基于STM32的频率和功率可调非接触供电超声电源设计

为解决接触式供电中漏电、磨损、电能传输不良以及超声电源在加工中谐振频率漂移、跟踪速度慢、输出功率不稳定等问题,文章以STM32单片机作为主控系统,设计了一种频率和功率可调的非接触供电超声电源。根据采样反馈电路采集的电压电流相位差和有效值信号,采用锁相环和模糊比例积分(Proportional Integral,PI)控制相结合的方法对频率进行跟踪,并用传统PI控制法控制输出功率。在Matlab软件中搭建电源仿真模型,利用附加电阻、附加电感和附加电容模拟加工过程中负载参数的突变,对有频率调节和功率控制子系统以及没有子系统的电源模型分别进行仿真。仿真结果表明,电源输出功率稳定在248 W。当负载参数发生改变时,电源的谐振频率发生漂移,经过频率自动跟踪子系统的调节后,电源在0.01 s后重新回到谐振状态。此控制算法实现了频率快速跟踪和功率控制。

一种应用于探测的可预测电流模式FSBB电路

探测器的能源供给离不开DC-DC变换器,先进的控制方法能提高工作效率。预测电流模式控制相比于传统的PI控制具有动态响应快、易于进行过流保护等优点,因此被广泛应用到电力电子控制领域。由于控制回路的问题,不能通过计算开环增益的方式对负载波动与输出电压变化的闭环传递函数进行有效地设计。因此,提出了一种在不加前馈控制的情况下,基于预测电流模式控制四开关Buck-Boost(four-switch Buck-Boost,FSBB)变换器补偿器的设计方案,该方法能提升负载动态响应,通过实验数据,证明了该方法的有效性。

基于变转速磨煤机的机组快速变负荷控制策略研究

由于制粉系统的延迟惯性特性,对锅炉的响应速率有较大影响,改善制粉系统的迟滞性对于提高机组变负荷速率具有重大意义。本文通过系统建模及数据仿真分析了磨煤机变转速对机组响应特性的影响,设计了基于变转速磨煤机的机组快速变负荷控制策略,根据变负荷过程及需求控制磨煤机转速,最大限度地发挥变转速磨煤机的优势,提高机组的变负荷速率响应能力,并通过试验验证了策略的有效性。试验结果表明,在配有变转速磨煤机的机组上采用该套控制策略能够有效提升机组变负荷速率,机组变负荷速率可达3%Pe/min以上,极大地提升了机组的负荷响应能力。

液态金属快堆负荷跟踪能力研究

液态金属快堆的负荷跟踪控制模式尚处于理论研究阶段,液态金属快堆的物理热工特性相比压水堆有较大差异,对反应堆的运行和反应性的控制带来较大挑战。为实现其负荷跟踪能力,需设计合理可行的液态金属快堆反应堆控制策略和相应的控制系统。本文以液态金属快堆为研究对象,建立了系统程序模型,并在此基础上搭建反应堆控制系统模型。结合液态金属快堆实现负荷跟踪能力的运行要求和液态金属冷却剂的物性特点,提出了液态金属快堆的控制系统策略。对正常运行瞬态和大幅度负荷快速变化瞬态进行计算模拟以验证反应堆控制策略。结果表明,典型的运行工况下,控制系统方案具备良好控制性能,液态金属快堆具备负荷跟踪能力和较高的运行灵活性。负荷跟踪能力的研究为后续液态金属快堆的灵活运行奠定基础,有助于拓展液态金属快堆的应用场景,提高运行经济性。

选煤厂智能定量快速装车系统优化

文章基于主从变频控制技术提出了选煤厂智能定量快速装车优化系统设计方案。重点阐述了以EPEC 2024控制器为核心的智能定量快速装车系统的硬件组成、软件设计重点。主站控制器周期性地以TCP/IP通讯获取给煤机、带式输送机、储煤仓的信息并完成对装车系统所有装置的智能控制,同时将装车系统所有信息传送至人机监控平台进行实时显示,最后完成实际应用分析。应用分析结果表明,优化后的装车系统满足设计要求,并提升了装车系统的控制精度、稳定性和智能化水平,有助于提升选煤厂装车系统的安全系数和装车效率。

电网线路过载速减机组出力控制

长期以来的电网、电源投资和发展的不平衡,导致电源的快速发展与电网建设的长期滞后的矛盾越来越突出。首次提出了不同于RB(辅机故障减负荷)、FCB(快速甩负荷)技术的"电网线路过载速减机组出力"的概念及目标,并对速减负荷功能的难点,如速减过程中如何解决锅炉压力飞升、保证汽包水位稳定和高压缸压比安全余量,速减结束后如何控制机组各参数在安全稳定范围内等关键技术,进行了深入研究,给出了具体的控制策略,设计了全新的基于电网线路过载而速减机组出力功能的控制逻辑,成功应用于舟山朗熹发电厂3号火电机组,经过一系列的试验和优化后,达到设计要求,解决了"窝电"状况,提高了能源的有效利用率。

