基于开关网络的继电保护二次回路逻辑的模型与算法

继电保护二次回路的数学模型是进行继电保护系统评估和动态仿真的基础,本文引入开关网络的原理对继电保护二次回路的逻辑进行分析、建模,将二次回路描述成由逻辑对象组成的开关网络,有效地解决了对二次网络拓扑的自动跟踪和数学描述的维数灾问题.讨论了二次回路元件和拓扑的数据结构,分析了开关网络中元件的开关函数以进行二次回路逻辑的研究,最后应用模块间的消息传递提出了二次回路逻辑的计算机分析算法.     

基于开关网络的继电保护二次回路逻辑的模型与算法

继电保护二次回路的数学模型是进行继电保护系统评估和动态仿真的基础,本文引入开关网络的原理对继电保护二次回路的逻辑进行分析、建模,将二次回路描述成由逻辑对象组成的开关网络,有效地解决了对二次网络拓扑的自动跟踪和数学描述的维数灾问题。讨论了二次回路元件和拓扑的数据结构,分析了开关网络中元件的开关函数以进行二次回路逻辑的研究,最后应用模块间的消息传递提出了二次回路逻辑的计算机分析算法。     

兼顾稳态效率和暂态升压能力的LLC变换器

针对服务器前端电源等对稳态效率和暂态升压能力具有特殊需求的应用场合,在LLC谐振变换器的整流电路中引入辅助开关网络,得到了一种改进的LLC谐振变换器。在额定输入电压附近,辅助开关网络保持关闭,变换器采用脉冲频率调制(PFM)调节输出电压;而当输入电压跌落时,辅助开关网络采用脉宽调制(PWM)策略,工作状态和Boost变换器类似,使变换器获得了额外的升压调节能力。对改进的LLC变换器的工作过程、电压增益特性进行分析,并给出了参数设计的方法。励磁电感的设计只需考虑稳态工作点的性能需求,与电压增益范围无关,有效减小了传统LLC变换器变压器因励磁电感过小而额外引入的环流损耗。最后通过实验验证了所提方案的可行性和有效性。     

基于超级电容的太阳能电池最大功率跟踪储能方法

采用超级电容串联分组充电的方法进行太阳能电池最大功率自动跟踪储能,给出一款具体的实现电路。电路采用π形开关网络和单片机直控低阻双向电子开关,利用并联在充电端的功率检测电容进行最大功率电压U_(pmax)的测量,超级电容的串联分组充电电路的实测效率达83%。该方法还适合于输入端为间歇性小功率低电压充电、输出端为间歇性大功率高电压供电的场合。     

通过Web网站连接到现场可编程门列资源

这种Web网站可连接到现场可编程门阵列（FPGA）,复杂的可编程逻辑器件（CPLD）,和简单的可编程逻辑器件（SPLD）资源和设计工具。     

基于FPGA的三相电压过零点高精度检测

高压智能同步开关技术是有效抑制电力系统操作过电压和涌流以及全面提高电能质量的关键技术,而实现高压开关过零同步投切关键在于对三相电压过零点的精确检测。研究了三相电压过零的精确检测方法,设计所需的数字低通滤波器,在altera器件CYCLONEEP1C6中实现,并用Quartus5.0中嵌入式逻辑分析仪得到验证。     

终端无功补偿与自适应电容调节技术

通过阐述自适应电容调节技术暨控制电容器充放电电压原理,提出了对终端负载功率因数的自动补偿新方法。利用自关断器件的可关断性,将反向并联二极管的两只自关断器件组成的开关电路,通过逻辑驱动电路、脉宽调制电路、零点检测电路和功率因数检测电路,控制开关电路内自关断器件的通断,以控制补偿电容器的充放电电压的高低,进而控制了电容器补偿电流的大小,等效实现了可调节电容器的功能,并对负载的功率因数补偿进行自动控制。对电路的原理、工作过程和主要器件参数的选择,通过实验检测数据进行了分析和阐述。用该方法制造的自关断器件功率因数自动补偿控制装置,实现了无电容器组投切,而且具有结构简单、体积小、效率高等特点,对可变负载用电设备进行现场随机功率因数补偿。     

