基于StarSim的光伏发电系统并网控制的半实物仿真研究

本文首先阐述了基于StarSim的半实物仿真平台的相关工作原理和运行结构,搭建了光伏并网系统的离线仿真模型,并将光伏模型编辑到StarSim半实物仿真系统中,进行稳态、小扰动和暂态故障的实时仿真测试,仿真结果表现该系统有较好的稳定性和抗干扰性。     

大功率并网逆变器半实物仿真平台研究

半实物仿真系统精确、高效、节约成本,针对大功率并网逆变器现场测试成本高、难度大的难题,通过对光伏逆变器并网系统建立仿真模型,借助RT-LAB仿真平台,将系统仿真模型应用于实时的半实物仿真系统,建立了大功率光伏并网逆变器半实物仿真平台。半实物仿真平台完成了光伏逆变器半实物仿真低电压穿越测试,测试结果表明,半实物仿真结果满足了测试要求,并且与现场测试结果有较好的一致性。验证了该半实物仿真系统的可行性与精确性。     

基于拓展禁区判据的光伏接入牵引供电系统低频稳定性分析

在“双碳”愿景下，光伏通过铁路功率调节器接入牵引供电系统具有良好的发展前景，但光伏接入会对系统的低频稳定性产生影响。针对这一问题，首先建立了光伏-车-网耦合系统小信号阻抗模型，得到了该系统的回比矩阵；然后针对禁区判据进行拓展，提出了拓展禁区判据并给出了判据形式；最后利用拓展禁区判据分析了铁路功率调节器控制器参数等系统参数对低频稳定性的影响，并搭建MATLAB/Simulink测试模型和StarSim半实物实验平台进行了验证。结果表明，与禁区判据相比，拓展禁区判据能更准确地判断光伏-车-网耦合系统低频稳定状态，降低了一定的保守性。     

采用RT-LAB的光伏发电仿真系统试验分析

光伏系统最大功率跟踪(MPPT)控制器是验证各种MPPT控制算法的关键手段,目前控制器的开发存在开发周期长、代码需要人工编写等缺点。RT-LAB实时仿真平台突出的实时性能使其在目前的试验研究和工程设计中的使用越来越广,所以有必要对其软硬件结构及其实时性能进行研究。为此,首次全面系统的介绍分布式实时仿真系统RT-LAB的硬件结构,软件结构和仿真实现流程,结合RT-LAB半实物仿真技术和光伏MPPT的特点,进行了半实物仿真试验。试验中的MPPT控制策略通过结合Simulink软件包模型搭建实现,控制器之外的主电路采用实物电路,RT-LAB的在线调参等功能可以方便的优化控制器参数。对RT-LAB在电力电子半实物仿真中的两个特殊工具ATMISE和RT-Events的特性进行了详细说明,同时阐述了RT-LAB的软件建模规范。试验表明运用RT-LAB进行光伏控制器的开发可以解决目前控制器开发中的诸多问题。RT-LAB在光伏系统上的应用为其在微网、智能电网等实时性要求较高的系统上的应用提供参考。     

基于RT-LAB的高空飞艇半实物仿真系统设计

半实物仿真相较全数字仿真可更加高效、精确、快速的反应控制系统的控制特性,以RT-LAB仿真系统为半实物仿真工具,通过建立以高空飞艇为研究对象的半实物仿真系统。使用RT-LAB软件将数字仿真模型转换为半实物仿真系统所要求的实时仿真模型,通过对高空飞艇的飞行控制系统半实物仿真,验证了该半实物仿真系统的可行性以及高空飞艇的飞行控制系统正确性。试验结果表明,使用RT-LAB作为半实物仿真工具可以顺利的为飞行控制系统的试验验证提供有效的保障。     

基于StarSim和平均值法的双馈感应发电机硬件在环仿真

介绍了一种新的电磁暂态仿真软件StarSim,及其基于状态方程的仿真方法和流程。介绍了StarSim基于平均值法进行实时仿真的基本原理,实时变流桥的等效电路,以及等效电路中电压源电流源数值和PWM脉冲占空比的关系。StarSim的双馈感应发电机模型具有同时支持空载和并网两种工况的特点。以StarSim为建模软件,以PXI(一种工业PC)和FPGA为硬件实现了双馈感应发电机的变流器控制器的硬件在环仿真测试。通过StarSim同Simulink的仿真结果比对,以及硬件在环仿真测试的实测波形来验证所介绍的仿真软件和实时仿真系统。     

