DC/DC变换器的最大Lyapunov指数计算及其非线性特性的实验研究

研究基于变分算法的一类分段光滑系统--DC/DC变换器的最大Lyapunov指数计算问题。采用Mu ller方法确定开关动作(非光滑点)之后变分方程的修正初始条件,解决了由于系统的非光滑性引起的变分方程不连续性问题,并有效地修正了由于扰动而引起的非光滑点处的积分误差。以不连续运行模式下电流反馈型Buck-Boost变换器为例,进行了实验数据与数值仿真结果的比较,表明了本文算法的有效性。

电动汽车的双向DC-DC变换器多模态控制方法

针对当前电动汽车功率控制过程中存在负载跳变抗干扰性能差、响应速度较慢等问题,提出一种应用于电动汽车的双向DC-DC变换器多模态控制方法。文章详细分析了电动汽车双向DC-DC变换器的拓扑结构和升降压控制模式;结合不同工况下的变换器工作状态,分析电压和电流模式控制,得出其电压、电流开闭环函数;利用多模态控制方法,由变换器的功能控制单元下达电压、电流环给定信号来实现功率波动平抑控制;在MATLAB中搭建了仿真模型。仿真结果表明,文章所提出的控制方法能够较好地实现双向DC-DC变换器的功率波动平抑功能,具有稳定性好、对负载跳变抗干扰性能强、响应速度快的特点。

基于生成对抗网络的二次屏柜交直流侵入信号检测方法

变电站继电保护二次屏柜接线端子存在因人为操作失误或检测设备故障导致的交直流侵入情况,针对该情况特有的数据样本数量少、质量差的问题,文中提出基于生成对抗网络和主成分分析的侵入信号检测方法。采用高斯核平滑对接线端子电压、电流、频率等数据进行预处理,滤除干扰,再将清洗后的数据经过生成对抗网络进行扩增,以对交直流侵入信号进行主成分分析和故障检测识别。所提出方法识别准确率达到95%,实现了对二次屏柜接线端子小样本故障数据的精确检测。

适应非光滑特性的交直流混合电力系统状态估计

交直流混合电力系统中的有载调压变压器(on-load-tap-changer,OLTC)和换流器模型存在大量限幅、死区等非光滑特性,如何处理换流器引入的分段函数约束是当前状态估计的研究难点。构建了OLTC的混合整数非线性(mixedintegernonlinearprogramming,MINLP)模型,通过控制二次侧电压水平得到OLTC挡位的估计值。针对换流器采用分段函数描述包含限幅、死区等下垂控制特性的问题,提出采用近似拟合函数将分段函数光滑化。与采用MINLP描述分段函数的方法相比,所提模型显著提高了计算效率。通过3节点和IEEE14节点交直流混合系统算例,验证了所提状态估计模型的正确性和实用性,同时分析了拟合系数对状态估计的影响。算例表明,所提模型增强了状态估计处理不良数据的能力,提高了对非光滑特性的适应能力,在保证计算精度的前提下能够提高状态估计的收敛性。

基于直流充电桩应用的宽频剩余电流灵敏检测与保护

直流充电桩如果采用传统的AC型或A型剩余电流保护器,会因直流偏磁而导致保护器拒动,从而影响直流充电桩应用的安全性。本文提出一种分频检测的磁通门电流互感器技术,实现对600Hz低频信号,以及600Hz~20kHz信号的检测,并通过计算将剩余电流有效值与保护基准值相比较,然后输出保护动作控制逻辑。试制的互感器样机及其应用测试满足GB/T 22794—2017标准的相关规定,满足电动汽车充电桩剩余电流保护的应用要求,表明本文所提直流充电桩剩余电流宽频灵敏度检测和保护方案切实可行。

光伏直流变压器不闭锁零电压穿越策略

针对中压直流系统双极故障下光伏直流变压器的低电压穿越问题,首先基于双有源桥和全桥隔离电路的子模块拓扑结构,分析光伏直流变压器正常运行时最大功率点追踪控制的快速实现方案。然后利用光伏电池板输出特性,提出光伏直流变压器不闭锁穿越策略,该策略对故障时长不敏感,可实现严重故障下的零电压穿越。进一步,针对故障穿越暂态过程中的过电压及子模块不均压问题,提出多控制策略间的平滑切换方案,有效降低暂态过程中的过电压现象,改善子模块间的均压效果。最后在MATLAB/Simulink环境中搭建仿真模型,验证所提策略的有效性。

高压直流输电线路边界高频电压信号衰减特性分析

高压直流输电线路两端安装的直流滤波器和平波电抗器形成了高频电压信号的线路边界,利用这种边界特性可以构成新型线路保护,但线路边界参数及配置方式的差异会对线路边界高频电压信号衰减程度造成影响。基于现有直流输电工程的直流滤波器与平波电抗器的参数及配置原则,研究了不同直流滤波器结构、不同平波电抗器配置方式以及直流滤波器与平波电抗器元器件不同参数对直流输电线路边界高频电压信号衰减特性的影响。结果表明,不同参数及配置形式的线路边界对高频电压信号均有较大衰减,可以依据高频电压信号在区内外故障时的差异构成新型直流输电线路保护。

