级联H桥型高压变频器中脉冲编解码技术研究

级联H桥型高压变频器在轧钢、冶金、矿井提升、机车牵引以及电力系统有源滤波和无功功率补偿等场合都得到了广泛的应用。在6 k V及以上的工业应用场合,采用级联H桥型技术方案构成的变频器在成本、可靠性、电压谐波质量等方面具有相当的竞争性。在级联H桥型变频器中,各H桥单元的电压处于浮动状态,出于高压隔离的目的,一般采用光纤传输驱动脉冲信号。由于变频器中H桥单元个数众多,驱动脉冲数量庞大,为减少光纤使用数量,降低系统成本,提高系统可靠性,采用一条光纤信号进行脉冲传输成为一种可行的技术方案。分析了对脉冲信号进行编解码的技术方案,并将其成功应用于一台6 k V,600 k W高压变频器中,实验结果验证了所提的脉冲编解码方案的正确性与可行性。     

采用FPGA的多路高压IGBT驱动触发器研制

为有效控制固态功率调制设备,提高系统的可调性和稳定性,介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和微控制器(MCU)的多路高压IGBT驱动触发器的设计方法和实现电路。该触发器可选择内或外触发信号,可遥控或本控,能产生多路频率、宽度和延时独立可调的脉冲信号,信号的输入输出和传输都使用光纤。将该触发器用于高压IGBT(3300V/800A)感应叠加脉冲发生器中进行实验测试,给出了实验波形。结果表明,该多路高压IGBT驱动触发器输出脉冲信号达到了较高的调整精度,频宽’脉宽及延时可分别以步进1Hz、0.1μs、0.1μs进行调整,满足了脉冲发生器的要求,提高了脉冲功率调制系统的性能。     

光纤连接在高压变频器中的应用研究

为解决单元串联多电平高压变频器中主控系统与功率单元之间存在的强弱电隔离及功率单元与功率单元之间的电磁干扰问题,提出了采用光纤连接方法实现功率驱动PWM信号的远距离传送。设计了由HFBR-1524发送器和HFBR-2524接收器组成的光纤连接电路。实验结果表明,该方法能够实现PWM信号的精确传送。该电路已经在高压变频器的开发中得到应用。     

基于混合调制技术H桥级联PCS的研究

针对应用于中压储能系统的H桥级联功率调节系统(PCS)提出了一种混合脉宽调制(PWM)方法。该调制方法综合高频PWM技术和最近电平逼近(NLM)技术的优点,在保证较高质量多电平输出波形的同时可降低功率器件开关频率,有利于降低开关损耗。此外,根据电压排序进行各功率单元工作模式的选择,可以调整各功率单元储能电池的充放电状态,控制简单,容易实现。在此详细分析了混合PWM技术的工作原理及实现方法,搭建了5级H桥级联PCS储能系统实验平台,实验结果表明所提调制方法及均衡控制能实现良好的交流多电平输出波形和储能电池的均衡控制,具有一定的工程应用价值。     

基于P-AWPSO算法的全钒液流电池储能系统功率分配

为了提高全钒液流电池储能系统的效率,促进其高效利用,提出基于P-AWPSO (priority-adaptive weight particle swarm optimization)的功率分配策略。首先给出包含折损成本、损耗率及电池荷电状态(state of charge, SOC)一致性的多目标优化模型以及4个评价全钒液流电池储能系统功率分配的指标;然后采用P-AWPSO算法进行求解,该算法采用"先选择单元后功率分配"的思路,即先根据优先级选择参与本次功率分配的储能单元,然后在选定的储能单元内进行功率分配;最后将算法用于两个算例的仿真中,并与传统功率分配算法进行了对比。通过仿真表明,该策略能够实现全钒液流电池储能系统的功率分配,减少电池充放电次数,降低电池运行成本,提高工作效率。     

电池储能系统恒功率削峰填谷优化策略研究

以南方电网MW级电池储能示范工程为背景,以求解采用恒功率充放电策略运行的电池储能系统削峰填谷策略为目的,提出了电池储能系统恒功率削峰填谷优化模型及求解该模型的实用简化算法。该算法令电池以最大功率充放电,可以快速求解电池1d充电1次、放电多次情况下的电池储能系统充放电策略。给出了削峰填谷实时控制策略。针对深圳碧岭站的2组实际负荷数据建立了恒功率削峰填谷优化模型,分别采用多初始点的序列二次规划法和实用简化算法进行了优化,对2种算法的求解结果做了比较,证明了该算法的有效性。深圳宝清电池储能站的现场测试结果也验证了该算法的有效性。     

