匹配控制构网型直驱风电场经LCC-HVDC 送出 系统的次同步振荡特性及机理分析

在“沙戈荒”地区风电经电网换相高压直流输电(line-commutated-converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)外送系统中,采用基于匹配控制的构网型直驱风机(matching control permanent magnet synchronous generator,MC-PMSG)可以提升送端电网的稳定性。然而,当MC-PMSG位于LCC-HVDC整流站近区时,系统的次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)特性尚未明确。针对上述问题,该文采用模块化建模法建立MC-PMSG经LCC-HVDC送出系统的小信号模型,通过特征值法研究MC-PMSG与LCC-HVDC对系统各SSO模态的参与情况与系统运行方式变化对次同步振荡阻尼特性的影响,通过阻尼重构法分析LCC-HVDC并网对系统振荡风险的影响机理。研究结果表明,系统存在匹配控制型风机主导、LCC-HVDC参与的SSO模态,MC-PMSG与LCC-HVDC间的次同步交互作用为SSO提供负阻尼;当混合型风电场中的MC-PMSG占比增大、MC-PMSG风电场容量增大或短路比减小、LCC-HVDC定电流控制器的比例系数增大、风机网侧换流控制器外环积分系数减小、直流电容增大时,SSO阻尼增大。通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真证明理论分析结果的有效性。

直驱风电场经MMC-HVDC并网送端系统稳定性分析及振荡抑制

基于模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)的高压直流输电HVDC(high voltage direct current transmission)因具有无源网络支撑等优势而被广泛应用于大容量新能源外送消纳。受电力电子设备交互作用等因素影响,送端系统易发生振荡失稳现象。首先,建立了直驱风电场经MMC-HVDC并网送端系统的小扰动线性化模型,分析了风场有功输出对系统稳定性的影响。然后,建立了MMC及风机并网变流器交流侧dq阻抗模型,从阻抗角度揭示了送端系统振荡失稳机理。进一步,提出了基于MMC交流电压控制外环q轴附加阻尼的振荡抑制策略,可满足系统满功率范围内的运行稳定性要求。最后,基于全比例模型的仿真结果验证了所提振荡抑制策略的有效性。

直驱风电场并网对直流输电引起的火电机组轴系扭振影响机理分析

火电机组与电网换相换流器高压直流输电(LCC-HVDC)间的次同步交互作用会引发火电机组轴系扭振(SSTI),而直驱风电场(DDWF)接入LCC-HVDC送端对SSTI阻尼特性的影响与机理尚未明确,相关研究有待开展。针对上述问题,该文基于DDWF与火电打捆经LCCHVDC送出系统,采用模块化建模法建立了小信号模型,使用特征值法分析了DDWF的接入与参数变化对LCC-HVDC引起的火电机组SSTI阻尼的影响;同时,针对特征值分析结果进行了机理分析。研究结果表明,DDWF会与火电机组共同承担LCC-HVDC的功率波动,削弱火电机组与LCC-HVDC间的次同步交互作用,从而增大SSTI阻尼,降低SSTI风险;当DDWF的容量增大、风速提升时,SSTI阻尼增大;当DDWF与LCC-HVDC整流站间电气距离增大时,SSTI阻尼降低;当LCC-HVDC整流侧由定电流控制转为定功率控制,或逆变侧由定电压控制转为定关断角控制时,SSTI阻尼降低。基于PSCAD/EMTDC平台进行了时域仿真,验证了特征值分析与机理分析的正确性。

半直驱中速永磁同步发电机轴承发生微电流腐蚀的故障诊断分析

轴承滚道形貌出现“搓衣板”纹路的故障模式是风电机组常见的主要故障之一。针对半直驱中速永磁同步发电机轴承发生微电流腐蚀故障,首先通过在线监测系统采集发电机轴承运行时的振动信号,然后对振动信号故障特征进行提取与诊断分析,研究和复现轴承滚道微电流腐蚀的失效模式和故障发展历程,最后同步验证抑制轴电流的措施的有效性,以此保障风电机组健康可靠地运行。分析表明:该故障风电机组的发电机轴承滚道出现的“搓衣板”纹路并非轴承的主要失效模式,而是轴承滚道发生二次损伤的表现。随着时间推移,轴承滚道出现的损伤(浅坑)纹路逐渐重复叠加并变得更加清晰,说明该发电机的主要失效模式为轴承微电流腐蚀。

