5G基站场景下的高压直流远供关键技术与经济模式

与4G通讯相比,5G通讯采用大规模天线、超密集组网和高频通讯等关键技术使性能大幅提升,但也使5G单个基站功耗增加,站点数倍增,因此供电需求发生变化。目前有就近供电及高压直流远供两类供电形式可满足新的供电需求。针对高压直流远供,梳理了供电架构与关键技术,并综合考量削峰填谷经济模式运行投资成本、5G基站业务负荷忙闲时段、峰谷分时电价,提出一种可行的工作模式。该工作模式在高压直流远供方案已投资建设的基础上,投资成本小,并利用峰谷分时电价差获得经济效益,一定程度上缓解基站用电成本高的现状。最后对5G基站供电的发展进行展望,为研究或设计其供电提供参考。

微电网三电平储能变流器优化控制技术综述

高比例新能源接入导致微电网惯量低、抗干扰能力弱、电压波动性强。储能变流器作为平抑新能源功率波动、支撑电网电压和频率稳定的重要设备,在微电网中的应用越来越广泛。针对微电网储能变流器控制优化技术的发展,文章首先在三电平储能变流器拓扑方面,聚焦储能变流器自身非线性因素对输出波形的影响,归纳总结输出波形非线性的产生机理及优化策略;在此基础上,深入探讨弱电网下跟网型储能变流器的失稳机理,梳理增强稳定性的优化策略;同时,整理了构网型储能变流器的控制目标及架构,分析总结储能变流器的稳定性问题及控制优化策略;最后,对相关技术的优化方向进行了展望,为微电网三电平储能变流器优化控制提供参考借鉴。

电气化铁路牵引供电系统研究现状及关键性技术

伴随着社会发展需求,电气化铁路在国民经济中所占比重越来越大,促进了经济的发展,但给公共电网带来的谐波、无功和负序电流问题也日益凸显。围绕着上述问题,国内外开展了很多研究。针对国内外相关研究和所取得的成果,阐述目前电气化铁路牵引供电系统存在的问题及各种解决方案,对各种解决方案的优势和不足进行归纳总结,并进行了分类,提出无牵引变压器新型同相供电系统的实现思路及关键控制技术,为同相供电的理论研究和实际应用提供参考。

高性能异步电机DTC定子磁链观测技术的研究

分析研究了常见的几种用于直接转矩控制(DTC)的定子磁链估计方法,对他们的性能做了比较,最终,优化设计了一种基于电压电流(u-i)模型自适应补偿的定子磁链估计方法。通过仿真分析,验证了模型的可行性并优化配置了参数。在此基础上,实际应用于基于TMS320F2812DSP的异步电机直接转矩控制系统实验平台,取得了良好的控制效果。

基于新型无差拍电流控制的高速PMSM控制技术研究

通过对永磁同步电机驱动控制方法的研究,提出了一种新型的无差拍电流控制(dead beat current control,DBCC)策略。电机在高速或者需要高转矩响应时,为了减少转矩纹波,高带宽和高精度的控制电流环是必不可少的。无差拍电流控制是实现这些要求的首选之一。目前为止,国内外提出了多种无差拍电流控制方法。提出一种新型的考虑时间延时的DBCC方法,并且与传统的PI电流调节相比较,以进一步说明DBCC的优势。还提出了一种转子位置补偿的新算法,消除电机高速运行时的偏移误差。最后通过仿真和实验对该DBCC进行了验证。

基于变频技术的钻井振动筛控制系统的应用

石油钻井作业中振动筛在停机时抖动剧烈,冲击力严重损坏振动机构,设备故障率高,现场维护工作量大。为此设计了一种经济实用、操作简单和稳定性好的振动筛控制系统,通过SVPWM矢量控制技术改变输入到电机中电压的高低和相序控制振动筛的工作电机,实现了控制振动筛电机的正反转运行和对振动筛的速度进行调节的目的。

基于柔性变电站的双向DC/AC变换器关键控制技术综述

基于交直流混合配电技术的柔性变电站是未来配电网发展的一大趋势,柔性变电站因其具备中/低压、交/直流多端接口、具有潮流柔性管控、多形态能源接入、故障限流和隔离等多种功能而受到广泛关注。双向DC/AC变换器是柔性变电站的重要组成部分,可实现低压交直流端口间能量的双向流动。为使双向DC/AC变换器在柔性变电站环境中安全可靠运行,研究双向DC/AC变换器控制策略成为迫切的需求。以张北交直流配电网及柔性变电站示范工程为实例,根据双向DC/AC变换器不同控制目标,从谐波补偿、不平衡电压抑制、多机并联等关键控制技术进行综述,并对基于柔性变电站双向DC/AC变换器控制技术的发展趋势进行探讨,为建设柔性变电站工程提供参考。

