基于PowerPC+FPGA平台的双闭环直流调速系统的实现

针对直流电动机的机械和电气特性,本文设计了一种基于PowerPC+FPGA平台的直流电动机调速系统。介绍了直流电动机控制系统、直流电动机数学模型、PI调节器模型及PowerPC+FPGA控制平台。采用MATLAB软件对调速系统进行仿真分析,并把基于PowerPC+FPGA控制平台的双闭环直流调速控制系统应用于动态模拟试验机组中,取得了很好的控制效果。试验表明,本文所设计的双闭环直流调速系统运行稳定可靠,具有较好的静态和动态特性,达到设计要求。     

水力发电厂直流系统智能设计工具开发

为提高工作效率,缩短设计周期,笔者研发了一个水力发电厂直流系统智能设计工具。该工具利用WPS Office软件自带的宏编辑器（JS环境）进行二次开发,通过统计水力发电厂的直流负荷,自动生成直流计算书、蓄电池容量、充电装置、断路器、熔断器、电缆等的选择结果,且能智能报警,智能推送推荐方案,并能自动生成直流系统设备信息表和直流系统图。结果表明,该工具可降低设计人员在水力发电厂直流系统设计上的用时,达到提高工作效率、缩短设计周期的目的。采用该工具生成的成果可直接用于水力发电厂直流系统的初步设计、招标设计和施工图设计。     

纯数字高压直流输电仿真培训系统的研究

分析了纯数字高压直流输电仿真培训系统的技术可行性,提出了该系统应具有的基本功能,并进行了系统分析和设计,用纯数字高压直流输电系统的模型和换流站仿真系统的异步运行实现仿真系统的实时性。该系统以SUN工作站为硬件平台，以X-Windows，INGRES数据库及PSCAD/EMTDC为软件平台，满足了仿真精度和培训实时性要求。     

直流调速系统的计算机辅助设计

从电路模型层面上对晶闸管可控整流供电的直流调速系统进行仿真,通过修改调节器,找到了一组能满足实际应用系统的动静态指标参数,再根据该参数去反求调节器的电路结构。该方法可以在计算机上实现对调速系统的设计,减少了实际电路调试中元件的更换及设计周期。     

大规模交直流电力系统仿真计算的相关问题

针对大规模交直流电力系统仿真计算中涉及到的几个相关问题进行了讨论。指出用于大规模交直流电力系统仿真计算的最有效的工具是带有用户自定义功能的交直流电力系统数字仿真程序，传统的动模试验和最新出现的实时数字仿真器并不适合于对大规模交直流电力系统进行系统研究。通过考察直流输电换流器准稳态模型导出的条件，阐明了直流输电换流器的准稳态模型在交流系统不对称故障期间是不适用的。论证了影响逆变器换相失败的因素有多个，重点研究了触发越前角、换流站交流母线电压跌落，直流电流增大以及换流变压器短路阻抗等因素对换相失败的影响。通过实例论证了交流系统故障时直流输电系统的动态响应特性，必须在仿真过程中通过对直流输电系统及其控制器的行为进行精确的仿真计算才能得出，凭经验事先估计直流输电系统在交流系统故障时的响应特性是不科学和不可靠的。     

新型直流输电系统典型扰动暂态响应特性

采用新型换流变压器及其感应滤波技术的直流输电系统在拓扑电路结构上不同于现有任何形式的直流输电联结方式。文中基于CIGRE直流输电标准测试系统模型及其主电路参数，根据新型换流变压器及其感应滤波系统的技术特点，设计了一套与标准测试系统主电路参数相一致的新型直流输电模型测试系统，并对新系统和传统系统在实际工程中所可能遭受到的各种典型扰动及其暂态响应特性进行了详细的仿真计算。仿真结果表明，采用直流输电标准控制模式的新型直流输电系统进一步提升了对直流输送功率的调节裕度，具有较好的暂态稳定性，在遭受各种典型扰动时均能够稳定、充裕地运行。     