直流负极性下雨滴对导线电晕特性的影响

高压直流输电线路电晕会带来严重的电磁环境问题。导线电晕已经成为影响特高压直流输电线路结构和建设费用的决定性因素。随中国电网的不断发展,特高压直流输电线路电晕问题开始受到人们的关注。在降雨过程中,导线表面会形成大量的雨滴,雨滴的存在严重影响导线的电晕特性。为了研究大气条件对直流输电线路电晕特性的影响,笔者利用电晕笼,研究了导线表面雨滴的电晕放电过程,以及导线表面附有雨雾和饱和雨滴的起晕电压和电晕电流特性。针对自然界中降雨电导率的差异,研究了不同电导率的雨雾和雨滴对电晕放电的影响。结果表明,导线上雨滴的电晕放电是一个伴随着雨滴变形、喷射以及雨滴周围空气电离的复杂过程。当导线表面附有饱和雨滴和雨雾时,起晕电压分别约降低到无雨滴时起晕电压的25%和40%。在降雨电导率范围内,雨滴电导率变化对电晕放电影响不明显。

滇桂艾纳香对动物离体及在体子宫平滑肌作用的影响

目的观察滇桂艾纳香对小鼠离体子宫平滑肌、大鼠在体子宫平滑肌运动的影响。方法运用BL-420生物信号系统记录子宫平滑肌的活动,观察不同剂量滇桂艾纳香水提液及含药血清对子宫平滑肌的影响。结果滇桂艾纳香水提液、含药血清均可显著提高小鼠离体子宫的收缩频率(P<0.05),且水提液能提高在体子宫的收缩强度(P<0.05)及收缩频率(P<0.05)。结论滇桂艾纳香可增强离、在体子宫平滑肌的收缩频率及收缩力。

±800kV直流干式平波电抗器的技术规范

干式平波电抗器相比油浸式平波电抗器具有对地绝缘简单、绝缘子承担对地电压、无油设计、无铁心和对地电容小等优点,特高压直流输电工程推荐选用干式平波电抗器。但干式平波电抗器运行经验较少,开发制造难度较大,所以研究其技术规范具有重要的作用。为此,详细分析了干式平波电抗器的特点,提出了其额定电感、额定电流值、绝缘水平、爬电比距、温升、型式试验、例行试验和需要特殊考虑的问题,对特高压干式平波电抗器的研制、生产、试验和运行具有重要的指导作用。

三级式同步电机起动过程交直流励磁一体化控制

针对三级式同步电机起动过程中存在的主励磁机励磁问题,提出一种具有三相定子绕组开放式结构的主励磁机结构,结合双逆变器拓扑,构成一种新型交直流一体化励磁系统,详细分析了双逆变器的三相交流励磁、直流励磁控制方法,并由主励磁机工作特性推导出交流励磁频率的选择依据,研究交、直流励磁切换点选取原则及控制方法。仿真和实验结果表明,交、直流励磁一体化控制策略能够使主励磁机输出稳定的励磁功率,并可实现交、直流励磁平滑切换。

光滑导线直流起晕电压判别方法对比分析

直流电晕放电会产生空间电荷、离子流场、无线电干扰、可听噪声及电晕损耗等效应,为了研究根据不同的直流电晕放电效应得到的起晕电压差异,搭建了基于同轴圆柱结构的电晕放电起晕电压测试平台,同时测量了不同直径光滑导线电晕放电产生的离子流、合成电场、稳态电晕电流及紫外光子数随电压的变化关系,依据各物理量随电压变化的拐点确定了正、负极性光滑导线的起晕电压。实验结果表明,对于光滑导线,通过不同电晕放电效应借助于拐点法得到的起晕电压基本一致。根据同轴圆柱离子流场的解析公式及起晕场强的经验公式,对导线的起晕电压进行了计算,不同直径的起晕电压的计算结果与测量结果基本一致,最大差异<2.1%。因此,对于实验室内光滑导线起晕电压的确定,建议采用同轴圆柱电极结构对电晕放电效应进行测量,推荐采用拐点法来确定起晕电压。

基于平波电抗器模型的交直流混合激励条件下硅钢叠片磁性能的模拟与验证

基于一种外叠片框式平波电抗器模型,研究了交直流混合激励条件下硅钢叠片结构的三维瞬态电磁分析方法,考察了叠片框中的局部磁通密度与线圈表面的法向漏磁。提出了一种适合于工程应用的交直流混合激励条件下叠片框的非均匀磁损耗的简化计算方法,该方法通过为划分的各个子区域赋予相应工况的损耗曲线来考虑叠片框中偏磁磁场分布不均匀导致的局部损耗差异。通过对比磁场以及损耗的计算结果与实验结果,证明了磁场分析方法与所提出的损耗计算方法的有效性。