光伏并网发电系统的低电压穿越技术

为了稳定高渗透率下光伏电站的电网,国家制定了严格的光伏电站并网规定以确保电力系统的安全。在分析并网规则中低电压穿越要求的基础上,结合大功率光伏电站的并网结构,讨论了目前基于控制算法和增加硬件等方法的光伏电站低电压穿越技术,为光伏电站低电压穿越技术的研究和工程实施提供参考。

面向电动汽车有序充放电研究综述

推动节能减排,助力“2030碳达峰”“2060碳中和”远景目标实现,需要更为绿色的出行方式。然而大量电动汽车无序充放电行为给配电网安全和充电站运营商接纳能力带来了极大的挑战。为缓解负荷压力,亟待对电动汽车充放电行为进行引导。首先从配电网、充电站运营商、电动汽车用户3个层面归纳了影响有序充放电水平的因素;其次从配电网层面对提升有序充放电水平的方法进行了阐述;随后从内部资源整合和外部充放电引导方面论述了充电站运营商层面提升有序充放电水平的研究方法;然后从响应意愿和响应能力2个角度表征用户对有序充放电行为的响应程度;最后对电动汽车有序充放电研究方向进行了总结与展望。

电子显微镜高压直流电源技术参数

随着高压直流电源技术的逐渐成熟,应用于工业、农业、航天、医疗等的领域越来越普及,对高压直流电源的技术参数的要求就越来越高,纹波大小和稳定度是影响高压直流电源质量的两个关键因素。本文设计了一台90KV/1m A的高压直流电源应用于电子显微镜以及曝光机等,现对其技术参数纹波大小和稳定度进行测量,介绍了纹波的测量方法以及影响稳定度的因素。

基于无差拍预测算法的双向隔离型AC-DC矩阵变换器高动态电流控制策略

针对双向隔离型AC-DC矩阵变换器采用传统双闭环控制策略存在的控制参数多、整定困难等问题,提出了一种基于无差拍预测算法的高动态电流控制策略,通过引入无差拍预测算法对网侧电流进行控制,以减少控制器参数,消除数字控制时延。考虑到算法中电压电流检测量众多,故采用输入电压观测器以降低检测成本,减小采样误差的影响。变换器采用后级单重移相的调制方法来协调配合无差拍预测算法,其中参考输入电流指令与移相角为双射函数关系,简单易实现。仿真和实验结果表明:采用所提控制策略可以实现网侧电流正弦,功率因数接近于1;直流侧电压稳定,电流纹波率小于1%;直流电流在参考值突变时,跟踪快速且无超调、无振荡;同时,在变换器功率正向传输、反向传输以及正反向切换过程中,采用所提控制策略相比于传统的双闭环控制策略,电流动态调节时间分别缩短了69%、85%、67%。由此证明所提控制策略可以保证变换器良好的输入输出性能,并且相比于传统的双闭环控制策略在切换过程中动态性能得到显著提升。

高频链AC-DC矩阵变换器的变控制频率软开关调制策略

针对高频链AC-DC矩阵变换器的高效率要求,提出了一种变控制频率软开关调制策略。该调制策略在基于零矢量嵌入的分段同步控制策略基础上,以单控制周期平均功率不变为原则,通过改变控制周期长度,并调整一个控制周期内的电压矢量排布,优化脉冲宽度,使变换器在换流时全部开关器件的零电压开通成为可能。通过仿真分析和实验证明,采用本文提出的变控制频率调制策略,变换器在整流和逆变模式下,均可实现网侧电流三相平衡正弦,功率因数达到0.981,输出电压纹波小,最高效率达到96.9%,实现了高性能、高效率运行。

T型三电平逆变器中点电位平衡电路及控制

直流母线电压中点电位不平衡是T型三电平逆变器的拓扑结构造成的固有问题。这里从T型三电平逆变器的拓扑结构出发,分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)中大、中和小矢量对中点电位不平衡的影响,针对中点电位不平衡,在电源侧并联一个半桥模块且中点与母线中点串联电感的平衡电路,然后对平衡电路被控对象进行建模与分析,推导出中点电压平衡控制框图,通过对上、下电容进行充放电控制,控制中点电位达到平衡,最后,搭建了T型三电平逆变器实验平台,进行了仿真和实验验证,实验结果验证了所提平衡电路和控制的有效性和可行性。