掘进工作面直流电法超前探测技术问题探讨

直流电法是目前煤矿掘进工作面超前探测的主要方法,探测效果直接关系煤矿安全生产,对其探测效果有必要做进一步的研究。针对球壳理论,建立了点电源一侧含异常体模型并计算了三维电位值,分析了点电源一侧存在异常体时,在点电源另一侧的电位分布情况,建立了掘进工作面前方不同距离含立方异常体和无限大板状异常体模型;通过数值模拟计算,研究了视电阻率异常范围和异常体实际大小的关系,以及视电阻率异常位置与异常体实际位置的关系;对位于测线不同位置的异常体模型进行了数值模拟计算,研究了该方法对测线前方和对测线下方异常体的探测灵敏度;建立了典型含水体探测模型,进行了仿真计算,并基于几何交汇原理成图,探讨了典型含水体探测效果;最后介绍了2个典型的未成功探测工程实例,将探测结果和前方已知地层富水情况进行了对比说明。研究结果表明:点电源一侧存在异常体时,在点电源另一侧不会产生突变的异常,球壳理论应用计算结果不是太理想;视电阻率异常范围远大于异常体实际大小,视电阻率异常位置与异常体实际位置亦不对应;超前探测结果主要为巷道底板而不是巷道前方地质情况的反映;直流电法巷道掘进工作面超前探测方法探测精度和分辨率均较低,成果图中难以有效识别异常体的大小和位置,现有掘进工作面直流电法超前探测方法的探测原理和数据处理解释方法有待进一步研究。

卧式镗铣床电气控制系统设计

采用PLC作为主控制器 ,选择SSD5 90数字式直流调速装置作为拖动电源 ,研制了一种新型的通用镗铣床电气控制系统 ,用于大型高精度卧式镗铣床的电气控制。应用实践表明 ,该系统设计先进、性能价格比高、调速范围大、运行可靠、可移植性强 ,可以广泛应用于各种类型的卧式镗铣床的电气控制系统改造。

AGV在发动机试车线上的应用研究

介绍了用于企业生产现代物流设备AGV(AutomaticGuidedvehicleSystem)在发动机试验车间应用。该系统由自动输送车、自诊断系统、激光导航系统、控制台管理系统以及充电系统等组成,是一种先进的物流输送方式。

基于载波移相并联的直驱风力发电并网变流器控制策略

直驱风力发电变流器需要全功率变流器,其网侧变流器设计要求低谐波输出、宽电压工作范围、高可靠性及快速的动态响应能力。受现有功率器件及其开关频率、发热等条件制约,采用单模块的变流器难以满足系统要求,因此采用载波移相并联作为并网变流器,使系统冗余性增强、输出电流控制的等效开关频率和采样频率都得到了提高,输出滤波电感的压降减小,提高了系统动态响应能力。针对载波移相并联变流器的环流问题,通过对载波移相并联系统环流数学模型的分析,提出了一种可以有效抑制环流同时改善系统动态性能的总电流输出外环加环流控制环的控制策略。仿真和实验结果验证了所提控制方案的可行性和有效性。

基于神经网络的模糊控制在装甲车电传动控制系统中的应用

针对装甲车辆电传动系统是一个复杂的多变量、非线性系统 ,其控制系统的扰动变化大 ,对驱动电机的控制要求苛刻的特点 ,根据模糊控制器对参数的变化不敏感 ,对非线性系统进行控制时往往能取得较好的控制效果 ,以及神经网络的学习功能、联想记忆功能、分布并行式处理功能可以更好地实现模糊逻辑控制中的规则表示、知识获取和并行推理 ,因此利用神经网络来实现无刷直流电机调速系统的模糊控制。在MATLAB中进行计算机仿真 ,通过仿真分析表明 ,当突然加、减负载时 ,神经网络模糊控制与PID控制相比 ,具有对参数变化不敏感以及超调和振荡小等特点。

机车柴油机转速测量新方案与实现

有效利用交直流电传动内燃机车工作及传动特点,不需要使用专用的转速传感器,采用频率比较方法,就能实现对内燃机车柴油机转速的快速精确测量。经机车维修使用表明,该方法经济实用,可靠性高,操作便捷,为机车柴油机转速测量提供了又一新的方案。介绍了测速原理、方法及具体实现。

基于潮流能直驱式海水淡化系统的建模与仿真

提出使用捕能系统捕获潮流能带动低压海水泵把低压海水转换为高压海水进行海水淡化,并对海水淡化过程中的浓海水进行能量回收。潮流能海水淡化关键在于提高效率和进入海水淡化系统时的海水压力的稳定。潮流能海水淡化系统采用直驱方式和能量回收系统提高了潮流能转换效率,而且系统中的高、低压蓄能器对海水淡化过程中海水压力起着稳定的作用。基于线性流体力学理论,推导出潮流能直驱式海水淡化系统的数学模型,模型考虑了水液压系统内部件的滑动摩擦力和泄露量。并对数学模型在系统压力、产水量和产水比能耗等方面进行仿真。仿真结果达到系统压力稳定、产水比能耗低。