基于谐波状态空间的车网耦合系统小信号阻抗建模和稳定性分析

随着我国电气化高速铁路的快速发展,电气化铁路网运行的动车组数量大幅增加。高密度运行的动车组可能会引发车网耦合系统的低频振荡(low-frequency oscillations,LFOs),严重影响轨道交通运输的正常进行。该文针对具有复杂电力电子结构特性的单相车网耦合系统,尝试将谐波状态空间方法(harmonic state-space,HSS)应用于车网耦合系统的小信号阻抗建模。首先推导了车网耦合系统的基于谐波状态空间HSS的小信号阻抗模型,分别通过Matlab/Simulink仿真平台与StarSim半实物平台验证了此模型的精确性;基于所搭建的模型,采用阻抗稳定性分析方法,成功地分析了多车并网引起车网耦合系统低频振荡的机理;最后分别定量研究了电力机车接入的数目和网侧感抗值对车网耦合系统稳定性的影响规律。理论分析和半实物结果表明,该建模方法可以实现简单且精确的车网耦合系统稳定性分析。     

基于RT-LAB的光伏发电系统实时仿真

本文利用光伏模拟器代替传统的光伏电池,建立单级式光伏发电系统,在RT-LAB仿真平台中搭建了实时仿真模型,对系统进行了仿真研究。该实验平台克服了实物系统受光照与温度现实条件的限制,同时可以兼顾硬件环境对实验的影响,弥补了全数字仿真的不足,为实验室内进行大功率的光伏系统实验提供了一个良好的平台。     

集中式储能下微电网控制策略研究

考虑风光发电具有不确定性以及集中式储能在改善系统能量管理、容量配置利用等方面的优势,提出了一种集中式储能的微电网系统。该系统采用分层控制和能量管理结合的稳定调控方案,针对各种工况,制定不同运行状态下各分布式微电源和储能充放电的控制策略,避免了运行模式切换造成的较大暂态振荡,提高系统稳定性,保证系统供需平衡。最后,在StarSim半实物仿真平台上验证了所提控制策略的可行性。     

考虑同步机制的双馈风电系统小扰动建模与稳定性分析

对比分析了锁相环同步机制和虚拟同步发电机同步机制下的双馈风电系统小扰动稳定性及动态特性。针对2种同步机制下的双馈风电系统,基于数学方程分别得出相应的小扰动模型,进而利用特征值分析法对系统小扰动稳定性进行研究。在StarSim硬件在环(StarSim-HIL)半实物仿真平台上搭建相关模型,通过仿真对2种同步机制下的双馈风电系统有功支撑等动态特性及小扰动稳定性进行了分析与验证。对2种同步机制的适用性进行总结,指出锁相环型控制虽然动态特性好、响应速度快,但是在弱电网下的小扰动稳定性及有功支撑等方面,虚拟同步发电机控制更有优势。     

基于生命周期评价的不同电源对环境影响的比较

用生命周期评价方法对工业固体废弃物焚烧发电、生物质气化发电、风力发电、天然气燃气蒸汽联合循环发电等几种电源型式对环境的影响,进行了编目分析,计算了其污染物排放量,并且都与燃煤发电进行了比较。     

基于串口通信的DSP在线烧写技术研究

为了解决DSP嵌入式系统某些特殊应用场合升级不方便、维护困难的问题,提出了一种基于串口通信向片内Flash在线烧写程序的方法.描述了该在线烧写方法的基本思想和实现步骤,并结合工程实际需要,优化了接收升级指令的时机,并在片内Flash设置应用程序备份区,进一步提高了烧写的可靠性和安全性,增强了系统的容错性和自愈恢复能力.实验结果表明,该方法有效可行,方便可靠,相比于传统基于JTAG烧写,可摆脱仿真器进行程序升级,提高了嵌入式系统的可维护性.     

