DC Traction Power Supply System Based on Modular Multilevel Converter Suitable for Energy Feeding and De-icing

A novel DC traction power supply system suitable for energy feeding and de-icing is proposed in this paper for an urban rail transit catenary on the basis of the full bridge submodule (FBSM) modular multilevel converter (MMC). The FBSM-MMC is a novel type of voltage source converter (VSC) and can directly control the output DC voltage and conduct bipolar currents, thus flexibly controlling the power flow of the urban rail transit catenary. The proposed topology can overcome the inherent disadvantages of the output voltage drop in the diode rectifier units, increase the power supply distance and reduce the number of traction substations. The flexible DC technology can coordinate multiple FBSM-MMCs in a wide area and jointly complete the bidirectional control of catenary power flow during the operation of the electric locomotive, so as to realize the local consumption and optimal utilization of the recovered braking energy of the train. In addition, the FBSM-MMCs can also adjust the output current when the locomotive is out of service to prevent the catenary from icing in winter. The working modes of the proposed topology are illustrated in detail and the control strategy is specially designed for normal locomotive operations and catenary de-icing. Simulation cases conducted by PSCAD/EMTDC validate the proposed topology and its control strategy.

UC3842的开关电源项目式教学方法应用

基于UC3842的开关电源项目式教学方法应用实践,介绍开关电源的基本原理,分析基于UC3842的开关电源电路的教学内容、教学目标、学生的学情特点和重难点。采用将实训教学与项目式教学相结合的方法,将开关电源电路设计的具体应用场景融入到实际课程教学中。以“工作任务”为明线,以“思政融入”为暗线,运用混合式教学、任务驱动法、合作探究法等方法手段,以课前、课中和课后三段教学流程实施教学,取得良好的教学效果。

供配电技术课程思政项目化重构

为了实现职业教育高素质高技能的人才培养目标,阐述了供配电技术课程思政项目化教学内容的重构:一方面,将学科导向的教学内容重构,设计出以产业需求为导向的、融入电力行业现行国标规范的项目化知识结构,实现“技”的培养;另一方面,在项目化教学内容中,深入挖掘并有机融入思政元素,实现“德”的培养。供配电技术课程思政项目化,实现了在职业教育教学过程中传授知识技能、孕育意识形态,凸显了职院校“德技并修”的人才培养目标。

极简基站智慧能源管理系统研究与应用

极简基站通过BBU集中和电源室外化改造可有效节省基站空调电费和降低基站机房租赁费用。针对极简基站建设模式,本文提出了一种极简基站电源监控系统的解决方案,实现了对室外一体化电源的信息化管控,提升了移动通信网的运维效能。

考虑5G基站储能参与配电网供电恢复研究

5G的快速发展使得5G基站储能容量大幅增加,如何充分发挥时常处于休眠状态的基站储能资源,使其参与配电网供电恢复,降低配电网失电量问题亟待研究。该文通过协调基站储能参与配电网供电恢复,以发挥其储能价值。首先,建立风光联合出力场景集,通过赤池信息准则和平方欧式距离确定各时段最优Copula函数,进而对其进行抽样聚类,获得风光典型出力场景集;然后,建立基站备用储能模型,通过正弦函数叠加建立不同区域的通信量模型,利用泰尔熵和修正基尼系数建立综合脆弱度模型确定各基站储能备用时间及备用储能模型,进而获得不同基站储能的可调度容量;最后,以失负荷量损失最小为目标,建立考虑基站储能参与及风光出力波动的含可调参数的两阶段鲁棒优化模型。以改进的IEEE 33节点模型为例进行仿真验证,分别对比了定基站备用时间与该文所提方法确定备用时间、鲁棒优化与确定性优化等方案下系统失负荷量的变化情况。仿真结果表明,5G基站储能可降低失负荷量损失成本,提高风光消纳率。

燃料电池-锂电池混合供电系统的无源控制策略及参数设计方法

多源混合供电技术可有效地利用不同供电单元性能,在电气化交通系统中得到广泛应用。然而,随着越来越多的恒功率特性及强脉动特性负载接入供电系统,系统的稳定性难以得到保证。针对传统线性控制方法难以保证系统的大信号稳定性,而现有非线性控制的研究仍缺乏兼顾稳定性和动态性能的控制参数设计方法的问题,该文对燃料电池-锂电池混合供电系统设计基于无源控制和扩张高增益状态观测器的复合控制方法,并对控制器和观测器参数进行了设计,有效地保证了系统的动静态性能。在实验室搭建一套额定功率为3 kW的燃料电池-锂电池混合供电系统实验平台进行测试,结果验证了所提控制策略和参数设计方法的有效性和正确性。

