模块化多电平变流器的控制架构设计

针对模块化多电平变流器(MMC)在高压大功率应用场合模块数较多、控制系统复杂的特点,提出了一种改进的三级分层控制的系统架构,解决了传统控制系统同步性及可靠性较低等问题。重点研究了该分层控制系统架构的实现方法,按照由高到低的顺序对上位机控制系统、主控制器、子模块控制保护单元等进行了详细分析,确定了各控制层之间的通信内容和功能。利用三相9电平MMC实验样机对所提控制系统架构进行了实验验证,证明了所述控制系统的可行性。     

基于分层思想的MMC实验平台设计

模块化多电平换流器(MMC)由于其易扩展、易实现冗余控制及输出谐波含量低等优点,已成为近年来的研究热点。MMC具有大量子模块,从而带来一系列难点:多个控制器之间如何协调运行及高速可靠地通讯。设计了一种分层式控制系统,此系统能减少光纤通道数并且能高速可靠地进行数据通信。基于该分层思想搭建了三相MMC实验平台,实验验证了方案的可行性。     

一种模块化多电平变流器的控制器架构

针对模块化多电平变流器(MMC)应用于高压直流输电(HVDC)领域时子模块数目较多的需求,探讨了一种三级控制器的系统架构方法,不仅减少了子模块和主控制器之间的光纤连接数目,还增加了子模块控制的灵活性;分析了此种控制结构的模块同步问题并给出了较好的解决办法。设计并搭建了一个单相实验平台,用实验验证了三级控制器设计的可行性。     

模块化多电平换流器半实物仿真平台设计与实验验证

电平数较多的模块化多电平换流器(MMC)系统含大量高频开断的开关器件,其多模块的拓扑结构和复杂的协调控制导致基于纯物理装置的仿真实验建模面临诸多困难。针对这一问题,设计了一种MMC控制器并开发出样机,建立了基于实时数字仿真器(RTDS)和物理控制装置的半实物混合仿真实验平台。其中,一次系统采用2.5μs小步长,能实现上百电平MMC系统的高精度仿真。控制器采用了多核技术,将并行的阀控部分分配在不同核之间,满足了实时控制的要求。通过多个稳态和暂态实验对平台实验能力和控制器的合理性进行验证,结果表明,此平台可灵活实现不同调制和控制策略,各项控制目标响应迅速且跟踪准确。所建立实验平台可以用于主电路设计论证、控制策略研究测试、控制器参数优化、柔性直流系统同大电网的交互研究等领域。     

单相模块化多电平变流器控制策略研究

模块化多电平变流器(MMC)是一种新型的多电平拓扑,输出与子模块数相关的多电平波形。MMC具有高度模块化、易扩展、输出波形好等特点,在中高压场合具有广阔的应用前景。分析了单相MMC的拓扑结构和工作原理,并通过一定的控制策略,对子模块电容电压平衡与环流抑制进行协同控制;利用载波移相脉宽调制(CPSSPWM)技术,等效提高了开关器件的频率,从而降低其损耗。最后用Matlab/Simulink对单相MMC进行仿真实验,验证了调制策略和控制策略理论的正确性。     

模块化多电平变流器控制系统设计

分析了模块化多电平变流器控制系统的特点及其要求,并设计了满足实时性和一致性要求的控制系统。控制系统采取两级架构,主控制器采取DSP+FPGA构架,子模块控制器采取FPGA控制,两者之间采用高速工业光纤进行控制指令和数据的传输。设计实现了载波移相调制功能,并对控制系统的实时性与一致性进行分析和实验验证。     

