一种低延时低功耗PWM比较器电路设计

设计了一种基于HHGrace 0.35μm BCD工艺的低延时低功耗电压型静态脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)比较器,主要应用于高频低功耗的开关电源系统。设计中包含动态尾电流源和改进型正反馈放大器,以改进传统跨导放大器(Operational Transconductance Amplifier,OTA)型比较器高延迟和高功耗等问题。仿真结果表明:在1.2~5.0 V供电电压范围内稳定工作,最大上升沿延时35 ns,最大下降沿延时41 ns,支持6 MHz开关频率的系统,比较精度8 mV,失调电压439μV,静态功耗仅为2.5μA(1.2 V供电)和4.4μA(5.0 V供电)。

基于静止无功发生器的双流制牵引供电系统控制策略

基于静止无功发生器的双流制牵引供电系统可用于交直流供电系统并存的供电区段,也能为多制式机车提供出厂试验,减少供电设备,提高效率,并解决以负序为主的电能质量问题。提出双流制供电系统的结构,根据负荷的运行工况分别研究2种运行方式的基本原理,构建负序补偿数学模型并推导静止无功发生器容量的计算式。基于瞬时无功理论,研究该方案中静止无功发生器的控制策略。搭建仿真模型,仿真结果表明在不同的负荷运行工况下,双流制供电系统既能为交流负荷和直流负荷提供运行功率,也能对公共连接点处的负序进行治理,验证了补偿方案的正确性与可行性。

含储能和分布式光伏的配电网系统计及静态电压稳定性的多目标优化

提出一种含储能电池和分布式光伏电源的配电网系统多目标优化模型,用以应对光伏电源发电的不确定性和间歇性造成的配电网系统静态电压稳定性降低、电压越限、网损增大等问题。考虑24 h的小时级光伏出力及负荷变化,除以节点电压偏差最小和网损最小为目标外,优化目标还着重考虑静态电压稳定性指标和电压越限惩罚。基于粒子群算法,以IEEE 33节点配电网系统作为基础算例模型,通过优化储能电池的充放电功率及有载调压变压器、并联电容器组和静止无功补偿器等无功补偿装置,利用储能电池和无功优化装置的协同调控,实现配电网系统的24 h动态优化。优化结果表明所提出的优化方案能明显增强配电网系统的静态电压稳定性,减小电压偏差和网损,防止节点电压越限,为配电网系统的安全经济稳定运行提供保障。

转子偏心对永磁同步电动机电磁力特性的影响

目的永磁同步电动机在变频供电下运行时,转子偏心将加剧电动机的电磁振动,并加大电动机电磁力特性的分析难度。为了研究永磁同步电动机转子偏心时的电磁力特性,方法提出一种快速电磁力特性解析分析方法,在建立电动机永磁体磁动势、定子绕组基波及谐波磁动势、气隙磁导函数的解析模型的基础上,构建电动机无偏心、静态偏心、动态偏心时径向电磁力的解析分析模型,并研究电动机电磁力的阶数成分、频率成分特征。结果经分析发现,与电动机不偏心时电磁力的阶数r和频率成分fk相比,电动机静态偏心、动态偏心时均会增加阶数为r±1和r±2的电磁力;电动机静态偏心时,新出现的电磁力的频率成分为f_(k);电动机动态偏心时,新出现的电磁力的频率成分为f_(k)±f_(1)/p,f_(k)±2f_(1)/p。搭建电动机本体和矢量控制电路结合的联合仿真模型,该模型能够反映电动机不同运行状态下绕组电感、永磁体磁链等参数的变化,利用该模型分别仿真分析电动机无偏心、静态偏心和动态偏心带载运行时径向电磁力的阶数成分、频率成分。仿真分析结果与解析分析结果相符,验证了本文解析分析方法的正确性。结论研究结果可为电磁振动的削弱、电动机故障的预测与诊断提供理论依据。

