轻载工况下基于效率优化的双向无线电能传输系统半桥调制策略

针对基于全桥拓扑的双向双LCC无线充电系统调制策略在轻载工况下功率因数和效率下降严重的问题,该文在不改变全桥结构的基础上,提出一种半桥调制策略。首先对双向双LCC补偿电路进行通态效率建模,并定量分析影响效率的关键变量及其约束条件,从而为调制策略的优化提供理论依据;在此基础上,对所提双边半桥调制策略的工作原理、正导通角优化关系及软开关实现条件进行详细分析,证明该策略在保证开关器件零电压导通的同时,可显著减小外移相角,从而有效提高系统的功率因数和运行效率;最后,搭建3.3 kW的双向无线电能传输系统样机进行对比实验,实验结果表明,所提半桥调制策略在1/4满载及以下的轻载工况下效率最高可达95.6%,且在输出电压宽范围变化时都能够取得明显的优化效果。

基于功率控制环扰动的DC-DC变换器能量信息一体化研究

针对实现DC-DC变换器之间的信息交互较为复杂的问题,提出了一种基于功率控制环扰动实现其能量信息一体化的方法。通过在DC-DC变换器的传统功率控制环中叠加二进制频移键控(binary frequency shift keying,2FSK)信号作为扰动,将数据信息叠加到传统脉冲宽度调制(pulse-width modulation,PWM)信号中,使得该PWM信号同时包含数据信息,实现能量信息一体化。首先,给出基于2FSK的功率/数据双载波调制以及实时的滑动离散傅里叶变换(sliding discrete Fourier transform,SDFT)解调方案。然后,通过对Buck变换器的能量信息一体化模型进行小信号建模与分析可知,降低输入阻抗可提升通信的信噪比。最后搭建一个由两个Buck变换器并联的实验装置进行验证。实验结果表明在稳态和负载突变的工况下均可实现3 kb/s的稳定通信,验证了所提方法的可行性。该方法使得DC-DC变换器能同时进行功率变换和数据传输,提升数字化和智能化水平。

基于能量信息协同调控的LED智能调光技术

针对当前LED照明系统对智能化的迫切需求和对成本的高度敏感,而现有智能化调控方案在成本和可靠性等方面存在不足等问题,提出一种基于电力电子变换器能量信息协同调控的LED智能调光技术。该技术基于电力电子变换器驱动的LED线性调光照明系统,采用四进制差分相移键控(Quaternary differential phase shift keying,QDPSK)对公共直流母线上的开关纹波进行信息调制,从而在不额外增加硬件成本的条件下,实现四进制数字信号的调制、耦合与传输。从通信视角解构了DC/DC变换器的基本工作原理,揭示了LED调光系统中能量信息协同调控的实现方法,并以隧道LED照明系统的智能调光为例,围绕系统结构、通信协议、噪声干扰、通信速率等方面展开了具体分析。最后,搭建试验平台验证了所提方法的可行性。

基于双惯导协同的误差参数估计与融合算法

针对无外界参考信息的双惯导系统长期使用后系统参数发生变化导致导航精度降低,且系统间缺少信息融合的问题,提出了一种同等精度双惯导协同误差估计与信息融合算法。首先以两套旋转式惯导间相对速度误差与位置误差作为观测量,建立包含陀螺和加速度计零偏的导航误差模型。然后分析了不同转序下各状态量的可观测性,采用Kalman滤波对各参数进行有效估计,估计完成后对双惯导系统进行误差补偿及信息融合。仿真结果表明,所提算法对陀螺零偏估计精度优于0.002(°)/h,加速度计零偏估计精度优于4μg,在抑制误差发散的同时,提高了旋转式惯导导航精度。