基于改进冒泡排序的模块化多电平换流器电容电压均衡策略

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)子模块电容电压均衡是当前MMC研究领域的热点问题。当MMC的单个桥臂子模块数量较多时,存在控制器运算时间长、子模块投切频繁和开关损耗大并导致MMC故障等缺陷。针对上述缺陷,提出了一种基于改进冒泡排序算法和平均值法混合控制策略。通过实时监测电容电压,采用改进冒泡法在初始化时对子模块电容电压进行排序,减少MMC控制器的运算量。在之后的控制周期采用已投入子模块平均值比较法对子模块作投切,降低开关频率。最后在Matlab/Simulink搭建21电平MMC模型,仿真结果验证了所提混合控制策略的有效性和正确性。     

模块组合多电平变换器的脉冲调制方案对比

主要分析了模块组合多电平变换器的拓扑结构和工作原理,根据实际需要分析了模块组合多电平变换器各功率模块的SPWM脉冲的时序,基于现有的MMC样机和控制系统提出了两种SPWM脉冲调制方案,即载波移相方案和脉冲移相方案.本文详细分析了两种脉冲调制方案的原理,并进行了基于QuartusⅡ软件的仿真和样机实验研究.实验结果表明:...     

基于多步模型预测控制的模块化多电平换流器环流控制策略

模块化多电平换流器(MMC)以其结构模块化、低谐波输出以及冗余控制等优点在中高压领域得到了广泛的关注与研究。推导了MMC离散数学模型,提出了基于多步模型预测控制的MMC环流控制方法,能够实现桥臂环流的多步优化控制并有效地降低预测控制计算量。首先利用环流电流离散状态方程进行单步环流预测,再选取满足单步预测效果的投入模块数进行多步环流预测,最终求解出桥臂投入模块数的优化解,实现环流电流的多步优化控制,从而有效地抑制环流中的谐波电流。所提多步预测控制利用单步预测得到的优化解构建多步预测的有限控制集,可以大幅减少多步预测所需要的循环预测次数,有效地降低控制器的计算量。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了201电平MMC时域仿真控制系统,仿真结果验证了所提方法的正确性与有效性。     

基于三电平子模块的倍电平复合式MMC变换器

为了降低模块化多电平变换器MMC(modular multilevel converter)的接线复杂度和通信失效故障概率,ABB提出了采用压接式IGBT串联的级联两电平CTL(cascaded two-level)变换器。由于桥臂子模块数由数百降为几十,CTL变换器输出电压电平数较少,需要在交流侧安装滤波器。为此,提出了基于三电平TL(three-level)子模块的倍电平复合式MMC变换器VLD-HMMC(voltage-level-doubler hybrid MMC)。每个桥臂有TL、半桥HB(halfbridge)子模块混合组成,且交流侧串联有一个全桥FB(full-bridge)子模块,输出电压电平数提高了1倍,从而省去了交流滤波器。各子模块具有脉冲自主触发功能且其功率开关由压接式器件串联组成,降低了桥臂子模块数,简化了控制器与主电路之间的接线复杂度,降低了通信故障的概率。单个功率开关短路故障不会影响系统正常运行,并且可避免了子模块电容的过度放电,保护电容器和功率开关,提高变换器的可靠性及故障穿越能力。所提拓扑结构实现了直流故障穿越运行,为HVDC换流站的设计提供了技术参考。     

某火电厂主厂房结构基于BIM的施工图设计

Revit软件擅长创建BIM模型并将建筑信息模型(building information modeling,BIM)显示为工程图纸,但不便于"画图";AutoCAD则擅长于"画图",但不便于创建BIM模型。在越南某600 MW火力发电厂的钢结构主厂房的施工图设计中,首次尝试了BIM正向设计方式和传统二维CAD设计方式的结合,分别利用Revit和AutoCAD的长处,采用Revit软件中完成结构的布置设计,采用AutoCAD绘制钢结构节点详图和结构设计总说明。结果表明,对于常规的框架结构而言,用Revit代替AutoCAD完成结构的布置设计,效率不低于传统二维CAD"画图"的设计方式。     