考虑静态电压稳定性的城市电网储能优化配置研究

伴随新能源规模化接入城市电网,电力系统逐步呈现供需时空错配形势,将导致其静态电压稳定性逐步下降,危及用电安全。为此,提出一种供需时空错配形势下计及静态电压稳定性的新型城市电网储能优化配置方法。首先,分析新能源规模化接入下城市电网供需时空错配特征,分别建立供需空间、时间错配评估指标;其次,基于输电线路潮流方程,利用一元二次方程判别式分析潮流解的个数,提出一种城市电网静态电压稳定性评估指标;然后,加权考虑上述供需时空错配及静态电压稳定性评估指标,建立储能设备优化配置模型;最后,通过仿真验证了所提方法的有效性和优越性。

咖啡加工厂房电气设计研究

咖啡加工厂在产品加工生产过程中,部分工艺环节存在爆炸粉尘环境,且咖啡加工厂为季节性生产。以某咖啡加工厂房电气设计为例,介绍供配电系统设计中所采取的针对性技术措施,并分析、总结咖啡加工厂房电气设计要点。

景福公司自备应急电源方案设计

景福公司建设时没有考虑应急备用电源,存在安全隐患,因此为防范和遏制煤矿无计划大面积停电事故,确保井下工作人员安全升井,决定在矿井增设自备应急电源。本文根据景福公司实际情况,对自备应急电源的类型进行选择,选择大容量静态储能装置EPS作为自备应急电源,并根据设计所需负载量等信息进行储能装置规格计算和相关系统的布置。实践表明,此次设计的7.15MW/10kV的升压一体化单元以及8.08 MWh的储能电池系统运行良好,可以在突然断电情况下保证景福公司井下重要用电负载的正常运行,达到了预期目的,保障了景福公司安全高效生产。

基于STM32H7的ADC静态参数测量系统设计

国内的数字电源已经成为电源类芯片中不可或缺的产品,其内部反馈控制回路中的模数转换器(ADC)芯片精度直接影响整个电源输出的精度和稳定性。ADC静态参数——积分非线性(INL)与微分非线性(DNL)——是评价ADC精度的重要指标,目前国内针对数字电源中ADC的静态参数测试的设备操作复杂、成本高,缺乏相应的灵活性,因此设计一种低成本、易操作的静态参数测试系统尤为重要。设计了一种基于STM32H7的ADC静态参数测试系统,通过试验验证了测试系统的准确性和可行性。

数据中心典型开关电源柜抗震性能拟静力试验研究

开关电源柜是数据中心(IDC)的重要设备,其在地震作用下的功能和性能表现对数据中心震后功能正常工作有重要影响。本文对一种典型开关电源柜进行了拟静力试验,研究其在水平地震荷载作用下的损伤特征,获得相关力学性能参数,为准确建立开关电源柜有限元分析模型提供依据。试验所用的开关电源柜包括交流柜、整流柜和直流柜三个柜体,试验中对三个柜体分别沿其抗震弱方向进行低周往复加载,逐级增大柜顶位移直至柜体发生严重破坏或丧失使用功能,观察柜体损伤发展过程及特征损伤现象,研究破坏机理,获得承载力-变形滞回曲线。由试验结果分析可知:在加载初期,柜门在柜体内起到了“斜撑”作用,是柜体抗侧力的主要贡献;当柜门的“斜撑”作用失效后,柜体钢框梁柱节点焊缝开裂并逐步延展和柱脚压曲,继而抗侧力框架发生严重破坏,承载力丧失。

不同参数对静态随机存储器总剂量效应的影响

基于中国原子能科学研究院钴源建立的器件总剂量辐照装置试验平台,开展了静态随机存储器(SRAM)的总剂量效应研究。分别研究了器件特征工艺尺寸、累积辐照剂量、辐照剂量率以及温度对器件总剂量效应的影响。研究结果表明:在一定范围内剂量率对器件的总剂量效应影响不大,器件特征工艺尺寸越大总剂量效应的影响越大,温度越高总剂量效应影响越弱。此外还测量得到了该总剂量辐照实验平台的典型剂量率分布及均匀性。相关结果为宇航、核工业用电子器件抗辐射加固设计提供了一定的参考。

