风火打捆经LCC-HVDC送出系统的次同步扭振分析

近年来,风能资源大力发展,风火打捆经直流送出成为中国目前及未来开发和利用的主要方式,风电机群和高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)对同步发电机组(synchronous generator,SG)轴系扭振各模态电气阻尼的影响规律有待深入研究。针对直驱风电机群、火电机组和直流输电,建立了系统的线性化模型,分析了接入设备对火电机组电气阻尼的交互耦合关系和风火打捆经直流送出系统中火电机组轴系扭振的机理。基于复转矩系数法,研究了风电机群运行风速、控制参数和直流输电输送功率、控制参数等因素对同步发电机组电气阻尼系数的影响。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建风火打捆经直流送出系统的时域仿真模型,通过时域仿真和时频分析,验证了电气阻尼系数分析结果的有效性。

DC-DC变换器分层级构造方法

DC-DC变换器广泛应用于开关电源、电机传动等传统领域,以及新能源发电、电动汽车等新兴领域。不同应用场景通常对DC-DC变换器有不同的要求,当现有变换器的性能不能满足需求时,需要构造新的变换器。然而,凭经验或灵感构造出的DC-DC变换器往往缺乏普遍适用性。为了能够根据具体应用需求构造DC-DC变换器,该文在总结现有大部分DC-DC变换器构造方法的基础上,按“元器件-电路单元-变换器”三个层级,将DC-DC变换器的构造方法分为一次构造和二次构造。重点介绍一些典型构造方法的构造原理和构造步骤,并将构造方法进行分析和比较,为今后利用计算机技术智能构造和科学评价DC-DC变换器提供了参考。

基于功率补偿的DC-DC变换器电流应力控制方法

针对双有源桥DC-DC(dual active bridge,DAB)变换器中存在较大的电流应力现象,提出一种基于功率补偿的电流应力改进控制方法。通过建立DAB的电流应力、传输功率与相移量之间的函数关系,利用拉格朗日乘数法建立电流应力的优化数学模型,从而推导出最优占空比组合,降低电流应力至最小值。通过引入一个虚拟分量对传输功率进行实时补偿控制,以满足系统在输入、输出突变情况下的快速响应能力,提高DAB的动态特性。最后,通过搭建Matlab/Simulink仿真模型进行验证,通过仿真结果表明:基于功率补偿的电流应力优化控制方法的动态响应特性和ZVS特性明显优于传统控制方法,且在减小电流应力的同时也降低了回流功率,进一步验证了优化控制方法的正确性和优越性。

温度对PDC法测试冲击电容器结果的影响研究

为了研究不同测试温度对冲击电容器极化去极化电流法(PDC)测试结果的影响,对未老化和热老化10天的冲击电容器分别进行了20℃、40℃、60℃、80℃下的PDC测试。通过分析不同测试温度下的极化去极化电流,得到了冲击电容器不同测试温度下的直流电导率、0.1Hz下的介质损耗因数值(tanδ)和时间常数不对称系数(τ_(as))。结果表明,随着测试温度的上升,冲击电容器热老化前后极化电流、直流电导率及0.1 Hz下的介质损耗因数值均随着测试温度的升高先增大后适当减小。而时间常数不对称系数虽然随着温度变化有一定的波动,但变化并不明显,因此,在对冲击电容器进行PDC测试时可选择时间常数不对称系数作为判断冲击电容器绝缘状态的依据。

DC-DC变换补偿网络PI近似工程设计

针对DC-DC变换补偿网络设计中试凑法的盲目性和理论分析的复杂性,文中根据状态空间平均法,以Buck为例对DC-DC变换系统进行建模。在满足幅值裕度和相位裕度的情况下,推导出补偿网络kp、ki与系统参数占空比D、电感L和电容C之间的关系,并在此基础上提出了一种工程近似的方法。通过PSIM仿真和基于DSP搭建的样机平台对所提方法进行验证,结果表明无论是在电压单闭环的情况下还是在电压外环电流内环的情况下,此工程近似法与理论分析法即传统控制方法得出的结果基本一致。此工程近似法避免了试凑法的盲目性和理论分析的复杂性,为实际工程中快速设计补偿网络提供了一种快捷的方法和思路。

Key stress extraction and equivalent test method for hybrid DC circuit breaker

Firstly, relevant stress properties of millisecond level breaking process and microsecond level commutation process of hybrid HVDC circuit breaker are studied in detail on the basis of the analysis for the application environment and topological structure and operating principles of hybrid circuit breakers, and key stress parameters in transient state process of two time dimensions are extracted. The established digital simulation circuit for PSCAD/EMTDC device-level operation of the circuit breaker has verified the stress properties of millisecond level breaking process and microsecond level commutation process. Then, equivalent test method, circuits and parameters based on LC power supply are proposed on the basis of stress extraction. Finally, the results of implemented breaking tests for complete 200 kV circuit breaker, 100 kV and 50 kV circuit breaker units, as well as single power electronic module have verified the accuracy of the simulation circuit and mathematical analysis. The result of this paper can be a guide to electrical structure and test system design of hybrid HVDC circuit breaker.