基站叠光系统故障诊断方法

叠光技术已在通信基站开展规模应用,但由于基站位置分布分散,光伏设备对维护人员专业技能要求较高,基站叠光系统定期巡检上站成本高、维护难度大。在调研基站叠光系统常见故障类型的基础上,开展基站实地故障模拟试验,建立基站叠光系统典型故障特征模型,提出同站址光伏组件之间发电数据横向比较、历史发电数据纵向比较的故障诊断方法。利用现网叠光基站发电数据进行算法验证,其中周期性固定物阴影遮挡诊断正确率达到88%。该方法可以有效定位基站叠光系统故障光伏组件和故障原因,降低定期上站巡检成本和维护人员技能要求,提高了运营维护效率,具有良好应用前景。

计及指标重要度的地铁供电设备健康状态分级评估方法

针对现有维修模式中存在的“维修不足”和“维修过度”等问题,提出了一种计及指标重要度的地铁供电设备健康状态分级评估方法。根据层次分析和模糊统计相结合的方法求解设备健康值,并将指标的重要度考虑在内,对设备所处的健康状态进行等级划分,最后以干式变压器为例进行实例分析。研究结果表明:利用本文提出的评估方法能够合理地表征地铁供电设备的健康状态,与实际情况符合,验证了方法的准确性及可行性。

Novel Radio on Fiber Access Eliminating External Electric Power Supply at Base Station

A novel Radio On Fiber(ROF) access is proposed and demonstrated which enables the pico-cell Base Station (BS) for high-speed wireless communications to eliminate external electric power supply facilities. We demonstrated 2.4-GHz band radio signal transmission through the BS without external electric power supply. The electrical power used for BS circuit is feeded by optical power over optical fiber from central station.

工业低温余热回收利用研究进展

工业生产过程中产生的大量低温余热通过烟气、冷却介质等形式散发到环境中,将这些热能回收利用对提高能源利用率、促进实现“双碳”目标具有重要作用。文章通过详细回顾现有工厂利用低温余热的案例,对比不同热源条件下的换热方案及节能效果,得出低温余热具有余热制热、原材料预热及防冻、余热制冷、余热发电等广泛用途;指出在利用低温余热资源时,应重点关注热源的特点及工厂需求等方面,选择与企业适配的余热利用方式;并对低温余热在节能减排中发挥的重要作用提出展望。

5G通信基站供配电技术研究

5G网络具有高速率、低时延的特征。5G基站功耗为4G基站的3~4倍。5G基站超密集的组网覆盖形式也需要更多的电力进行供应。因此,5G基站的建设也对其电源配套提出了更高的要求。为此,文章以5G通信基站的供配电为研究方向,通过对其不同应用场景进行技术指标分析,为5G基站的用电建设提供技术储备基础,为5G基站的正常运行提供有益参考。

混合MMC无源供电系统的自取能预充电策略研究

由于桥臂中全桥子模块的使用,混合型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的预充电启动策略与传统MMC有很大的不同。基于此,文中针对面向无源供电的两端混合MMC送电系统,提出了一种基于交、直流辅助电阻的子模块自取能预充电策略。该策略的特点在于,综合考虑了基于混合MMC的两端直流系统预充电时直流侧电压的变化,有效利用了混合MMC所具有的直流电流阻断功能,通过交、直流侧辅助电阻的合理配合解决了混合MMC预充电时的电流冲击,使得无源侧混合MMC的预充电时长明显缩短,预充电期间同类子模块的电容电压基本保持一致,有效避免了“黑模块”与旁路模块的产生,降低了混合MMC的启动控制难度。基于MATLAB/Simulink的仿真平台,验证了文中所提策略的正确性与有效性。

一种移动通信基站的电源类型识别方法和装置

【目的】当移动通信基站因种种原因需要供电单位进行油机发电时,铁塔公司需要对发电费用进行风险化管控,防止作弊发电以套取发电费用补助。【方法】市电电源相较于油机电源的电压频率相对稳定,通过比较两种电源电压频率的差异性,构建电源识别模型。【结果】开发了一种基于电压波形差异的电源类型识别装置,可以准确地识别出市电供电和油机供电,杜绝了把市电供电当作油机供电和市电供电正常却依然采用油机供电的情况。【结论】通过仿真模拟和现场安装测试,该装置能够准确识别基站电源类型,满足铁塔公司对发电费用风险管控需求,有助于降低运维发电的费用支出。