调制模型预测控制在基于STATCOM的煤矿电能质量治理的应用研究

大量电力电子设备及非线性负载接入煤矿电网,使得煤矿电网中存在大量电流谐波及无功功率,严重危害煤矿电网电能质量。传统电能质量治理策略大多采用比例积分(PI)调节器对静止同步补偿器(STATCOM)进行控制,以实现谐波抑制和无功补偿,但其参数难以调节且动态响应慢。针对上述问题,提出了一种基于调制模型预测控制(M2PC)的STATCOM控制策略。首先,采用i_(p)-i_(q)法检测出电网中的谐波电流和无功电流作为M2PC的参考电流;其次,根据参考电流及STATCOM数学模型计算出每个扇区的2个有效矢量和零矢量的占空比及扇区代价函数;然后,通过最小化代价函数得到最佳扇区和该扇区所对应的2个最佳有效矢量和零矢量的占空比;最后,根据空间矢量调制(SVM)方式分配开关脉冲,实现固定的开关频率,从而控制STATCOM发出补偿电流,以抵消电网中的谐波电流与无功电流。仿真和实验结果表明:投入基于M2PC的STATCOM前,电网侧电流畸变严重,电网侧无功功率波动大,电网侧功率因数存在波动且小于1;投入基于M2PC的STATCOM后,由于STATCOM补偿了电网侧谐波电流,使得电网侧电流总谐波畸变率(THD)大幅度降低,且由于STATCOM补偿了负载所需无功功率,电网侧无功功率基本保持为0,电网侧功率因数稳定为1,有效改善了电能质量。

一种500 kV变压器单相置换静态运行分析方法

500 kV变压器通常为单相式,当其中一相故障时,可考虑用备用相替换恢复运行。但备用相通常与原设备参数不一致,导致主变压器三相参数不对称,需分析其运行时对可靠性的影响,并研究提高可靠性的方法。为此,提出一种适用于研究三相参数不对称系统静态运行的方法,通过附加电源解耦三相电路,从相电路求不平衡电压初值,从序电路求不平衡电流初值,再用迭代原理修正附加电源逐步逼近实际值,同时研究附加电源法的收敛特性、电路特征等内容。通过仿真计算验证该方案的正确性,分析主变压器单相置换在独立运行情况下的一般性规律及负载能力。针对主变压器单相置换并列运行,研究了并列运行时零序回路的差异以及其对主变压器负载能力的影响,以及主变压器中性点加装小电抗的原理和作用,结合电网当前实践基础,计算不同电抗值抑制零序电流的效果,找出优选值。

基于牵引-补偿变压器的同相供电综合补偿方案

针对电气化铁路以负序和无功为主的电能质量问题,提出一种基于牵引-补偿变压器的同相供电综合补偿方案。该方案采用牵引端口和补偿端口集成化设计,在实现综合补偿的同时,能够有效减小占地面积。通过设置无功补偿度和负序补偿度,确定了二端口和三端口的补偿方案,并提出了相应的补偿控制策略。最后通过仿真验证了同相供电综合补偿方案及控制策略的正确性和可行性。

空管系统航管小区设备冗余供电设计

空管系统为全国民用航空提供空中交通服务、通信导航监视、航空气象、航行情报服务,是民航运行的枢纽。供电设备故障会严重影响空中交通安全。为确保设备的供电安全,从航管小区供配电系统设计出发,提出基于双市电双油机供电、不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)并机双路供电、分布式静态转换开关(Static Transfer Switch,STS)供电以及直流应急供电的多重冗余供电体系。在空管设备末端供电设计方面,针对设备结构和管制席位设备及功能,提出优化的冗余供电设计方案。