Transient characteristics verification method for DC transformer used in flexible HVDC system

Previous studies have proposed higher requirements for the transient characteristics of a DC transformer used in a flexible high-voltage direct current(HVDC) system to achieve faster sampling speed and meet wider bandwidth requirements of the control and protection signal, and to eventually suppress the large transient fault current. In this study, a transient characteristics verification method is proposed for transient characteristics verification of a DC transformer used in a flexible HVDC system based on resampling technology and LabVIEW measurement technology after analyzing the key technology for transient characteristics verification of a DC transformer. A laboratory experiment for the transient characteristics of a full-fiber electronic DC transformer is conducted, and experimental results show that such verification method can be employed for frequency response and step response verification of a DC transformer at 10% of the rated voltage and current, and can eventually improve the screening of a DC transformer.

核电厂安全级DCS缺省值缺陷分析与优化

安全级DCS是实现反应堆保护系统功能的数字化仪控系统,为防止信号通道故障,其设置了质量位及缺省值功能。在反应堆保护系统执行故障诊断时,会将发生故障的信号标识为无效,而后通过DCS设置的默认信号,对仪表输入、输出自动替换成一个设置的缺省值信号。由于反应堆保护系统大而复杂,设计人员存在考虑不全面而导致缺省值设置不合理的情况;另一方面由于缺省值隐蔽性强,正常调试、运行期间触发概率较小,很难发现。同行核电厂因为缺省值设置不合理,发生过多次非预期停堆、停机、瞬态事故,产生了巨大的经济损失。对此,研究一种安全级DCS缺省值分析方法,梳理出缺省值隐患,及时对问题进行整改。

Programmable Voltage Regulating Method for 15 kV High Voltage DC Power Supply

In order to solve the disadvantages caused by mechanical slide rheostat that has big errors and low precision,a novel voltage regulation method for high voltage DC power supply was introduced.The key of this method were digital potentiometer MAXIM 5455 and linear photoelectric coupling LOC110,and application programs were compiled using Visual Basic which was graphical compiling language,furthermore the communication between exterior and computer was carried out by ICP7044D module,in consequence the output value of high voltage DC power supply could be regulated with computer.The measured results showed that this method could accurately,conveniently and rapidly regulate the output value of high voltage DC power supply.

高低频复合励磁磁心损耗量化的研究

针对高低频复合励磁磁元件磁心损耗难以精确测量和建模的问题,在详细分析现有磁心损耗测量方法和磁心损耗模型局限性的基础上,根据直流功率法测量原理搭建高低频复合励磁磁心损耗测量系统,利用损耗能精确测量的空心电感验证其测量精度。最后,基于直流偏置下脉宽调制(pulse width modulation,PWM)波励磁的磁心损耗模型,提出高低频复合励磁磁性元件的磁心损耗预测模型,并实验验证预测模型最大相对误差为-8.83%,具有较高的精度。

安全级DCS响应时间分析及异常判断方法研究

为解决核电厂安全级数字化控制系统(DCS)响应时间验证方法在充分性、准确性方面的不足,对系统响应时间数学模型进行分析。根据分析结果以及DCS模块及器件的特征和参数,对系统响应时间进行理论计算。通过模型仿真及测试试验,对理论计算结果进行验证。验证结果证明了理论模型的正确性。基于此理论模型,提出了系统异常的判断方法。分析及测试结果表明,该方法能够应用于测试验证实践,并且能够更充分和准确地判断系统响应时间是否满足要求,以及被测DCS是否存在异常。

级联式DC/DC变换器稳定性测试分析

为提高变换器在运行中的稳定性,针对级联式DC/DC变换器的稳定性展开测试研究。根据级联式DC/DC变换器的运行特性,搭建测试环境并进行相关设备准备。参照变换器在运行中的控制方式,将最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)作为转换过程的控制核心,进行级联式DC/DC变换器拓扑建模;在确保注入信号为恒幅变频正弦信号的同时,保证注入信号在变换器运行中不受到外界环境的干扰与影响出现衰减效应,以此为依据选择注入点;通过建立变换器开回路稳定传递函数的方式,推导转换器在不同状态下的运行工况。总结测试结果,证明注入电压会对变换器运行频率造成瞬时增加或瞬时减少的影响,输入功率会增加变换器输出阻抗,从而造成变压器失稳。