基于新能源发电的电解水制氢直流电源研究

利用新能源发电进行电解水制氢是实现新能源就地消纳和氢能利用的重要途径,以匹配电解水制氢工作特性的制氢电源为研究对象,通过分析质子交换膜电解槽电解电流、温度与电解槽端口电压、能量效率、制氢速度之间的关系,得出制氢电源需具备输出低电流纹波、输出大电流、宽范围电压输出的特性。为满足新能源电解制氢系统需求,提出一种基于Y型三相交错并联LLC拓扑结构的制氢电源方案,该方案谐振腔三相交错并联输出,满足电解槽大电流低纹波工作特性,并采用脉冲频率控制实现谐振软开关,提高变换效率。最后,搭建仿真模型和6 kW模块化实验样机,验证所提出方案的合理性与可行性。

多重化双向Buck/Boost变换器控制策略仿真研究

多重化双向Buck/Boost变换器常作为能量交换接口用于储能系统中。采用基本建模法对三重化双向Buck/Boost变换器建立交流小信号模型,基于变换器的开环特性,设计了电压、电流补偿网络,在此基础上提出一种新的基于前馈校正的复合双闭环控制策略。为验证所提控制策略的正确性进行了MATLAB仿真研究。仿真结果表明:该控制策略可为三重化双向Buck/Boost变换器提供良好的动、稳态性能,同时对大范围的负载变化等扰动均具有很好的鲁棒性。

张北阿里云数据中心柔性直流输配电系统

阿里数据港张北数据中心是阿里巴巴集团在张北地区云计算基础设施的一个重要基地。数据港所在园区内的用电设备主要包含数据处理服务器、电动汽车和其他用电设备,呈现高耗能和交直流负荷并存的特点。同时,张北地区新能源种类丰富、能源充足,需要探索新型输配电结构,以实现100%清洁能源利用和对数据中心的高效稳定供电。以张北数据中心柔性直流输配电示范工程为例,阐述了基于柔性变电站的直流输配电系统。该系统以柔性变电站为核心建立了交直流混合配电网,实现了新能源以直流电能形式就地消纳与多端口之间不同形式、不同等级的电压高效变换以及交直流负荷的可靠供电。此外,介绍了张北阿里云数据中心柔性直流输配电系统的构成、柔性变电站的组成和基本原理,分析了用于交流负荷供电以及辅助柔性变电站起动的双向DC/AC变流器在系统中的作用及原理,为建设柔性直流输配电系统工程提供参考。

60 kW高频高压变压器的绝缘研究

以60 k W电子束焊机用高频高压变压器建立模型,通过比较3种绕制方法对电场强度的影响,并利用有限元软件Ansoft在静电场条件下对C型法和Z型法的场强和电位分布进行仿真分析。结果表明:C型法的场强分布比Z型法的场强分布更均匀,变压器绕组两端的端电势最高,所以在进行绝缘处理时要尤其注意绕组两侧的绝缘。

自适应补偿磁链观测器在DTC中的应用研究

为了提高异步电机直接转矩控制(DTC)的调速性能,优化设计了一种具有自适应补偿的电压模型定子磁链估计方法。通过与其他几种常见的定子磁链观测方法比较,分析了该策略的可行性和优越性。通过仿真分析,进一步验证了此模型的优越性,并对参数进行了优化配置。实验结果验证了该策略良好的控制效果。

L+LCL型双频单相并网逆变器参数设计及控制方法研究

为了降低并网逆变器的开关损耗,提高系统效率和并网电流质量,提出一种L+LCL型双频单相并网逆变器,集成一个低开关频率的逆变单元和一个高开关频率的整流单元,低频单元负责向电网传递电能,高频单元采用前馈补偿的方式产生消谐电流,无需提取高频电流谐波分量。高频单元侧滤波器采用LCL结构,具有更小体积的同时降低输出电流中的高频开关谐波,提高并网电流质量。介绍了双频单相并网逆变器的工作原理,给出系统的参数设计方法,利用样机进行实验测试。结果表明,该并网逆变器在保证并网电流质量的同时,具有良好的稳态性能和动态响应,并验证了这种双频并网逆变器的效率优势。

双频双模并网逆变器拓扑结构及控制方法研究

为了进一步提高并网电流的质量和并网逆变器的效率,提出一种并联型双频双模单相并网逆变器,其主电路包含低频逆变单元和高频整流单元。为了降低系统的开关损耗,低频逆变单元工作在低开关频率;高频整流单元工作在高开关频率,产生与低频逆变单元谐波电流相反的电流。并网电流为逆变单元电流和整流单元电流之和,用高频整流单元的电流抵消掉低频逆变单元的电流后,理论上并网电流等于逆变电流的基波分量,有效地提高了并网电流质量。在介绍新型单相并网逆变器的拓扑结构和工作原理的基础上,给出并网逆变器的控制策略,整个控制系统包括一个逆变电流环和一个整流双闭环。实验结果验证了理论分析的正确性。