基于旋转门算法的电池储能辅助单机跟踪AGC指令控制策略

针对电池储能辅助单机跟踪AGC指令过程中机组爬坡频次高以及储能动作次数多的问题,提出基于旋转门算法的电池储能辅助单机跟踪AGC指令控制策略。首先,利用旋转门算法对AGC历史数据进行压缩,对压缩结果采用线性插值处理,进一步进行动态更新及实时修正,并结合机组爬坡特性确定机组承担的功率调节指令。然后,将储能系统动态地分为3个电池组,根据储能系统功率调节指令确定电池组动作顺序,进而设计功率分配方法实现储能系统上层功率分配,同时确定各电池组电池单元功率分配原则完成下层功率分配。最后,利用某电厂实际AGC指令对控制策略进行仿真分析,验证了所提策略的有效性。     

光纤隔离驱动在电磁发射机中的应用

为了实现对电磁发射机中功率器件的高精度控制,提出了采用光纤连接的方法实现功率驱动PWM信号的传送。设计了由HFBR-1527发送器、HFBR-2526接收器和高速驱动芯片TC4452组成的高速光纤隔离驱动电路。实验结果表明,该光纤驱动电路能够实现PWM信号的精确传送,延迟时间在100ns以内,抗干扰能力强。该高速光纤隔离驱动电路已经在电磁发射机的开发中得到应用。     

基于FPGA的级联型逆变器的脉冲发生器的实现

设计并实现了基于FPGA的PWM脉冲发生器,该脉冲发生器接收由DSP根据载波移相空间矢量PWM算法计算出的占空比数据,并和多路移相载波进行实时比较,从而产生多路PWM脉冲,该脉冲发生器可以独立于DSP运行.在脉冲发生器的设计中还嵌入了串口接收器模块,接收并解析功率单元的状态及故障信息,返回给DSP读取,大大减轻了DSP处理功率单元信息的任务.最后的实验结果表明基于FPGA的脉冲发生器的设计方案不仅简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,而且解决了各个功率单元脉冲触发同步性的问题.     

基于FPGA的级联型逆变器的脉冲发生器的实现

设计并实现了基于FPGA的PWM脉冲发生器,该脉冲发生器接收由DSP根据载波移相空间矢量PWM算法计算出的占空比数据,并和多路移相载波进行实时比较,从而产生多路PWM脉冲,该脉冲发生器可以独立于DSP运行。在脉冲发生器的设计中还嵌入了串口接收器模块,接收并解析功率单元的状态及故障信息,返回给DSP读取,大大减轻了DSP处理功率单元信息的任务。最后的实验结果表明基于FPGA的脉冲发生器的设计方案不仅简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,而且解决了各个功率单元脉冲触发同步性的问题。     

气体绝缘开关设备中特快速瞬态过电压研究的新进展

气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear,GIS）中的隔离开关操作空载短母线会产生陡波前、高幅值的特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）、瞬态壳体电位和电磁干扰,对GIS及其连接的具有绕组的设备、与壳体连接的二次设备绝缘产生危害,干扰二次设备工作,严重影响设备的安全运行。对2009年前国内外在VFTO测量方法、特性试验、数字仿真和对绝缘影响以及外部VFTO方面的研究状况进行了综述。概要总结了国家电网公司在特高压GIS中VFTO实测及仿真研究方面取得的新进展,提出了特高压GIS中VFTO需要深化研究的内容,即重点关注VFTO的传播特性与仿真建模,VFTO下的绝缘特性和机制研究,以期全面掌握特高压GIS中VFTO特性,对特高压输变电设备的研制、工程设计和运行提供依据和有益的参考。     

Compressive sensing‐based adaptive sparse predistorter design for power amplifier linearization

Greedy algorithms in the compressive sensing theory have been formed the essential method for pruning power amplifier (PA) behavioral models and digital predistorters (DPDs). However, the inherent batch mode of these algorithms limits their application in adaptive digital predistortion framework. In this paper, a powerful subspace pursuit greedy scheme combined with stochastic gradient descent adaptive algorithm is proposed to design a class of adaptive sparse DPDs. According to the given sparsity level, the proposed approach can obtain the sparse terms of DPDs and extract the corresponding coefficients adaptively. Performance improvement of the proposed method is validated by simulation results on the adaptive DPD excited by 15‐MHz 3‐carrier Long‐Term Evolution signals and 50‐MHz 16 amplitude/phase‐shift keying signals. Meanwhile, measurement results on a Doherty PA excited by 30‐MHz 3‐carrier Long‐Term Evolution signals are also performed to verify the advantage of the proposed approach. Simulation and experimental results show that proposed algorithm can efficiently construct the adaptive sparse DPD models with only a small number of parameters; both nonlinear distortions and memory effects in the PA can be almost completely removed. A comparison with the nonsparsity aware DPD techniques and batch mode compressive sensing pruning techniques has been demonstrated that the proposed method exhibit faster convergence, improving tracking capabilities and reduced computational complexity.     

