对最小滤波器容量限制直流功率策略,并提出优化建议。

基于CNN-LSTM网络的交直流电网故障线路识别方法

针对交直流混联电网故障特征复杂、故障线路识别率低的局限性,提出一种基于模糊熵(FuzzyEn)结合改进的卷积神经-长短期记忆网络(CNN-LSTM)的交直流电网故障线路识别方法。首先使用改进的小波阈值滤波算法对数据进行降噪处理,再利用模糊熵提取信号的故障特征。接下来在卷积神经网络(CNN)的全连接层上,添加一层长短期记忆网络(LSTM),对模糊熵提取的故障特征进行分类,最终实现故障线路的准确识别。实验结果表明,该算法识别准确率达到了99.5%,能够有效地诊断出交直流混联电网故障线路,同时在10 dB噪声干扰下仍达到96.0%的识别准确率,具有较好的抗噪声能力。

交流滤波器保护配置和实现

分析了超高压直流输电系统中交流滤波器运行的各种工况,介绍了其保护配置,针对性地提出了自动跟踪补偿由于环境等参数影响产生的不平衡电流的电容器不平衡保护和基于综合谐波特性的电抗器过负荷等原理,并给出了这些保护原理的数字仿真、动模试验和现场运行结果。