输入串联输出并联型三电平双有源桥变换器功率与电压平衡控制策略

针对三电平半桥型输入串联输出并联(ISOP)型双有源桥(DAB)变换器的各模块参数差异而导致的模块功率不均衡传输问题,该文首先分析多模块功率不平衡原因,然后提出基于三重移相(TPS)调制的串联侧功率平衡策略。针对ISOP系统多模块间参数差异问题,提出多模块参数差异估计方法,该方法无需增加额外的电流或电压传感器,通过注入强制分量作为扰动而采集反映模块差异的特征量变化,对控制量进行补偿实现多模块功率平衡。仿真和实验结果表明,在多种扰动条件下,所提功率平衡方法可实现样机串联侧均压,在输出电压24V工况和10~435W功率范围下,系统在所提控制策略下能明显提高串联侧的电压平衡,工作效率达到90%以上。

交流电力与信息数据双向同传的低压交流输电系统分析

随着电力电子技术与通讯技术的不断发展,采用同一电力电缆或信号电缆进行电力与信号同时传输也是构建新型电力系统的一个重要部分。本文提出了一种交流电力与信息数据双向同传的低压交流输电系统,一端负责调制数据信号作用在逆变器,另一端负责调制解调数据信号,这是一种与数据线供电和电力线载波通讯不同的信电同传方式。在分析该系统结构和工作原理的基础上,进行了仿真分析验证,结果表明该系统能够支持交流电力与信息数据的双向同传,适合较低功率低压交流功率传输的应用场合。

全移相双有源全桥直流变换器的瞬态电流偏置抑制策略

针对双有源全桥(DAB)直流变换器在功率突变时产生的电流偏置问题,该文提出一种新的瞬态直流偏置抑制策略。首先,以基于全移相调制的双有源全桥直流变换器为研究对象,分析DAB变换器产生直流偏置的原因及危害。然后,在全局电感电流应力最优结果的基础上,对功率在四个工作区域突变时产生的瞬态直流偏置问题进行详细分析,推导各种电流突变情况下的直流偏置表达式,并据此提出一种新的过渡态引入方法,对于不同的功率突变状态可以得到统一的过渡移相角表达式,简化了控制过程。接着,根据所得过渡态结果,提出统一的载波调制方法,并对调制策略的适用性进行分析。最后,通过实验平台验证了所提方法可以有效消除功率突变时产生的电流偏置。

火电机组热工仪表运行状态实时控制系统设计

该文设计火电机组热工仪表运行状态数据自采集及实时控制系统。构建火电机组热工仪表运行状态数据自采集与控制系统总体框架,现场仪表层结合热工仪表与各类传感器、执行器采集火电机组运行状态数据后,基于深度神经网络(DNN)动态前馈的过热蒸汽控制模型实现过热器出口温度的精准控制,利用网络通信层的工业以太网模块实现各层数据的传输与交互,通过上位机实现控制结果展示。实验结果表明,该系统的控制平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)值分别为0.3℃、0.4℃;在不同入侵攻击下,可实现系统数据的安全传输与交互。

内蒙古某金融数据中心空调系统设计

介绍了内蒙古地区某金融数据中心采用间接蒸发冷却空调机组和风冷冷水系统的双冷源空调系统工程案例。结合内蒙古地区的气候条件,对系统的整体架构进行了阐述,并对系统节能性进行了详细分析,以期在内蒙古地区实现电能利用效率(PUE)和水资源利用效率(WUE)的“双低”目标。利用仿真软件对机房内的气流组织进行了模拟仿真,结果表明,机房内空调无论在哪种工况下运行,房间温度皆分布均匀。机房热环境评价指标参数中,供热指数(SHI)值接近0,回热指数(RHI)值接近1,机房气流组织良好,空调送风效率高,机柜无热点。

新型反射式双面光伏板对日跟踪装置设计

文章设计了一种基于新型光敏传感器和改进型PSO算法的双面光伏组件对日跟踪装置,该装置可从太阳能吸收最大化和功率输出最大化两个方面实现光电转化效率的提升。结合反射器和正、反面传感器暗盒采集的光敏信号,以STM32单片机及其外围电路为主控单元,采用低频唤醒和无线通信技术,可实现低功耗下双面光伏板的双精度双轴跟踪和信息采集;通过研究双面光伏板的电路模型和输出特性,采用改进型粒子群算法进行多峰值情况下最大功率点的追踪。试验证明,设计实现的装置光伏跟踪效果理想,双轴跟踪误差在1.59°以内,实现了快速、有效的最大功率输出。