基于Smallworld的配电AM/FM/GIS分布式系统

随着我国城网改造的逐步升温,配电管理系统（DMS）成为提高配电网运行和管理水平必不可少的手段,而AM／FM／GIS系统是配电系统整体管理水平提高的集中表现之一。本文围绕电力AM／FM／GIS系统的设计、功能规划,接口方案、一体化设计思想等问题进行了深入的探讨。     

TDC-3000分散控制系统的实际应用

广州恒运企业集团有限公司210MW机组采用了Honeywell公司的TDC-3000分散控制系统，该系统完全具有数据采集(DAS)、协调控制(CCS)、顺序控制(SCS)和炉膛安全监测系统(FSSS)功能，这种应用在国内电厂中尚属首次。为此，详细介绍了该系统网络结构的特点，系统主要硬件、软件的组成，分析该系统在机组运行中出现的问题并提出行之有效的解决办法，强调今后在设备选型时应特别注意的问题。     

分布式电源的配电网重构和电容器优化投切

综合考虑最优潮流、配电网重构和电容器优化投切,建立了计及分布式电源的配电网经济运行模型。鉴于模型的复杂性,采用结合最优潮流和改进蚁群算法的混合优化方法进行求解。该方法将最优潮流嵌入改进蚁群算法中,利用最优潮流求解考虑网络安全约束的分布式电源优化调度问题,利用改进蚁群算法优化配电网结构和电容器档位。为了提高蚁群算法的优化效率,建立含有局部搜索蚂蚁的混合蚁群,平衡蚁群算法的全局和局部搜索能力。通过对16节点和33节点的测试系统仿真,表明提出的模型和算法正确有效。     

An Application of the Recombination and Generation Theory by Shockley, Read and Hall to Biological Ion Channels

We have applied the Shockley-Read-Hall (SRH) model for the generation and recombination of charged carriers to biological ion channels. We show how to include this important effect in the traditional PNP model. The idea is to use the software of computational electronics that has been developed to solve Shockley’s equations. In particular we have used the simulator PROPHET to simulate biological ion channels and to include particle like properties and dynamics such as the capture and release of ions. The considerable reduction of effective diffusion coefficients can be well simulated. The saturation effect observed in current-concentration curves, which is not predicted by the conventional PNP model, has been successfully reproduced in our simulation. We also show that PROPHET can be used to perform both steady state and time dependent simulations for ion channels. The timescale can be microseconds, far beyond the range of molecular dynamics simulations. Our results demonstrate the useful role of PROPHET simulations in a multi-scale simulation approach.     

开关磁阻电机的自抗扰控制策略研究

开关磁阻电机由于其具有结构简单、可靠性高、调速范围宽等优点,在多种场合如新能源汽车以及家用电器等领域内得到应用和发展。本文以直驱型宽转速调速的多功能食品料理机为研究对象,结合开关磁阻电机特性及机械运动方程,建立系统仿真模型,利用自抗扰控制设计了开关磁阻电机宽转速稳定的调速系统,验证自抗扰系统能更好地抑制外部负载变化引起的扰动影响,并且具有更好的动态响应及稳态性能。最后对一台四相8/6开关磁阻电机进行实验,结果表明自抗扰控制可以有效控制电机的转速和转矩,在宽转速范围变工况条件具有优良控制性能。     

10kV架空线配电自动化系统的初步实施

分析 10kV馈线保护的二次重合闸与柱上真空开关 (PVS)的配合 ,实现 10kV架空线配电自动化系统的初级阶段———电压型馈线自动化 ,即当发生故障时 ,及时准确地确定故障点 ,方便维修人员处理 ,自动隔离故障点 ,恢复非故障区间供电 ,减小客户停电时间和停电范围。同时介绍了广州电力局电压型馈线自动化的应用实例。     

基于最优潮流方法的传输容量计算研究

可用传输容量计算已成为电力市场研究的一个重要部分，而总传输容量又是可用传输容量计算的基础，该文在介绍可用传输容量计算的基本概念，计算原则的基础上，建立了基于最优潮流（OPF）的总传输容量计算模型，提出了6种区域间传输容量计算目标函数，并通过定量证明了在一定条件下这六种目标函数计算的等价性，文中通过对IEEE－30节点系统进行的仿真计算，验证了基于OFP计算总传输容量的可行性，同时也通过实例算例验证了所提出定理的正确性。     

A novel auto-reference ultra-wideband receiver scheme

A new auto-reference (AR) transmit-receive scheme and a corresponding group decision algorithm on the generalized likelihood ratio testing (GLRT) principle is proposed in this paper to overcome the drawbacks of the power inefficiency and the high noise vulnerability in transmitted-reference (TR) ultra-wideband (UWB) systems. A partly overlapped detection window structure is introduced in which the decided data frames are regarded as the reference signal so that energy and time resources in the reference frame are saved and full-rate data transmission is achieved. Differential coding was utilized to solve the error propagation problem introduced by the overlapped detection windows. The group decision algorithm on the GLRT principle was utilized to estimate the correlation template through all data frames in detection windows and could offer better noise suppression. Simulation results reveal that the AR scheme with its decision algorithm outperforms the conventional and other modified TR schemes in generalized signal-to-noise ratio (SNR). Translated from Journal Xi’an Jiaotong University, 2006, 40(8): 932–935 [译自: 西安交通大学学报]