基于电磁时间反演的VSC-HVDC系统架空线-电缆混合线路故障定位方法

针对传统故障定位方法无法应用于架空线-电缆混合直流线路的问题,提出了一种架空线-电缆混合直流线路的故障定位方法,该方法采用先确定故障点所在区段、后在区段中定位的原理。利用故障附加网络的直流分量定义了故障区段判别函数,通过该判别函数在不同区段发生故障时数值不同实现故障区段的判定。然后,分析了电磁时间反演理论在故障定位中的可行性,分析确定了故障特征谐波。利用线路两端特征谐波的电流行进波作为时间反演电路的电流源,设置与原线路拓扑结构镜像的线路,利用时间反演电流源与镜像线路构建时间反演电路。在此基础上,根据时间反演的能量聚焦特性列写故障区段内的故障定位方程并实现区段内故障定位。利用PSCAD/EMTDC搭建的电压源型换流器高压直流输电(VSC-HVDC)系统仿真证明了所提方法能实现线缆混合直流输电线路的故障定位。

互联电网短路电流在线分析与优化决策方法

在线分析技术是应对交直流电网短路电流超标和随机波动问题的重要手段。结合调度自动化系统的建模范围和实时数据采集情况,提出在线短路电流计算原则和超标判据;通过日前和实时短路电流多目标逐级优化决策,提升短路电流优化策略对电网时变性和复杂性的适应能力;构建在线短路电流分析和优化控制系统功能架构,通过调度端和厂站端功能集成实现短路电流可靠闭环控制。该方法实现了短路电流精细化分析、综合优化决策和精准闭环控制技术在实际电网的应用,通过对实际电网在线短路电流分析与优化控制系统运行结果的分析,验证了所述方法的有效性和实用性.

基于能量函数塑形的直流微电网多电力弹簧电压平稳控制方法

直流微电网低惯性响应特性常导致系统存在不确定性扰动时母线电压波动越限。针对这一问题,文中以直流电力弹簧(DCES)为核心构建智能负载,解析直流电机动能与智能负载惯量能量间的映射关系,实现需求侧等效虚拟惯量注入,快速补偿不确定性扰动造成的DCES输出电压偏差;针对多DCES协同控制,设计动态事件触发机制,以最小通信需求求解全局一致性误差,实现各DCES输出电压期望轨迹实时在线更新;提出了具有最小相位特性的反馈线性化控制器,将传统电压-电流双环控制转化为能量单环控制,构建DCES能量函数,重塑状态变量空间为Grassmann流形,实现系统完全解耦和精确线性化转换,准确跟踪各DCES输出电压期望轨迹,同时确保全局渐近稳定。基于dSPACE的实验结果表明:系统存在外部不确定扰动和内部参数摄动情形下,所提方法可实现直流微电网母线电压的平稳控制,具有动态响应快、稳定性好、鲁棒性强、抗扰性优的特点。

基于改进差动电流函数的柔直配电线路保护原理

针对纵差保护辨识高阻故障困难,且易受噪声、区外短路和异常数据等因素干扰的问题,提出基于改进差动电流函数的柔直配电线路保护原理。改进差动电流函数放大了区内外短路暂态特征差异,有利于高阻故障识别,同时也避免了区外故障对保护可靠性的影响;基于Same卷积的Hausdorff距离算法可有效抑制异常数据干扰,最终通过两者配合实现故障区域和故障类型辨识。PSCAD/EMTDC仿真验证表明,所提保护能有效识别直流线路短路,不受过渡电阻、噪声和异常数据等因素影响,适用于含多类型换流器和分布式可再生能源电源的柔直配电网。

DC复合优化问题的两种Fenchel对偶模型研究

本研究考虑的模型为无约束的DC复合凸优化问题。首先,利用扰动方法,c-共轭框架下的广义凸共轭定理及均匀凸(简称e-凸)技术,建立了DC复合优化问题的两种Fenchel对偶问题。其次,利用c-共轭函数的上图性质,给出了三个重要的集合。最后,在e-凸函数的假设下,刻画了两对原—对偶问题的强对偶性以及两者之间的等价关系。