基于神经网络延时预测的自适应网络控制系统

针对网络控制系统存在着随机、时变、不确定的信息传输延时,采用带有时间戳的线性神经网络(TSLNN)进行在线延时预测,实时地获得当前采样周期的网络传输延时预测值.该方法选取3个先验的网络实测延时值作为神经网络的输入样本,选用widrow-hoff学习规则作为神经网络的训练算法;应用网络传输延时预测值,并采用一阶Pade方法,对数学模型中的延时环节进行线性化处理,从而获得无刷直流电机调速网络控制系统的线性数学模型;最后,利用模型参考自适应控制方法(MRAC)设计闭环控制器.仿真结果表明,将基于TSLNN在线延时预测的MRAC方法应用于无刷直流电机调速网络控制系统中,可以获得令人满意的系统动、静态性能.

直流电场提高水驱油效率的数值模拟方法

从毛细管双电层理论出发，结合孔隙介质的电渗流理论，建立了直流电场作用下油水两相的渗流方程。在恒压降注水条件下，利用有限差分法对假定油藏进行了数值模拟计算。结果表明，在直流电场的作用下，水相渗透率降低，油相渗透率提高；在水驱油过程中，直流电场使含水率下降，产油量上升；在含水率为２０％～７０％时用直流电场处理水驱油藏，控水效果好。用直流电场处理高含水油藏，增产效果明显，在含水８０％时用１００Ｖ／ｍ的直流电场对油藏作用３个月，采收率可提高１．６％左右，且采收率的提高与渗透率无关。

直流电动-水动力驱油机理研究

根据物理化学流体动力学理论 ,从多孔介质渗流的毛管模型出发 ,建立了储层条件下电动力水动力耦合公式。利用该理论公式和Buckley Leverett模型 ,探讨了恒速注水电动 水动力驱油机理 ,利用该机理对国内外两个典型实验结果进行了拟合。结果表明 ,在储层条件下 ,由电动力引起的电渗作用是提高水驱油采收率的重要因素之一 ,且电加热作用可以降低原油粘度 ,从而提高水驱油采收率。当直流电场的电位梯度为 7.5V/cm时 ,电加热可以提高原油采收率 1 3%左右 ,而电动力仅可以提高采收率 2 %左右。直流电场作用可以降低水油比 ,施加 5.0V/cm的电场 ,当注入 3倍孔隙体积水时 ,水油比减小了 1 6%。

永磁直驱风力发电中风力机模拟系统的研究

分析了风力机和直流电动机的工作特性,建立了风力机特性曲线的数学模型。在此基础上,提出功率外环转矩内环的双闭环直流电动机控制方法来模拟风力机特性,并通过控制永磁同步发电机使其运行在最大功率输出点。同时为检验风机控制系统的相关性能及研究风机对电网的影响,分"微风"、"阵风"、"强风"3种状态对风电场的工况进行初步模拟。通过实验可知该平台可方便应用于实验室条件下的风力发电技术研究。

低流速海流能样机设计与海试研究

对低流速海流能发电技术经行预研究,在研究的基础上试制一台直径2.2 m的海流能样机,并在舟山海域完成海试。海试结果表明,样机达到在流速1 m/s时输出500 W额定功率的设计目标。通过此次样机试验,发现低流速条件下海流能发电技术遇到的新问题,也可为未来进一步深入的研究积累经验。

水平轴表层潮流发电机关键技术研究

针对国内海洋潮流能开发存在的特点、问题和开发现状进行分析,并提出潮流能发电的关键技术。以水槽缩比模型实验为基础设计了2kW水平轴直驱式潮流发电装置,并进行了水槽拖动试验和实海况试验,验证了该装置对解决潮流能关键技术设计方案的可行性。试验数据和结果表明:水平轴直驱式表层潮流发电装置具有较高的效率和可靠性,为今后潮流能大规模推广应用提供了技术基础。

基于DSP的直流无刷电机驱动系统设计

针对一种小型无刷直流电机进行驱动电路设计,首先分析无刷直流电机的工作原理,其次论述基于DSP的无刷直流电机PWM调控相关器件的参数确认,研制了驱动控制电路。通过对电路的调压、调频测试,结果验证了所制作的驱动电路的电压、调频控制方案有效性和可行性。

永磁直驱风力发电并网逆变器电流滞环控制

永磁直驱风力发电系统网侧逆变器采用单电流环控制时,其稳定性不足,输出电流谐波含量大、电能质量下降。文章分析了含有LCL滤波并网逆变器的数学模型,提出了瞬时功率外环、电流滞环内环的控制策略。通过仿真结果表明,在该控制策略下,并网系统输出的电流波形较好,谐波含量低,具有良好的动态跟踪响应特点,并满足了风力发电并网的控制要求。