远距离移动负载高压电源的设计

为对远距离的直流移动负载进行供电,须考虑损耗、体积、指标等一系列的问题。要解决远距离损耗大的问题,则须采用在始端升压、负载端降压的措施;要使负载端的变换器体积小,则须提高系统频率,在变换器中采用高频变压器;要满足整个系统的指标,则须完成从部分到整体的设计过程。在此基础上,此供电电源采用AC/DC/DC变换的过程,始端变换器中采用三相PWM斩波稳压与12脉波整流相结合输出高压直流,然后经过远距离的电缆,负载端DC/DC变换器采用半桥三电平结构进行直流降压后为移动负载供电。文中分别对两个部分的拓扑以及工作原理进行了理论分析与仿真,仿真结果表明,供电电源采用这样的拓扑结构能够得到稳定的直流电压,并且不会影响始端的交流指标。     

六端柔性直流输电系统运行特性仿真研究

柔性直流输电技术(VSC-HVDC)是新能源并网的一种重要手段,为了研究可再生能源经VSC-HVDC接入对大电网安全稳定运行的影响,本文建立了送端分别为光伏发电、水电和火电的三送端三受端的六端柔性直流输电仿真系统,对可再生能源经VSC-HVDC接入时的系统特性进行研究。送端中光伏并网系统为两极式并网结构,经LCL滤波电路接入柔性直流输电系统。选取了MPPT和双闭环控制算法后推导了LCL滤波电路的参数公式,在计算结果的基础上对多端柔性直流输电系统进行仿真。仿真结果表明在随机性较大的光伏发电接入后,六端柔性直流输电系统仍可稳定运行,验证了六端柔性直流输电系统仿真模型和参数计算的正确性,为大规模可再生能源并网的协调控制研究提供了仿真基础。     

多馈入直流交互影响强度的评估指标

多直流馈入电网已经提出了几种改进的短路比指标,但对其有效性一直缺少全面和定量的评估。文中以含有5回直流的南方交直流并联电网为蓝本构造了多组仿真测试模型,对评估多馈入直流受端电网强度的2种多馈入短路比指标和多馈入影响因子指标的性能进行了系统、全面的定量评估,指出了指标存在的不足和适用范围。提出了一个评估多直流间交互影响强度的新结构性指标———暂态电压支撑强度指标。通过新指标与CIGRE推荐指标的对比以及指标与受端电网暂态电压跌落和直流换相失败持续时间等特征量之间的定量关系分析,验证了新指标的适用性。     

直流母线电压的选择对永磁同步电机性能的影响

直流母线电压对永磁同步电机控制系统中整流器及逆变器的容量和成本,永磁同步电动机的设计及控制性能等有重要的影响,是电机设计及控制需要考虑的一个重要参数。文章分析了直流母线电压对调速永磁同步电动机的作用及对电机设计和整个控制系统的影响,通过分析所得的结论对电机本体及控制系统设计时母线电压的选取具有一定的参考价值。     

南方电网交直流混合输电系统动态潮流仿真计算

针对调度员培训系统的仿真要求，根据直流系统分层的特点建立了系统和极两层对象，在直流系统这一层次上建立了其接线方式的描述，用以控制直流系统电气方程的建立。可以实现对直流系统不同运行接线方式的模拟以及分层控制的模拟，基于动态潮流的原理对直流系统进行建模，考虑了高压直流的频率特性，实现了基于动态潮流技术的交直流联合系统的仿真，为调度人员提供了逼真的交直流联合输电系统的培训环境。     

交流励磁变频器动模系统主回路设计

针对国内目前没有交流励磁的运行案例,交流励磁的控制技术的研究就显得尤为必要和紧迫。设计了一套交流励磁三电平变频器动模系统,针对影响系统运行性能的LCL滤波器和直流平波电容进行了深入的设计分析,给出动模设计方法,并对所设计的滤波器和电容进行了仿真和动模验证。验证结果显示,该设计方法是可行的。     

贵广二回直流输电系统次同步振荡问题分析

针对贵广二回直流输电系统可能引起整流站附近汽轮发电机组次同步振荡的问题，采用机组作用系数法和时域仿真方法进行了分析。时域仿真采用NETOMAC程序，建立了适用于次同步振荡问题仿真的详细模型。通过对不同运行方式的分析，得出了在整流站与外部交流系统弱联系以及孤岛方式下会发生次同步振荡不稳定问题的结果，提出了必须设计直流输电附加的次同步振荡阻尼控制器的结论。     