Adaptive observer design for uncertain nonlinear ODE-PDE cascades

We are revisiting the problem of adaptive observer design for systems that are constituted of an Ordinary Differential Equation (ODE), containing a globally Lipschitz function of the state, and a linear Partial Differential Equation (PDE) of a diffusion–reaction heat type. The ODE and PDE are connected in series and both are subject to parametric uncertainties. In addition to nonlinearity and uncertainty, the system complexity also lies in the fact that no sensor can be implemented at the junction point between the ODE and the PDE. In the absence of parameter uncertainty, nonadaptive state observers are available featuring exponential convergence. However, convergence is guaranteed only under the condition that either the Lipschitz coefficient is sufficiently small or the PDE domain length is sufficiently small. To get around this limitation, and also to account for parameter uncertainty, we develop a design that involves two concatenated adaptive observers, covering the two subintervals of the PDE domain. The proposed design employs one extra sensor, providing the measurement of the PDE state at an inner position close to the ODE-PDE junction point. Both observers are shown to be exponentially convergent, under ad-hoc persistent excitation (PE) conditions, with no limitation on the Lipschitz coefficient and domain length.     

浅析剧场改造与照明设计

结合城市老剧场改造装饰设计实例,对老剧场的改造装饰设计中的照明及灯光设计进行初浅的探讨,介绍了老剧场改造中照明设计原则,说明了观演功能、灯光照明、气氛设计、造价成本对设计的影响。     

智能开关电器设计方法探讨

开关电器在电网中起控制和保护作用,为了适应智能电网的需求,笔者提出了智能开关电器的设计方法,指出发展智能开关电器需要开展可靠性设计、环境友好设计以及电磁兼容设计,并给出了相关设计方案。     

国网典设2G系列铁塔采用新规范设计的差异分析

针对国网典设2G系列铁塔采用新规范进行设计,对其差异进行对比分析。     

UG/WAVE技术在铝氧化银电堆结构设计中的应用

铝氧化银电堆双极性堆式结构复杂,关联数据较多,采用传统自底向上的设计方法已无法满足其设计要求。介绍了UG/WAVE技术及其自顶向下的建模方法,研究了某型号铝氧化银电堆双极性堆式结构设计以及装配夹具设计的WAVE技术。采用WAVE设计思想和方法,可以有效地解决双极性堆式结构之间的相互关系,以及装配夹具与电堆结构之间的配合关系,提高了设计的效率,缩短了设计周期,使并行工程的优势得到充分的发挥。     

三峡梯级水调自动化系统建设经验

针对水调自动化系统在可靠性、高效性和稳健性方面的要求，结合三峡梯级水调自动化系统在相关问题上的做法，详细讨论了提升大型水调自动化系统的可靠性、高效性和稳健性的关键技术。主要的技术涉及:双网设计、主机集群、三层架构、数据库真实应用集群（RAC）设计、数据库备份、数据库优化、断面数据库、广播刷新等。     

电控系统的可维修性设计

本文通过分析电控系统可靠性和可维修性两者的关系，提出通过采用结构布局的人机工程设计、标准化设计、自检定与故障诊断系统设计和维修技术支持等可维修性设计方法，提高电控系统的可维修性，进而提高电控系统的可靠性。     

LED光学设计的现状与展望

近年来,在各种新兴应用领域不断涌现的带动下,LED市场规模得到了快速地提升,应用于LED产品不同阶段的光学设计也显得尤为重要。本文分别对LED的一次光学设计、二次光学设计和后续光学设计进行了探讨。主要阐述了分立封装和集成封装的一次光学设计;二次光学设计方法中常用的反射、折射、反射折射相混合的模式以及二次光学设计的流程;简要地描述了后续光学设计。最后展望了不同阶段光学设计的发展趋势。     

对山区500 kV变电站土建设计若干问题的探讨

以赣州500 kV变电站土建设计为例,阐述变电站设计应结合环境特点,合理安排总布置,减少对环境的影响;以及因地制宜,合理选用边坡和基础处理型式的重要性。为业主建设质量安全、环境和谐的变电站。