云广±800kV直流输电工程直流等效干扰电流限值研究

从直流滤波器性能的角度分析了影响云广±800kV直流输电工程等效干扰电流的因素,包括换流器对地杂散电容、平抗布置方式、直流滤波器型式等因素对直流滤波器性能的影响。然后参照目前直流输电工程的发展趋势,提出云广±800kVUHVDC输电工程合理的直流谐波指标。

Z源直流母线电压波动的抑制

新型的Z源拓扑结构因其独特优点引起国内外的关注,但是在轻载条件下存在直流母线上电压波动较大的缺点.针对Z源逆变拓扑结构的特点,详细地分析了引起直流母线电压波动的原因,根据逆变前后的功率不变原理,通过引入2个功率平波电路使产生的功率的幅值和频率波动功率相等,方向相反,从而达到减小了直流母线电压的波动和改善直流母线电压质量的效果,并且消除了直流母线上的电压畸变.应用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果表明加入平波电路之后,不仅消除了直流母线上的电压波动和电压畸变,而且获得了满意的交流输出电压波形,验证了理论分析的正确性.

广域风能时空互补性及其对电网影响的分析

风电并网会给电力系统带来一系列不利影响,其根本原因为风速具有间歇性和波动性,从而使得风机的功率输出具有较大的随机性。除了利用储能系统、"风火打捆"等方法外,合理利用广域风能时空互补性也是平滑风电功率波动的可能解决方案之一。本文综述了国内外研究广域风能时空互补性的现状,并对合理利用广域风能时空互补性可能对电网产生的积极影响进行了分析。此外,本文以我国的电网和风能发展情况为例,分析了其利用广域风能时空性的潜力及可能路径。

环境因素对正直流架空导线起晕电压的影响

电晕放电是输电线路设计和运行中面临的重要问题之一。输电线路跨越高海拔地区,由于海拔高度升高、气压降低,将给输电线路的设计和运行带来很多特殊问题。同时,湿度和温度对输电线路导线电晕特性也有很大的影响。因此研究气压、湿度和温度对输电线路导线电晕特性、放电机理具有重要的学术意义和工程应用价值。利用气体放电理论建立导线电晕起始电压放电模型,系统地分析了气压、湿度、温度对导线电晕起始特性的影响。计算模型采用模拟电荷法计算空间电场分布,然后根据二次电子崩正离子数大于等于一次电子崩正离子数目的起晕电压判据计算出导线起晕电压。计算结果显示电晕起始电压随气压下降、温度升高而减小,主要原因是有效电离系数增大导致的电离区域的扩大;随湿度升高而减小,主要原因是高场强区域内碰撞电离能力的增强。

一种直流微电网多光伏变换器新型功率分配策略

为了解决光伏单元在运行过程中因工作模式切换造成的母线电压波动问题,提出一种新型平滑切换控制策略。根据光伏电池的输出特性曲线,将输出功率对输出电流的微分作为控制变量。通过跟踪不同的dp/di指令值来实现光伏单元最大功率点跟踪模式、恒压下垂模式的控制以及两种模式间的平滑切换。在此基础上,针对多光伏变换器工作在恒压下垂控制时因线路阻抗差异造成功率分配精度较低的问题,提出一种基于二次调节的自适应下垂控制策略。此外,构建相邻光伏单元间的稀疏通信网络,并采用动态一致性算法实现相关平均信息的全局稳定收敛。仿真和实验结果表明,所提控制策略可以实现光伏单元工作模式切换过程平滑过渡和负荷功率的精确分配。

新能源接入的直流电网功率平滑控制策略

直流电网技术是解决新能源并网和消纳问题的有效技术手段之一。为平抑新能源功率波动、负荷突变引起的直流网侧电压波动,设计了以平抑直流并网点功率波动为目标的功率平滑控制策略。构建了含风力发电、光伏发电、储能单元、交流负荷和直流负荷的六端口直流电网拓扑,搭建了基于MATLAB/Simulink仿真平台的六端口直流电网仿真模型,对新能源功率波动、负荷突变及直流线路单极对地短路故障等工况进行了仿真分析,依托于直流电网实验系统开展了实验验证。仿真与实验结果表明,该控制策略可有效减小并网点功率波动,能够较快抑制功率波动引起的直流网侧电压波动,实现了系统的灵活、可靠运行。

换流站平波电抗器抗雨闪辅助伞裙设计与应用

针对复合硅橡胶套管时常发生雨闪事故,严重影响电网安全稳定运行的问题,对雨闪事故原因进行分析研究,提出了在复合硅橡胶套管上增加辅助伞裙的设计方案。应用结果表明:采用增加辅助伞裙的方法能有效的避免雨闪事故的发生,保证电网安全可靠运行,同时具有显著的经济效益。