应用于级联STATCOM的高精度低成本全FPGA实时仿真模型研究

针对级联静止无功补偿器(STATCOM),提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的高精度低成本实时仿真模型。为减小步长,提高仿真精度,提出一种改进开关函数法,将仿真模型分为非线性开关部分和线性电路部分,简化仿真模型,减少仿真计算量。通过计算开关网络外电路电压及比较逻辑得到端口电压,实现H桥死区模式下的仿真,提高模型仿真的精度与实用性。通过实时检测H桥状态,确保二极管单向导电,保证仿真正确性。为了兼顾硬件资源消耗和仿真计算速度,在设计实现上采用串并行结合,以及深度流水线技术。每相12个级联H桥STATCOM实时仿真模型只需一片Cyclone IV EP4CE115即可实现,仿真步长可达到0.85?s。Simulink/PSIM仿真和实际功率电路实验结果均验证了所提出的实时仿真的有效性。     

三电平PWM整流器空间矢量控制的全数字实现

提出一种便于数字实现的三电平PWM整流器控制算法,采用输入电压空间矢量定向,根据参考电压直接计算位置、作用时间以及发送顺序,从而大大简化了计算;并利用数字处理器(DSP)和可编程逻辑器件(CPLD)实现了整流器空间矢量的全数字控制。     

用于超导储能系统的多电平电流调节器

电压型超导储能系统中的直流变换器用于实现对超导磁体的快速充放电。传统的直流变换器存在软开关难以实现、直流母线电压难以平衡的问题。为解决这一问题，提出一种用于超导储能的多电平电流调节器，它实现了高频变压器原边器件的零电压开关和副边器件的零电流开关，并能实现电压侧各直流母线电压的自动平衡。采用改变晶闸管移相角，进而控制超导磁体上的平均电压大小的方法来调节超导磁体充放电功率。在实现方法上，采用了基于数字信号处理器（DSP）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）的综合控制方法。实验结果证明了这种多电平电流调节器的良好性能。     

Circuits simulation of switch devices furnished with gain cell combined to FeRAM

Abstract

This paper has described a new concept on programmable switch device furnished with gain cell combined to FeRAM. Compared with memories but ferroelectric memories under many aspects, they have even been favorably labeled the ideal memory because of their non-volatility, ease of programming and operation by low voltage. As the programming switch, which is very attractive for logic application, SRAM, anti-fuse, flash type devices are well known. They have been required that satisfy non-volatility and low-voltage programming simultaneously. Some structures with ferroelectric material have been proposed and studied as solution of these problems. However, it seemed hard that these type devices are realized now from a viewpoint of fabrication process and low voltage operation. Therefore, we propose a new switch device furnished with gain cell combined to FeRAM. We have studied and simulated this switch device by SPICE. This basic circuit is composed of two blocks. One is switching block that includes gain cell, and the other is memory block that is FeRAM. Circuits, which we designed, amplify bit line's voltage up to Vdd or ground at sense amplification according to FeRAM data. The bit line voltage determines the logic state for gate electrode of switch transistor. The way to read is destructive read out. However, we can transfer information of bit line voltage during plate line is low-level voltage. The way to write FeRAM is similar to conventional way. It is revealed that the basic circuit with FeRAM connected gain cell could work correctly in simulation. In addition, this kind of device is hopeful of many logic applications.     

矩阵式晶闸管分频调速节能装置研究

分频调速是一种崭新的节能方法。介绍了分频调速的涵义,给出了主电路和矩阵式电子开关原理图．指出分频电路的9只双向晶闸管可分为三组,随后定义了开关函数S和开关矩阵S,并推导了分频电路的实现原理。其次介绍了在实现过程中需要重点解决的两大关键技术：一是在自然换相点处的电压过零触发和电流过零触发方式减少了内存占用：二是利用逻辑电路构成防误触发措施．根据脉冲的特点列出了真值表,并以此为依据设计了逻辑电路。从使用中验证,该装置对有级调速的风机、水泵负载是低投入、高回报的选择。     

一种适用于安全稳定控制系统的备用电源自投装置

为了保证电网中由安全稳定控制装置远切110 kV变电站负荷造成主供电源失电时,110 kV电网备用电源自动投入(备自投)装置不允许动作,而由其他原因造成主供电源失电时,备自投应可靠动作,开发了一种适用于安全稳定控制系统的备自投装置。通过进线故障和安全稳定控制系统动作时进线上的电压变化情况以及系统频率变化情况的不同判断是否开放备自投,主要是在常规备自投逻辑的基础上,增加了进线故障检测、进线重合闸检测、开关不对应开放备自投的功能以及系统低频低压闭锁备自投的功能。并顺利通过了动模试验,该类型装置已陆续投入工程应用。在目前电网安全稳定控制装置和110 kV变电站间没有通信通道的情况下,该类装置可以满足安全稳定控制系统的要求。     