基于微位移的超分辨重建技术研究

CCD图像传感器广泛用于图像采集,受其内部结构和外部条件的影响,采集到的图像质量不能满足人们的需求,通过硬件改进提高图像质量面临经济与技术两方面的难题。为此本文利用多幅微位移图像间的冗余信息重建出高分辨率图像,既低成本又易实现。针对CCD与目标物间有相对微位移来获取序列低分辨率图像的情况,采用一种解线性方程组的方法对采集到的4幅微位移图像进行重建,并对这种算法进行优化。实验结果图可清晰地看到重建图像可分辨更多线对,高频信息量增加,算法具有较好的效果。     

基于PMU的状态估计的研究

传统的状态估计是基于单相纯正弦模型的,但实际电力系统的三相并不是完全对称,这就导致了传统的状态估计存在着固有的误差.随着基于GPS同步相量测量单元(PMU)的应用和计算机技术的发展,该文提出了一种以PMU为基础的三相状态估计和谐波状态估计算法以消除这种固有误差.利用PMU的电压幅值测量值和相角测量值与SCADA原有的测量值构成的混和量测系统一起用于状态估计,从而提高网络的可观测性及状态估计的精度,来弥补传统状态估计的不足.所以这种算法可根本解决系统三相不平衡和状态向量非纯正弦带来的误差问题.最后讨论了对该算法的评估方法.     

基于光生物效应的办公空间采光研究初探

该文将办公室天然采光与光生物效应相结合,通过分析在不同光气候、季节时段、采光口朝向、亮度水平的天然采光条件下,人眼瞳孔大小、主观感受等变化规律,研究在光生物效应作用下,天然光的光色（光谱分布）、光照强度（亮度）与人的视觉心理生理变化之间的关系,整理在不同光色下瞳孔变化与亮度水平函数关系式,以期能提出符合节能要求、有利于办公人员身心健康及提高工作效率的办公空间采光环境方案,完善办公空间天然采光的健康模式,从而进一步促进绿色照明和健康照明。     

基于Linux的SCADA系统后台服务器的研究

随着微机技术的不断发展，以Linux为代表的自由软件越来越多地应用于各个领域。针对自由软件Linux应用到电力SCADA系统后台服务器中这一课题进行了可行性研究。通过与传统的Unix工作站后台服务器相比较，提出了基于PC／Linux的SCADA后台服务器。     

基于SOPC的舵机控制器研究

研究一种开放式全数字舵机控制器。控制器采用了全数字三闭环控制,实现了舵机位置伺服控制功能,其中位置环采用PID参数模糊自整定的算法,电流环、速度环作为内环采用PI调节的算法,并对采用PID参数模糊自整定的算法和传统PID算法所得的结果进行了对比分析。实验结果表明,系统有较好的鲁棒性和动、静态性能,可达到位置跟踪效果。     

基于PSCAD/EMTDC的电网GIC影响仿真分析

地磁暴在电网中产生的地磁感应电流影响电力系统运行,研究地磁感应电流在电网中的分布、大小及影响等问题有重要意义。在提出了研究我国电网地磁感应电流影响问题必要性的基础上,给出了基于平面波理论的地表面势的算法,以及用PSCAD／EMTDC软件分析电网地磁感应电流影响的思路,并对仿真分析中的仿真条件、理论依据、注意事项等问题进行了讨论,最后给出了仿真实例的分析结果。实例分析表明,我国电网的地磁感应电流问题是有必要深入研究的课题,PSCAD／EMTDC软件是分析电网地磁感应电流影响的有效工具和最佳选择。     

基于RTDS建模的分布式光伏对配电网影响研究

随着分布式光伏的大规模推进,需要研究分布式光伏接入配电网后对电压、 电流和继电保护带来的影响.首先,根据分布式光伏和配电网的典型结构,基于RTDS建立分布式光伏接入配电网的仿真模型.其次,仿真分析在不同的光伏渗透率、故障类型和故障位置下分布式光伏对配电网电压和电流的影响.然后,研究电网故障状态下分布式光伏对配电网继电保护的影响.仿真结果表明,分布式光伏接入配电网后使电压增大、系统提供的电流减小,分布式光伏渗透率较大时可能使过流保护拒动以及重合闸失败,因此需要重新整定保护定值.     

基于TMS320C6747的SVPWM实现方法研究

空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation)是逆变系统设计的是重要方法之一,本文详细介绍了SVPWM方法,探究了使用数字信号处理器TMS320C6747生成SVPWM波的方法和实现过程。对SVPWM实现的软件和硬件均进行了设计,并在此基础进行了实验,实验表明该逆变系统的具有良好的可行性、有效性和可靠性。