高纬电离层调制加热辐射波特性分析

基于2017—2019年我国利用欧洲非相干散射(European Incoherent Scatter,EISCAT)科学联合会加热装置开展电离层调制加热的实验数据,分析获得了高纬度电离层调制加热激励ULF/VLF电磁波辐射特性.实验采用自然电流调制和双频双波束调制两种加热模式,分析两种加热模式下加热功率、加热波极化、辐射频率和地磁扰动对ULF/VLF电磁波强度的影响.研究结果表明:激励辐射波强度与加热功率近似成正比例关系,自然电流调制和双频双波束调制激励辐射波的功率比例系数分别约为1.7和2.1;相对O波极化方式,加热波采用X极化波更有利于激励ULF/VLF电磁波辐射;随着辐射波频率的增加,辐射波强度先增加后减小,自然电流调制激励辐射波强度最大值出现在2 kHz附近,双频双波束调制激励辐射波强度最大值出现在8~14 kHz;自然电流调制加热激励辐射源强度依赖于电离层中自然电流的大小,而双频双波束调制激励辐射波强度与自然电流强弱相关性较小.最后,针对目前电离层调制加热的热点问题-双频双波束调制加热形成ULF/VLF辐射源到底处于电离层中什么位置,采用实验和理论相结合的分析方法,对比两种加热模式激励ULF/VLF电磁波传播特性的差异,结果表明双频双波束调制模式辐射源的传播特性更加符合辐射源位于F层情形.

双有源桥变换器优化控制与实验平台设计

对双有源桥(DAB)变换器的扩展移相调制与三重移相调制进行了理论分析,构建电流及标幺化传输功率表达式。建立了在三重移相调制控制下DAB变换器的标幺化电流应力表达式以及在扩展移相调制控制下的标幺化回流功率表达式,分别求解出标幺化电流应力及回流功率最小时各移相角的解,并设计优化控制方案。介绍了DAB变换器实验平台的开关管选型、磁性元件设计、辅助电路设计,采样控制电路设计、软件程序设计方法,并搭建出DAB变换器实验平台。最后,在实验平台中验证电流应力与回流功率优化方案的可行性。

A Dual-Mode Step-up DC/DC Converter IC with Current-Limiting and EMI Reduction Techniques

This paper presents a novel dual-mode step-up （boost） DC/DC converter. Pulse-frequency modulation （PFM） is used to improve the efficiency at light load. This converter can operate between pulse-width modulation （PWM） and pulse-frequency modulation. The converter will operate in PFM mode at light load and in PWM mode at heavy load. The maximum conversion efficiency of this converter is 96%. The conversion efficiency is greatly improved when load current is below 100 mA. Additionally, a soft-start circuit and a variable-sawtooth frequency circuit are proposed in this paper. The former is used to avoid the large switching current at the start up of the converter and the latter is utilized to reduce the EMI of the converter.

高校图书馆数据中心双电源切换供电改造

首先分析高校图书馆数据中心负荷组成与特征,随后探究双电源切换原理与主流开关类型,最后结合实际案例研究改造方案,以供参考。

用于脉冲电源模块的数据采集与管理系统设计

采用程序开发软件图形编程语言和典型数据库平台,设计了紧凑型脉冲电源模块的数据采集与管理系统。数据采集模块通过底层函数架构实现实时监测脉冲电源模块的运行状态,记录实验信息,采集并保存脉冲电源模块充、放电过程中的电压和电流波形,并同步上传至数据库;数据管理模块采用ODBC方式连接开发软件和数据库平台,实现对实验信息和实验数据的分类归档,执行实验数据查询、实验结果的分析比对等操作。实验结果表明,该系统能够连续采集脉冲电源的运行数据,保存采集数据,并同步上传于数据库进行管理,对脉冲电源模块的维护管理具有实用价值。