蓄电池守护装置谐波建模及稳定性分析

研究了双向DC/DC拓扑的蓄电池守护装置的谐波稳定性问题。针对常见的双向DC/DC拓扑建立了系统的时域稳态模型,通过傅里叶变换映射至基于谐波状态空间的频域谐波模型,分析了系统中的电力电子非线性元件及调制方式对直流输出电压的影响。通过构建谐波传递函数,采用广义奈奎斯特稳定判据分析了不同控制参数下谐波模型的稳定性。基于MATLAB/Simulink仿真平台,验证了所建模型的正确性及分析方法的有效性。

考虑随机扰动的直流配电系统宽频振荡镇定控制

随着新能源以及电动汽车等大量接入直流配电系统,源网荷储诸多的随机扰动易引发系统不同频率的电压振荡。文中提出基于Hamilton系统理论的随机镇定控制方法,建立基于下垂控制的直流配电系统随机动态模型,反映直流配电系统多时间尺度特性,推导出Hamilton能量函数,设计了直流配电系统宽频镇定控制器。通过仿真及硬件在环实验设置低频、中高频的扰动,验证了所设计镇定控制器的有效性,能够抑制随机扰动产生的宽频振荡现象。

车用小型无刷直流电机转速控制系统设计

针对车用小型无刷直流电机转速控制过程中存在超调量大、转矩波动大和调速不平滑等问题,采用STM32F103C8T6单片机作为无刷直流电机的控制核心,并利用PID修正算法实现了车用小型直流无刷电机的转速控制。为了增大无刷直流电机的调速范围、减小系统静差率,采用校正后的PID算法控制无刷直流电机的转速,其特点是原理简单、调速控制方便、性能稳定。通过仿真和实验验证表明,采用PID校正后,电机抗干扰和动态控制能力大幅提升,系统的稳态精度高,跟随性强,超调量小,非常适合在负载突变频繁的环境中工作。

核电站安全功能测试模型开发和应用

核电站安全系统相关调试工作的进度安排、一次试验成功率等是制约核电站调试工期的关键因素。为了应对调试期间上下游工艺系统状态限制,田湾核电站3、4号机组基于安全级DCS系统功能测试模型,通过软件脚本构建安全系统的测试工况,大幅降低了试验的准备难度。同时使用测试脚本批量触发信号,可以精确控制测试需要触发的安全功能和工艺设备,降低试验风险,缩短试验工期。

含混合储能直流微电网混合势函数建模及稳定性分析

针对含恒功率负荷的混合储能直流微电网大扰动稳定及储能变换器建模问题,在推导混合储能(hybrid energy storage system,HESS)脉宽调制开关网络等效模型基础上,提出了一种基于混合势函数理论的含HESS直流微电网稳定性判据及分析方法。首先,计及HESS充放电特性,将含HESS直流微电网系统的工作状态划分为buck和boost工作模式;接着,分别建立上述两种工作模式下基于脉宽调制开关网络等效模型的直流微电网系统混合势函数模型;最后,应用混合势函数理论第3稳定性定理,分别推导得到buck和boost工作模式下的直流微电网大扰动稳定性判据,并对比基于开关平均模型的系统稳定性判据,提出的稳定性判据推导方法对系统动态行为预测更为准确。仿真验证了所提稳定性分析方法的合理性以及混合势函数判据的先进性。

储能双向DC/DC变换器自适应充放电无缝切换策略

为提高直流微电网内储能单元的动态性能与抗干扰能力,文中提出了一种针对储能双向DC/DC变换器的充放电无缝切换控制策略。该策略根据母线电压高低进行储能单元自适应充放电切换,进而保持母线电压稳定。在此基础上,考虑到双向DC/DC变换器的非线性特征,引入了可通过fal函数在线调节误差反馈系数的非线性无缝电流环,实现了储能双向DC/DC变换器的充放电无缝切换,提高了控制策略的动态性能与鲁棒性。通过仿真和实验验证了该策略的可行性与有效性,在母线电压跌落、陡升与系统参数变化等工况下,均可实现储能单元的充放电无缝切换。