轨道交通柔性交流牵引供电系统无源一致性稳定控制方法

针对以双向变流器为核心的轨道交通柔性交流牵引供电系多变量、强耦合、非线性特性,在dq坐标下建立双线性系统模型,满足状态变量与控制变量同步线性变换,设计形式简单的无源性控制律,将相邻双向变流器一致性误差嵌入无源性控制器输出量,实现变流器直流侧电压与dq轴电流期望轨迹同步快速跟踪,达成多变流器协同控制目标。基于MATLAB的仿真结果验证所提方法在列车负荷功率需求变化、控制器参数摄动情形下能实现多变流器功率精确分配,相比传统下垂PI控制,所提方法具有动态响应快、同步性好、稳定性高的特点。

基于EKF-Markov的UPS荷电状态预测与健康管理系统

根据生产不间断电源企业的需求,设计了基于EKF-Markov的不间断电源状态维修管理系统,在使用方许可的情况下,使用地理信息系统可视化显示设备在线位置及实时运行的状态数据。与传统事后维修方案相比,在数据预处理中运用加权的方法对数据驱动采集的信息进行状态维修建模,能够减少不同类型数据导致的差异;采用扩展卡尔曼滤波消除噪声对采样结果的影响,该算法下荷电状态预测的误差均值为0.4343%,结合马尔可夫决策过程对UPS电池状态进行分析,实行充/换电模式下的健康管理状态维修策略,维修时间平均减少了57.12%。研究结果表明,相较于传统维修方法,状态预测与健康管理系统的使用可提高维修效率,加速实现从传统的计划性维修到状态维修模式的转化。

蓄电池精准配置分析模型开发与应用研究

作为基站备用电源,蓄电池除能保证通信网络的可靠性与稳定性,还能在削峰填谷、平衡电网负荷及降低通信设备能耗的情况下发挥重要作用。调查发现,在蓄电池正常运行的情况下,仍存在容量下降过快、使用寿命大幅缩短的问题,初步认为与蓄电池本身状况及使用环境有关。为此,该文开发一种电池容量测评模型,该模型建立4个一级指标和17个二级指标,在指标赋值的情况下对蓄电池的基础信息、运行环境、社会影响和维护情况作出综合评价,根据最终的评分判断电池等级,并为下一步的蓄电池管理提供指导。

5G基站通信电源的高效能管理技术

随着5G网络的快速部署,基站数量和密度不断增加,对通信电源的高效能管理提出了更高的要求。文章综述了5G基站通信电源的组成和类型,阐述了电源系统的基本工作原理,并分析了当前5G基站电源管理技术的现状,进一步探讨了提高能源转换效率、智能电源管理系统、备用电源和储能技术等高效能电源管理技术,并提出了基站功耗分析、动态能耗管理以及网络级能耗优化的策略,旨在实现5G基站通信电源的高效能管理。

5G通信基站电源管理与高效能源转换技术

随着5G技术的愈加成熟,5G技术在各行各业中所占据的应用地位越来越重要。5G通信基站作为支撑5G网络的根本所在,其在网络数据激增的背景下一直处于负荷运行状态,5G相关企业必须不断加强应用电源管理与高效能源转换技术,才能够在保证5G通信基站正常运行的同时大幅度降低其能源损耗,促进5G网络更加稳定的发展。因此将通过5G通信基站对电源的要求、电源管理及高效能源转换技术等几个方面对其进行具体的研究与分析。

刀片电源关键技术在室外基站的应用

文章研究室外基站中刀片电源技术的应用,包括刀片电源基本情况、室外基站基本组成、室外基站中的刀片电源及其关键技术应用以及室外基站中的刀片电源技术主要发展方向。通过本次的分析,为刀片电源技术的合理应用提供科学参考,并为室外基站的设计、应用及发展提供有力的技术支持,最大限度地提升室外基站的智能化远程控制效果。

关于10kV可拆卸式氧化锌避雷器的研究

传统的避雷器检修更换作业需停电施工,给用户带来较长时间的供电中断。为提高供电连续性和可靠性,降低检修对线路运行的影响,文章提出一种10kV可拆卸式氧化锌避雷器的创新设计方案。该设计在避雷器底座引入可拆卸结构,并集成热失磁式脱离装置。当避雷器发生故障时,热失磁式装置被触发使底座脱离,避雷器在压簧作用下自动跌落,从而实现快速隔离。该设计经过实际应用和数据分析,显示出无需长时间停电、检修效率高、安全性能良好等优势,能够有效缩短检修时间,提高供电可靠性,改善用户用电体验。