高频链矩阵变换器解结耦调制策略在风电场中的应用

由于风电场运行的波动性和不确定性,使高频链矩阵变换器输出侧电压电流谐波含量较高。为此,提出一种应用于风电场运行的高频链矩阵变换器解结耦调制策略。基于解结耦调制思想从单向可控开关的角度分析由双向开关组成的矩阵变换器,并引入极性选择信号实现拓扑解耦。进而通过优化空间矢量信号与极性选择信号的逻辑组合,进一步优化双向开关驱动逻辑,降低换流难度,使得矩阵变换器输出电压电流谐波含量明显减少,改善了电能质量。Matlab/Simulink仿真验证了所提调制策略的有效性与可行性。     

安全稳定控制系统在应用中相关问题的探讨

本文介绍了广东电网的安全稳定控制系统的功能结构和控制原则;探讨了安全稳定系统的通信通道问题;针对常规备自投装置不能与安稳系统配合问题,对备自投进行技术改造,在常规的备自投装置动作逻辑基础上增加了电压不平衡逻辑、重合闸起动逻辑、开关跳位起动逻辑和低频低压闭锁逻辑;并结合实际情况,提出在安稳装置的运行维护中应注意的问题。     

基于PXI总线的矩阵开关模块设计

针对现有通用性自动测试系统中矩阵开关体积大、性价比低、可靠性以及通用性差等问题,设计了一种基于PXI总线的继电器矩阵开关模块.该矩阵开关模块采用FPGA实现核心控制逻辑,采用Altera公司提供的基于SOPC Builder的IP核实现PXI总线接口逻辑,该设计不仅节省了电路板的面积,还省去了购买接口芯片的费用.利用NI公司的LabWindows/CVI虚拟仪器软件编写驱动程序以及仪器软面板设计,该设计不仅集成度高、人机界面友好,还使得调试方便.该矩阵开关已得以实现,具有占用空间小、成本低、通用性强等特点,可广泛应用于基于PXI总线的通用性自动测试系统中.     

变流器辅助换流的柔性切换开关拓扑与控制

分布式新能源渗透率的快速提高,在提升配电网灵活性的同时也加大了其运行调控难度。为此,文中提出一种新型配电网柔性切换开关设备,开关由集成门极换流晶闸管(integrated gate-commutated thyristor,IGCT)与并联电压型变流器组成,其中针对并联电压型变流器采取虚拟同步发电机控制,可实现负载在不同馈线间的平稳切换。文中首先将所提柔性切换开关与柔性多状态开关及机械开关的主要特征进行比较;然后,分析柔性切换开关在故障前、故障中和故障后的工作模式,并研究在3种工作模式间进行柔性切换时的切换逻辑;最后,通过基于RT-Lab的控制在环实验模拟开关在不同馈线间切换的过程,获得不同工作模式下和柔性切换过程中的电压电流波形。实验结果表明柔性切换开关具有短时电压支撑能力,在不同馈线间切换的过程中不产生电压电流冲击。     

基于稀疏矩阵的煤矿电网过流保护检验算法

为了避免矿井高压电网在实际运行过程中可能会出现越级跳闸或保护拒动现象,保证矿井高压电网供电安全,本文基于矿井高压供电网络特点,提出了一种基于稀疏矩阵的矿井高压电网过流保护检验算法,将稀疏矩阵和矿井高压过流保护检验算法相结合,获得支路节点和支路节点的供电关系矩阵,描述了故障电流计算方法,并以此为基础获得了最终需要执行跳闸操作的开关矩阵,对矿井高压供电系统图中相应开关执行跳闸操作。依据开关跳闸结果,即可判断出当前的过流保护设置是否合理。     

光滑化非线性互补约束的节点类型转换模型

提出一种用于描述潮流计算中PV-PQ节点转换逻辑的光滑化互补约束模型。电压控制节点的无功出力达到限制值后会失去对受控节点的控制,其转换关系能采用非线性互补约束模型描述。通过对互补约束条件的光滑化处理,并引入到潮流计算模型中,在迭代计算中可直接对节点类型进行判断并转换,将避免频繁的节点类型转换,显著提高计算的效率并得到正确的潮流结果。另外在连续潮流中考虑互补约束方程后,在临界点附近通过潮流不平衡量快速确定导致潮流不收敛的关键方程,从而有效识别出临界点类型和关键约束转换节点。通过对多个系统的仿真验证所提模型的有效性。