基于多目标袋獾算法的含VSC换流器交直流系统最优潮流

针对传统算法易陷入局部最优、参数选取困难,难以对多目标函数统一协调等缺陷,计及不同换流站的控制方式下提出一种基于多目标袋獾优化算法(multipleobjective Tasmaniandeviloptimization,MOTDO)的含电压源换流器(voltage source converter,VSC)交直流系统的最优潮流算法。构建计及换流器损耗的交直流潮流计算模型,以系统最小经济成本、系统最小损耗和线路最小电压偏差为待优化目标,引入惩罚函数建立多目标潮流优化模型;在不同的控制方式下,采用MOTDO算法进行潮流优化,得到完整且均匀分布的帕累托(Pareto)集合并根据评估指标得到Pareto中的最优解;以含多端直流网络的改进型IEEE 30节点系统为例验证MOTDO算法对潮流优化的有效性,为须考虑多目标的交直流混合电网的安全稳定运行提供参考。

基于IEC61850的地铁直流馈线保护信息建模研究

合理的设备信息建模是实现地铁智能变电站信息交互的关键问题。采用IEC61850标准现有逻辑节点(LN)实例化保护逻辑节点(定时限过电流保护PTOC、低电压保护PTUV和接触网热过负荷保护PTTR),根据标准扩充电流上升率和电流增量保护(DDL保护)及框架泄露保护LN类(PDDL、PFLC)信息。综合“虚端子”工程方案和标准中Inputs的定义,刻画保护智能电子设备(保护IED)与其他设备之间信息交互模型(虚拟输入/输出信息模型)和保护IED内各LN之间信息交互模型。通过某地铁牵引降压混合变电所保护配置及功能实现案例表明:越区隔离开关闭锁、所内直流馈线保护和双边联跳保护实现过程可通过信息交互模型清晰展现,验证了地铁直流馈线保护信息建模方案的合理性和可能性。

茅苍术的全长转录组分析

为探究茅苍术Atractylodes lancea(Thunb.)DC.中药用活性成分生物合成的遗传基础,对茅苍术进行三代全长转录组测序,通过生物学信息学分析,构建了茅苍术全长转录本数据库.共获得26238条平均长度为1360 bp的全长转录本,其中25413条(96.86%)在NR、KEGG、GO、KOG和Swiss-Prot 5个数据库中得到注释.根据NR比对结果,茅苍术与菊科菜蓟属刺苞菜蓟(Cynara cardunculus)最为相似;根据GO注释分析,8371条转录本注释到生物学过程、分子功能和细胞组成的三大类共48条GO条目;有15848条转录本注释到KOG数据库,参与基本功能预测序列数目最多,为2598条;在KEGG注释分析中,共有12137条转录本被注释到130条代谢通路;基因结构分析中,得到325条LncRNA、24723条CDS序列,检测到SSR位点8027个;根据转录因子分析,共预测到81个TF家族,包括1830个转录因子.该研究获得了茅苍术的全长转录组数据库,并为后续开展苍术的育种、活性成分的生物合成机制以及遗传多样性等分子研究提供宝贵的遗传资源.

考虑风电不确定性的交直流配电网低碳分布鲁棒优化调度

为增加配电网风电的消纳能力,减少碳排放,建立了一种交直流配电网低碳分布鲁棒优化调度模型。分析风电预测误差和预测出力历史数据之间的正相关性,采用混合Copula函数,建立它们之间的联合概率分布,得到风电预测误差的条件概率分布。将交直流配电网解耦为交流和直流子网,以各自综合运行成本最小为优化目标,在交流子网优化模型中引入碳交易机制,建立交直流配电网分散协调优化模型。以得到的风电预测误差的条件概率分布为参考,构建了基于K-L散度的分布鲁棒模糊集。利用拉格朗日对偶理论,将优化模型转化为单层优化目标模型,并利用交替方向乘子法进行分散协调优化求解。基于修改后33节点交直流配电网模型的仿真结果表明所提模型能有效减少配电网侧碳排放量,显著提高风电消纳能力。