降低火电调频损耗的混合储能系统容量优化配置双层模型

针对如何在降低火电机组调频损耗,提高系统调频性能的同时减小储能全寿命周期成本,提出了一种混合储能辅助火电机组参与自动发电控制(automatic generation control,AGC)的双层优化配置模型。上层模型由基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)的火电–混合储能间AGC指令分配策略和计及全寿命周期内成本收益之差、AGC综合评判指标Kp的多目标优化配置模型组成,为底层模型提供AGC初步分解指令和功率、容量约束;底层模型由计及储能荷电状态(state of charge,SOC)恢复的混合储能控制策略和火电–混合储能调频响应模型组成,将经过EMD初步分解的AGC指令再次分配给各调频资源,并向上层模型提供各调频资源出力响应曲线和SOC变化曲线;采用基于优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)的多目标粒子群算法求解该双层模型,避免了传统多目标粒子群算法在Pareto解集中确定全局最优解的偶然性。基于华北某电厂运行数据开展仿真分析,结果表明混合储能双层优化配置模型可以有效降低火电机组调频损耗,显著提高火储联合调频系统经济性,为混合储能辅助传统调频电源提供配置方案参考。

双有源桥变换器电流应力优化的双重移相调制方式

为了减小双有源桥DAB(dual active bridge)变换器在双重移相DPS(dual phase-shift)调制方式时,由于变压器原、副边电压不匹配导致电流应力增大的问题,基于DPS调制方式,在不增加新的移相控制变量的前提下,改变内外移相角间的约束关系,提出了一种电流应力优化的新型移相IDPS(improved dual phase-shift)调节方式。分析了IDPS工作特性,建立电流与功率的数学模型;提出电流应力优化控制方法,并与传统DPS调制方式对比,分析电流应力与回流功率特性。最后搭建实验平台验证,提出的IDPS调制方式与传统DPS方式相比,降低了轻载与中载时的电流应力与回流功率。

“双碳”目标下绿色低碳通信网络建设思考与实践

通过对国家“碳达峰、碳中和”战略解读,基于新型基础设施建设、信息通信行业碳排放现状,聚焦运营商重点耗能领域,从5G基站、数据中心、通信设备技术升级等方面,提出了节能降碳的关键举措,这些措施可降低单位信息流能耗,助力国家“双碳”战略落地。

一种基于二重移相变换的大容量海上直流风机及控制技术

海上风电场采取直流汇集方案,相较于交流汇集无需笨重的工频变压器,避免交流电缆带来的过电压问题,系统效率更高。直驱风机作为海上风电场的主流机型,通过直流转直流电源(DC/DC)变换器的设计和机组控制策略的改进可实现直流并网。首先依据机组直流并网需求提出一种二重化移相三电平DC/DC变换器方案,优化设计双占空比调制策略,分析子变换器功率传输特性;其次建立直流风机的控制策略,实现机组正常工作时最大风能跟踪目标,并且保障故障期间机组的安全稳定运行;最后通过仿真算例验证所设计DC/DC变换器拓扑的可行性和直流输出型直驱风机控制策略的有效性。

基于大数据技术的电力企业三维培训系统设计

为了提高电力企业操作人员的专业技术水平,设计基于大数据技术的电力企业三维培训系统,系统由展示层、应用层、服务层以及基础设施层组成。用户通过显示界面登录系统,选取各项应用后接收或发出服务请求。主控模块根据请求为用户提供服务,利用FPGA芯片控制以太网接口实现各项应用功能。在大数据算法的支持下,检索并清洗电力企业大数据,并将清洗后的数据应用到系统的服务层中,实现系统的三维培训功能。测试结果表明,该系统可以建立逼真的三维培训场景,当并发用户为500个时,可以保持低于200 ms的响应时间。