供电系统中无功补偿设计应用经济性分析

通过对某公司供电系统电能质量进行剖析,提出其中所存在的谐波与无功问题,之后提出利用SVG(静止无功发生器)与APF(有源滤波器)对供电系统的集中动态补偿方案,并利用MATLAB软件进行模拟仿真,判断该补偿方案的可行性。最后将该无功补偿设计方案应用于某公司供电系统当中,对其应用经济性进行分析。

浅析某船中频静止电源故障与解决方案

中频静止电源装置作为动力系统及通讯导航等系统供电的电源,肩负着海上安全航行的重要任务。中频电源的发展,经历了从早期简易的中频发电机组到后来的可控硅式变频电源的过程,成为目前新一代变频电源装置,广泛应用于航空及军用电子电气设备。随着中频电源设备的不断升级换代,对中频电源设备的安装及调试要求也越来越高,由此引发的故障现象也日益频繁。本文着重对中频静止电源装置的典型故障进行分析并给出解决方案,为后续解决相关设备故障问题提供参考。

浅析发变线路组接线互感器二次回路的试验方法

阐述了发电厂发变线路组电流、电压互感器更换后的试验方法。根据一次接线情况,电流互感器回路采取静态短路试验方法,电压互感器回路为保证同期电压的准确性,采用倒送电的方法。文中对试验过程中的数据计算及保护配置提出了参考方案。采用以上试验方法,缩短了机组启动时间,节约了整套机组的启动成本。

储能技术在解决大规模风电并网问题中的应用前景分析

在大规模风电集中并网的电力系统中,风力发电不同于常规发电的静态出力特性和动态响应特性给电力系统供电的充裕性及运行的安全稳定性带来新的重大挑战。各种储能装置由于具有对功率和能量的时间迁移能力,是改善常规发电静态出力特性及风力发电动态响应特性的有效手段。文中阐述了应用储能装置解决大规模风电并网问题的基本思路,并就目前储能技术大规模应用所面临的问题及前景进行了展望。

基于YNd变压器与静止无功发生器的电气化铁路同相供电综合补偿方案

针对以负序为主的电气化铁路电能质量问题,提出一种基于YNd变压器与静止无功发生器(SVG)的电气化铁路同相供电综合补偿方案及控制策略。以YNd11变压器为例,将基于YNd变压器与静止无功发生器的同相供电综合补偿方案分为二端口补偿模式和三端口补偿模式。研究负序补偿的基本原理,构建二端口补偿模式和三端口补偿模式的同相供电综合补偿数学模型,并给出确定补偿方案的方法。根据不同的补偿模式数学模型,提出相应的补偿控制策略,通过仿真验证同相供电综合补偿方案及控制策略的正确性和有效性。结果表明,综合补偿方案能够实现公共连接点处因牵引负荷引起的负序问题的治理,并且不会带来新的电能质量问题,同时可兼顾治理公共连接点处牵引负荷带来的谐波问题。

采用YNd-SVG的电气化铁路负序补偿模型及控制策略

从有源无功补偿的角度提出一种基于YNd接线变压器与静止无功发生器的负序补偿方法。构建负序补偿的通用数学模型,以YNd11接线变压器为例,基于该数学模型将负序补偿的拓扑结构分为补偿模式I和II两类。分别构建同相及异相供电负序补偿的静止无功发生器无功容量及电流数学模型,并提出一种确定负序补偿方案的方法。提出适用于同相供电及异相供电情形下的补偿模式I和II的双闭环控制策略,达到稳压和保证响应速度的目的,能够实现负序的满意度补偿。以某牵引变电所数据为例说明负序补偿方案的确定方法,结果表明了所提方案在满足国标要求下能够降低补偿装置的容量;通过仿真验证了该补偿模式I和II控制策略在实现负序补偿的有效性和准确性。