应对特高压换流站紧急故障的负荷快切通信关键技术研究

特高压换流站双极闭锁等导致电网严重事故问题已引发社会高度重视,事关特高压的建设发展。相对常规稳控的一片切粗暴式甩负荷手段,负荷快切精细到用户内部,极大降低了影响面。在分析了负荷快切手段应对特高压紧急故障控制过程的基础之上,设计了负荷快切通信网络框架,从稳控侧保护专用通信网、营销侧负荷快切决策系统通信网和用户侧负荷快切终端通信网三部分进行了组网方案详细设计。针对负荷快切应对电网故障处理的通信特点和通信需求,提出基于优先级标识的VLAN组网技术、基于SPQ和WFQ通信队列优化调度方法。并结合VPN组网技术及信息安全防护等通信关键技术的应用,提升故障处理过程的通信可靠性、及时性及安全性。最后以成都1100 kV特直换流站为例进行了负荷快切通信分析。

一种基于模糊推理的快速解耦潮流算法

根据快速解耦潮流方程中系数矩阵是常数矩阵的特点 ,抽象出模糊命题 ,提出采用模糊推理的方法求解潮流问题。推导了基于模糊推理的快速解耦潮流算法 ,建立了计算中使用的单输入单输出模糊控制器模型 ,并以标准测试系统为算例 ,验证了该方法的正确性。

考虑火电机组深度快速变负荷能力的频率控制

风电的大规模并网和常规燃煤机组的快速爬坡能力不足对系统的频率稳定产生了严重的威胁。考虑到中国当前以燃煤机组为主的电源结构,通过合理利用火电机组深度快速变负荷能力提高机组动态特性是解决这一问题的有效手段,但是目前其在电力系统中的应用主要集中在调度上。文中提出了一种将火电机组深度快速变负荷能力应用在含风电电力系统的频率控制中的方法,该方法基于含风电电力系统的频率分析模型,首先在预测层面根据风电功率超短期预测的结果以及机组深度快速变负荷的经济性和安全性条件判断,合理制定火电机组深度快速变负荷状态的开关计划,然后利用所制定的开关计划进行实时风电功率激励下的系统频率控制,所提策略与传统自动发电控制策略紧密结合,工程上易实现。将所提方法应用于IEEE 10机39节点系统,仿真结果表明,所提方法能够有效提高含风电电力系统的频率控制能力,适用于高风电渗透率的互联电网。

适用于配电网多线路的快速电磁式Sen变压器

随着分布式电源规模日益增大,新能源就地消纳问题凸显。采用源网荷协调控制策略,通过调节负荷侧电压,以改变负荷功率,是解决新能源就地消纳问题的一种有效手段。该文首先提出了一种具有结构紧凑、快速调节、经济性好和可靠性高的新型配电网多线路快速电磁式Sen变压器,并对其拓扑结构和控制策略进行分析,然后在Simulink中搭建出典型配电网和MFE–ST的仿真模型,进行了多种条件下的仿真分析。最后研制出MFE–ST的小容量实验模型,并搭建配电网实验平台进行实验。仿真和实验结果表明:MFE–ST调节潮流有功功率和无功功率的最大相对误差分别为6.72%和4.84%,补偿效果和精度较好,且能实现功率解耦控制,验证了配电网多线路快速电磁式Sen变压器的可行性和有效性。

直流调制策略改善交直流混联系统的频率稳定性研究

为了抑制交直流混联系统的负荷突变而引起交流系统的频率振荡,提出变结构的直流功率调制和快速汽门最优控制的协调控制策略。首先建立交直流系统的简化模型,通过交叠分解的方法将模型分解为2个独立的子系统,对子系统采用直流功率的变结构控制,切换函数采用最优控制设计。该控制策略实现简单,能显著减少频率偏差的首摆峰值,但稳态误差较大。因此采用发电机的快速汽门最优控制来协调控制频率,采用线性最优理论设计快速汽门综合控制器。对采用这2种控制器的输电系统,在负荷发生扰动的情况下进行仿真。结果表明,变结构的直流调制在扰动发生的初期能显著抑制频率振荡,汽轮发电机的调速器与直流功率调制器相结合,减少了稳态误差。

储能电池参与电网快速调频的自适应控制策略

为充分利用储能对电网调频性能的改善作用,对储能电池参与电网快速调频的控制策略展开了研究。通过分析含储能电池的区域电网幅频特性,得到电网可承受的最大负荷扰动范围;兼顾电网调频控制要求和储能电池容量限制因素,提出一种考虑储能电池荷电状态(SOC)因素的调频自适应控制策略,并给出了储能电池参与调频的时域评价指标;最后以典型区域电网为例对该策略进行仿真验证。结果表明:所提策略能较大幅度提升区域电网所能承受的负荷扰动最大值,即改善电网的抗干扰能力;相较其他控制策略,其在短时扰动(阶跃负荷扰动)工况下,改善频率指标的效果更为显著,而在长时扰动(连续负荷扰动)工况下,其在储能电池SOC指标效果上更有优势。研究结果验证了所提方法的有效性和优势。