DC/DC电力变换系统非线性控制方法研究

概述了DC/DC变换器的结构原理,剖析了DC/DC电力变换系统非线性现象,并在此基础上对该系统运行时的非线性控制方法进行了具体探讨。

随钻地层压力预监测技术研究与应用——以库车坳陷克拉苏构造带博孜-大北地区为例

沉积盆地中普遍存在异常高压,库车前陆盆地克拉苏构造带经历了多期构造运动,纵向发育多套压力系统,超压成因机制差异化显著,钻井施工难度大。因此,地层压力准确预监测对钻井工程参数、泥浆性能、井身结构优化及安全高效钻井意义重大。本文通过地震、测井、钻井资料研究基础上,开展了克拉苏构造带超压成因机制以及纵横向压力分布特征研究,基于传统dc指数压力预监测方法,引入全烃校正系数创新优化了dc指数计算模型,提高了准确性和时效性,通过10口井的现场应用表明,该方法符合率高,计算结果相对误差为平均5.7%,效果较好,适用于复杂成因和地层,能够为塔里木油田钻井现场规避井漏、卡钻等风险提供及时有效的科学依据。

核电DCS改造风险评估方案与控制方法探讨

DCS系统是核电机组的重要组成部分,其功能包括传输采集数据、传送控制指令、修改控制逻辑等,直接关系到机组运行安全性和稳定性。针对DCS改造风险问题进行探究,从DCS系统的软硬件结构入手,介绍了核电DCS改造的风险评估方案和控制方法,并结合典型案例进行分析。实践表明:制定完善可行的风险评估方案和控制方法,能降低DCS系统的改造风险,可缩短工期、节约成本,更好地实现预期改造目标。

一种鱼雷DC/DC电源模块质量比测模型及方法

为了能够有效识别和甄选出可供鱼雷使用的性能优良、质量可靠的DC/DC电源模块,提出了一种鱼雷DC/DC电源模块质量比测模型,该模型的建立以DC/DC电源模块工作原理和失效模式以及鱼雷使用中出现的故障为切入点,从性能与功能、结构与形成、设计开发过程、质量保证能力等多个维度总结和分析了对鱼雷DC/DC电源模块质量有相对重要影响的关注点,进而提炼出相关要素构建了鱼雷DC/DC电源模块质量比测通用模型。在此基础上重点对性能与功能、结构与形成等方面的比测方法进行了研究,同时,根据比测模型和鱼雷产品应用场景,对比测结果的判定提出依据和方法。质量比测模型、比测方法及相关判据的研究,为鱼雷产品选用DC/DC电源模块提供了系统解决方案,同时也为鱼雷电路可靠性分析和保障提供了理论支撑。

远海风电DRU-HVDC送出系统构网控制与启动方法综述

随着海上风电开发的不断规模化和远海化,海上风电直流送出技术成为研究热点。针对低成本的二极管整流单元(DRU)型高压直流(HVDC)输电,重点指出了分布式DRU在均压、部分退出运行等方面的主要技术特点,论述了该技术与柔性直流送出、传统直流输电的差异。由于DRU的不可控性,海上电网的构建须由风电机组通过自身控制实现。因此,对现有研究的风电机组集中式和分散式构网控制进行详细综述,并对全构网型控制采用P-V和Q-f功率控制机理进行风电场-DRU层面以及风电机组层面的梳理解释。针对DRU单向潮流引起的启动问题,综述了辅助中压交流脐带电缆、辅助模块化多电平换流器、海上风电机组配置储能以及辅助低压直流电缆等启动方法,指出利用辅助中压交流脐带电缆是相对成熟的方案,而利用海上风电机组储能和全构网型控制具有较高的灵活性,但现有技术下仍面临风电机组塔筒内部安装空间不足、储能安全隐患等问题。最后,对海上风电经DRU-HVDC送出系统未来值得深入探索的研究方向进行了展望。

具有快速负载动态响应的DC/DC开关变换器开环控制新策略

采用何种控制策略和如何实现控制方法是决定开关变换器的效率和性能的主要因素。单周控制方法是近年来提出的一种新型非线性控制策略。这对输入电源电压的变化具有快速的动态跟踪能力 ,但对负载变化的抑制能力差。基于等效受控源平均法 ,提出了一种新的非线性控制方法 ,使得PWM开关变换器的输出电压 ,在负载干扰和电源电压干扰下 ,具有优良的动态响应特性。以降压型变换器为例 ,首先建立开关变换器大信号低频平均电路模型。通过分析平均电路模型 ,可以推导出一种新型开环非线性控制策略。这种控制方法具有固有的稳定性 ,快速动态响应和无过冲等优点。为了实现新的控制方法 ,建立了电感电压低频分量的数学模型。计算机仿真和实验测试结果证明理论预期分析。

DC/DC模块有源均流技术研究

在电力电子系统集成研究中,利用标准模块集成电力电子应用系统的过程中,必然设计到标准模块的级联和并联运行。该文主要研究标准模块的并联运行技术。如何平均分配负载电流是并联技术的一个重要方面。在中等功率场合, 有源均流法被广泛采用。该文从均流的内在原理出发,对各种均流方法进行了系统的总结和分类,总结了18种可能的有源均流方法。并对18种有源均流方法进行了系统的仿真研究。通过仿真分析,得到8种实用的均流方法,并对这8 种方法的优缺点进行了讨论。从中功率系统集成的角度出发,对方案进行了优选,在通用场合,外环调节的均流控制方法是较好的选择。