南方电网多直流调制控制的交互影响与协调

受限于现有的小扰动分析软件无法对高压直流输电系统（HVDC）控制回路建模，直流控制器的分析和设计严重依赖于时域仿真，无法获得对于控制器性能的机理性认识。文中利用NETOMAC仿真软件中NEVA的自定义控制器功能，定义了新的HVDC控制回路模型。利用根轨迹技术，分析了2008年度南方电网3回直流调制采用广域信号反馈控制时各自的不同性能，发现了由于HVDC调制引发的模态谐振现象，这种现象的存在使得直流调制控制的阻尼效果被削弱。最后，提出一种利用多直流协调控制消除模态谐振的方案，并通过NETOMAC的时域仿真加以验证。     

高压直流输电系统非线性变结构控制器的设计

为了进一步改善高压直流（HVDC）输电系统的性能，采用在逆变侧定无功电流控制方式代替传统的定熄弧角控制，并将现代控制理论中非线性系统的状态反馈精确线性化方法与线性系统的变结构控制理论相结合，设计了非线性变结构控制器。仿真结果表明，所设计的新型控制器能够改善直流系统的性能，并提高交流系统的电压稳定性。     

缆索起重机G—M系统电势调速简易计算

缆索起重机是大型水电站施工中的重要的设备,它的起升牵引机构均采用G—M系统拖动,其原理如图1。高压交流电动机M与直流发电机G同轴,直流发电机G与直流电动机M的电枢通过大截面电缆直接接成闭合回路。发电机和直流电动机的励磁绕组W_G和W_M由专用直流电源U_F供电。G—M     

直流系统短路故障的快速识别与短路保护

提出了利用霍尔传感器测量直流系统回路电流、母线电压，以电流、电压综合判据快速识别直流系统短路故障的方法。采用可控直流断路器替代传统的熔断器法，将交流系统三段式微机电流保护原理应用于直流系统的短路保护，设计了辐射式Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ段直流供电回路，同时为防止在切除故障支路时因Ⅱ，Ⅲ段开关同时拒动，而由Ⅰ段开关切除故障引起的其他供电支路电源消失问题，对Ⅲ段直流供电回路采用了备用开关自投方案，并研制了直流系统三段式微机电流保护装置。分析了该装置的选择性、灵敏性、速动性和可靠性。通过对样机的仿真实验和现场运行，表明了该原理与方法的有效性和实用性。     

两河口水电工程场内交通仿真分析研究

水电工程场内交通仿真分析研究可验证交通线路规划设计、等级标准选取的合理性,为优化施工组织设计提供强有力的分析工具,经济效应与社会效应显著。分析了两河口水电工程场内交通运输系统特点及其影响因素,运用系统仿真技术及循环网络模拟技术,对场内交通进行仿真计算,分析结果可为施工组织设计提供参考,并指导现场施工管理。     

高压直流换流站分散鲁棒自适应控制器的设计

针对高压直流输电系统(HVDC)，提出了一种换流站的分散鲁棒自适应控制器的设计方法。设计中引入自适应非线性阻尼项来抑制系统非线性不确定参数和未知有界干扰的影响，同时采用反演设计方法来克服控制器设计的复杂性，最后获得高压直流输电系统换流站的分散鲁棒自适应控制策略的一般表达式，并提供了整个系统的稳定性证明。所得控制器仅利用本地测量量实现，控制策略具有分散性和适应性。通过NETOMAC数字仿真，仿真结果证明该控制器比常规的PI控制器具有更好的控制效果。     

交直流混合电网中直流50 Hz和100 Hz保护研究

对于远距离、大容量、交直流并联运行电网，交直流控制保护的配合对电网的安全稳定有着重要的影响。直流基频和2次谐波保护是交直流系统间相互配合的基本保护功能。利用EMTDC仿真软件和实时数字仿真（RTDS）对交直流混合运行电网中直流系统50 Hz和100 Hz保护整定原则进行了深入研究，提出了与交流系统故障清除时间和直流主设备承受能力相配合的100 Hz保护整定原则，并给出了基于EMTDC仿真的定量计算方法。该整定原则已应用于南方电网的天广、高肇和兴安直流输电系统，解决了南方电网中存在的交直流保护不配合的关键问题。