规模化电动汽车负荷的柔性台区协同经济调度

提出了一种基于柔性台区场景并考虑规模化电动汽车快充负荷的经济调度方法。首先,给出了柔性台区的定义、基本结构与应用前景;其次,以运行成本最小为目标函数,研究了目标函数的多重意义与负载率的均衡条件,建立了以功率平衡、储能充放电次数、变压器负载率等为约束条件的经济调度模型;然后考虑不同区域的快充需求,实现电动汽车负荷模拟,获知充电负荷曲线,进而求解运行成本。最后采用南京市某地区柔性台区工程作为算例,讨论分析了不同充电规模下,调度前后的设备运行结果及经济成本,验证了经济调度方法的可行性、负载率均衡条件的正确性以及柔性台区方案的优越性。

电网瞬时故障时汽轮机汽门快控误动作原因分析

介绍几起电网瞬时故障时汽轮机汽门快控误动作事件,结合电网故障时的录波数据,对几种不同型式的功率变送器进行测试。结果表明,输入信号快速变化时,某些功率变送器输出值会发生畸变,畸变的方向与幅值跟何相故障、故障时刻、功率变送器接线型式与生产厂家有关,电网故障信息可能被放大,这是造成诸多机组汽门快控功能误动作的根本原因。根据测试结果,对功率变送器的选择和使用提出相关建议。

负载敏感双缸快速同步到位系统研究

本文研制了一套负载敏感双缸快速同步到位系统,它涵盖但不同于一般意义的位置同步和速度同步系统,且具有同步精度高、节能的优点。介绍了该系统的组成、原理、特性仿真、同步控制算法和试验结论。论述了同步精度的影响因素和提高方法。

煤炭快速装车站抑尘剂喷洒装置自动控制系统的设计

介绍了快速装车站抑尘剂喷洒装置以液压站作为动作执行元件的动力源,实现大臂和喷头回转、起降、上下等功能。电气控制系统采用光电传感器、超声波传感器、位移传感器等收集列车运动时车厢的动作信号和抑尘剂自动喷洒装置执行元件动作信号,通过PLC的处理转化,利用全自动的人性化界面操作,实现抑尘剂的自动喷洒。

用于开关DC-DC转换器的快速负载瞬态响应电路

设计了一种提高固定开关频率DC-DC转换器负载瞬态速度的电路。该电路通过在负载跳变过程中改变开关频率的方式来提高负载瞬态响应速度。在负载电流瞬态变化时,DC-DC输出电压的跳变量通过反馈电压采样和放大后来控制开关频率。负载电流从小到大跳变时开关频率增加,在负载电流从大到小跳变时开关频率降低。整个芯片后仿真结果表明,所设计的电路可以改善负载瞬态响应,在输入电压12 V、输出电压5 V条件下,负载电流由1 A到3 A跳变时,输出电压过冲量降低了26 mV,负载电流由3 A跳变到1 A时,输出电压过冲量降低了52 mV。该电路在一款0. 18μm高压BCD工艺的降压型DC-DC转换器芯片中进行了投片验证,测试结果表明,负载瞬态时,输出电压过冲量减小,增加了系统稳定性。

基于神经元PID的风力发电机组独立变桨控制

针对传统统一变桨距控制策略存在的不足,基于风力机空气动力学原理,提出了基于神经元PID的独立变桨距控制策略,将测量的桨叶根部My方向载荷通过神经元PID控制算出d、q轴的桨距角,经反Park变换得到3个桨叶的附加桨距角,将其与统一变桨距角相加作为独立桨距角的设定值。并借助Fast软件平台以2MW变速变桨风力发电机组为例,仿真比较了独立变桨距控制策略与统一变桨距控制策略。结果表明,独立变桨距控制策略能有效保证在额定转速下机组输出功率稳定,且能有效降低风力发电机组各零部件的疲劳载荷。

汽轮机再热调节阀快关过程异常分析及处理

某600 MW汽轮机组甩负荷试验中,其再热调节阀在快关时出现开度反复波动现象,导致了汽轮机的超速保护动作。通过对试验结果与再热调节阀快关动作过程的分析,结合动态情况下的再热调节阀快关试验情况,判断出均压室内压力突降是导致再热调节阀快关过程异常的根本原因。采取了在再热调节阀套筒上打孔的处理措施,改进后的试验结果表明,该措施简便有效。

级联DSTATCOM补偿不平衡负载分相控制策略

针对三相四线制不平衡无功负载的特点,采用正、负序同步旋转变换分别提取基波正序、负序无功分量,同时采用静止坐标系下的分相控制策略,实现配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)补偿模式的灵活性选择,可以只补偿负序、零序分量,充分利用DSTATCOM容量优先保证网侧电流平衡,也可在DSTATCOM容量允许的情况下同时补偿正序、负序和零序分量,进一步提高网侧功率因数。为提高分相控制的补偿精度且同时保证系统的动态性能,引入改进型的快速重复控制,设计了基于比例积分(PI)控制内环和快速重复控制外环的电流双环控制策略。最后在MATLAB/Simulink环境下建立三相四线制DSTATCOM仿真模型并搭建实验样机进行验证,仿真和实验结果证明了基于快速重复控制的分相控制策略能实现DSTATCOM对不平衡无功的高精度、选择性补偿。