基于FPGA的核电DCS功能安全与可靠性评估

探讨了一种基于FPGA技术的核电DCS 2oo4架构系统开展功能安全与可靠性评估方法。运用FMEA技术识别系统级、模块级关键故障模式,针对危险失效模式采取诊断或控制措施,改善和提高核电DCS产品的安全性和可靠性。采用FMEDA技术定量分析模块级产品的平均故障间隔时间及安全失效分数。实验测试结果表明,该方法已在某安全级DCS平台功能安全SIL3认证中得到了充分的应用与验证,同时也为同行业核电DCS系统功能安全认证及可靠性评估提供了参考。

安全级DCS网络安全标准分析与实施原则研究

随着越来越多的数字技术、通信协议和软件应用于核电厂安全级分布式控制系统(DCS),网络安全在核电厂和安全级DCS中的地位日益重要。近年来,国内外网络安全标准陆续发布。网络安全标准要求存在差异,如何选择标准要求、如何实施对应的网络安全技术需要理论支撑。通过国内外网络安全标准要求研究,给出标准实施的建议。采用对比分析方法,分析了国内外网络安全标准的差异,分析了网络安全标准要求执行的难点。结合核电安全级DCS技术背景,提出了标准要求在工程项目中应用的基本原则。考虑了安全级DCS功能安全与网络安全协调的要求。提出的原则可为安全级DCS网络安全标准要求实施、技术措施的选择提供理论依据。

磁功能集成直流电机励磁绕组参数计算及对比分析

确定励磁绕组参数是解决磁功能集成直流电机驱动设计问题的关键。本文提出一种基于Buck-Boost变换器磁功能集成直流电机驱动系统励磁绕组参数计算方法,推导了系统数学模型与驱动电路约束条件的表达式,通过在三维空间内交叠电机机械特性曲面与约束条件曲面得到电机驱动可运行区间边界曲线的解析式,进而计算给定工作点处励磁绕组参数的取值范围。依据该方法计算磁功能集成直流电机励磁绕组参数,设计并制作了样机,并与传统直流电机驱动系统实验对比。结果表明,与传统驱动方案相比,磁功能集成驱动系统的效率更高,铜损更低。同时磁功能集成驱动系统节省了一个额外电感,提高了电机驱动系统的功率密度,降低了系统重量、体积和成本。

基于PLC的ABB断路器控制程序设计

第二代舰船综合电力系统输配电分系统采用中压直流供电方式,是舰船动力系统发展的趋势。而直流主网短路时,短路电流上升速度快,短路电流大,因此要求直流主网断路器有较强的分断能力。针对现有的支持中压直流、四遥功能的ABB断路器,本文设计基于PLC的断路器控制程序,实现断路器的实时监测、通断控制及整定值/延时时间的自动修改。通过试验调试,基于博途软件搭建的上位机监控界面实现了断路器的实时监测与控制,满足综合电力系统控制需要。

基于数字建模技术的变电站直流辅助系统设计

针对变电站直流系统设计和校验问题,文中提出一种基于数字建模技术的变电站直流辅助系统设计方案。基于C/S结构构建变电站直流辅助系统,其中包括数据层、服务层、业务层、UI层;其次,设计系统的功能方案,包括基础数据库管理、设备库管理和工程库管理模块。直流电源系统计算方案由直流负荷统计与蓄电池容量选择、充电装置模块选择、电缆截面及直流断路器计算、直流断路器选择四部分,以及电缆合格校验和保护电器合格校验两大校验部分组成。利用某220 kV变电站实际工程进行直流辅助系统的工程测试。结果表明,所提系统功能完善,结果符合工程要求,且系统的精确度和准确度均满足实际使用要求。