基于超级电容器与有源电力滤波器组合的电能质量治理装置及其控制研究

为了增加微电网中电能质量治理装置的利用率,利用超级电容储能系统与有源电力滤波器在主电路拓扑上的相似性以及功能上的互补性,提出了一种基于超级电容器与有源电力滤波器组合的电能质量治理装置。文章分析了该组合装置的结构特点和组合原理,提出了组合装置双向DC/DC模块、DC/AC模块的控制策略,给出了组合装置在功率调节和谐波治理两种工作模式下的切换逻辑。仿真结果表明,该组合装置能够根据需要分别表现为功率调节、无功补偿与谐波治理功能,验证了组合装置的合理性和有效性。     

中国南车为中国首套500kV固定直流兼静止无功补偿装置6000A融冰试验提供核心器件

2010年12月14日,由中国南车提供核心器件的中国首套500 kV固定直流兼静止无功补偿装置在湖南益阳500 kV复兴变电站成功完成6 000 A融冰试验,这是我国国内融冰装置进行的最大电流的融冰试验。直流融冰兼静止无功补偿装置兼具融冰和无功补偿功能,在线路无融冰需求时,通过对装置进行切换、重构,使装置作为静止无功补偿器运行,为电网提供动态无功补偿,支撑系统电压,改变系统无功潮流,改善系统电能质量。该装置额定容量为114 MW,额定电流为6 000 A,作为国内首套、世界第二套直流融冰兼静止无功补偿装置,其主要技术指标均居国内之最,对该装置中核心部件换流阀的关键基础器件———12.7 cm的     

智能变电站3/2接线的数字电能校准装置设计

在智能变电站采用3/2接线时,位于多个间隔的电子式互感器的电压、电流采样值通常经过合并单元级联或组网传输至数字化电能表,电压电流采样时间的同步性将影响到电能计量的准确性。因此,跨间隔采样值的同步性是一个关键问题。设计了一种适用于3/2接线的数字电能校准装置,采用多个光纤端口同时接收来自母线PT及其合并单元、各间隔CT及其合并单元组成的采样值传输系统中的IEC61850-9-2报文,运用数字报文携带的信息和傅里叶变换补偿方法解决同步性引起的功角偏差。测试数据表明,经过补偿,装置解决了同步性带来的功角偏移问题,能够实现对3/2接线方式下电能的准确计量。     

注汽锅炉用球形汽水分离器

注汽锅炉用球形汽水分离器是一种提高蒸汽干度的专用设备.本文设计一种专用于提高油田注汽锅炉的蒸汽干度的新型汽水分离装置,可将蒸汽干度由原来的70％提高到95％以上.采用标准的人孔设计,保证了分离器内部器件安装、拆卸、检查和更换.采用内启式结构形式解决了由于开设人孔将导致的壳体强度和刚度的局部减弱.相关的补强设计、人孔结构和密封形式按照蒸汽锅炉或压力容器的相关标准进行设计和制造.现场运行结果表明,装置达到设计要求.     

嵌入式电网分析仪的扩展电路模块设计

在对嵌入式电网分析仪系统功能分析的基础上，采用模块化的设计思想，设计并实现了电网分析仪的扩展模块，突破了各种现有电能表在硬件构成上所有功能合为一体的构建模式，增加了通讯、电能计量／日历、继电器控制、模拟量输出等扩展功能。由于其模块化的结构特点，使得功能模块可现场更换、通信和分析处理控制功能的变更与扩展都十分灵活。这种模块化的设计方法扩展了主机功能，便于用户根据不同的场合选择使用，可以满足将来多变的需求。     

蓄电池模拟装置主电路的拓扑及控制研究

蓄电池模拟装置在用电设备进行设计或检测时可以反复地、长时间地进行检测作业,可以提高效率并节约成本[1]。蓄电池模拟装置对于其功率电路的功能要求有：网侧可回馈电能,具有一定的动态跟随特性。本文设计了一种单相供电的网侧可回馈拓扑结构,一定程度上满足了蓄电池模拟装置对功率电路的功能要求。     

配电变压器负荷不平衡有源补偿技术应用研究

随着配网建设的推进和用电负荷的广泛接入,配电变压器负荷三相不平衡问题日益突出,本文研究有源三相不平衡补偿装置在配电台区的应用技术。首先指出了负荷三相不平衡带来的问题,并从理论上分析了该装置提高台区电能质量、降低配变和线路损耗的原理;然后基于贵州电科院“电网节能降损技术实验室”平台,模拟实际配变、线路及负荷情况,验证了该装置能在调节负荷不平衡的同时补偿无功,实验中还通过控制变量法得出影响装置降损效果的两个关键因数：装置接入点至变压器之间低压线路长度、装置自身效率,进而提出有源补偿装置应用于台区三相不平衡治理的技术改进方向;最后,在贵阳供电局安装了两台有源补偿装置,现场运行结果验证了理论分析和实验测试结果的正确性。     

反射式超声CT实验装置的研究

为CT教学设计了一款基于STM32的反射式超声CT实验装置。该装置由收发一体超声模块、单片机控制单元模块、串口通信模块、三维机械平台、步进电机驱动模块、Matlab图形重建模块组成,通过STM32单片机控制收发一体超声模块发射超声信号,并由VB操作界面控制待测物体的升降、旋转以及超声换能器的平移。本装置体积小、结构简单、零件大众化、易于更换及维修,市场前景广泛。     

电能质量参数采集单元硬件设计

虚拟仪器技术在检测系统中的使用日趋广泛,针对现有虚拟仪器采集卡价格昂贵、性能不高和不便推广的现状,设计了高性价比的虚拟仪器硬件采集单元.根据电能质量参数检测系统的需求特点,从误差控制的角度选用低价通用器件设计模块化的电能质量信号采集单元,并通过误差分析证明了该设计在保证性能的前提下降低了采集成本,为实时、准确检测和控制电能质量提供了基础条件.     

分布式实时资源数据采集装置的设计

电力系统在线安全分析、电能质量监测、电量数据采集,环境因素分析都需要数据采集装置,为了及时掌控实时数据以便精准分析,要求数据采集装置时延性小,采集精度较高,抗干扰能力强等诸多特点.因此设计一种具备上述功能的数据采集装置较为重要,本文基于STM32F103ZET6设计一款数据采集电路,可实时采集各模块数据,并将数据联网处理为电站及时得到运维提供依据.     

电能质量在线校准系统设计

针对电能质量分析仪在传统校准过程中遇到的校准项目和校准点多、耗时长、操作人员需要全程操作和手工记录数据容易产生人为误差等问题,设计了电能质量在线自动校准系统。该系统以 LabVIEW 2012为软件开发平台, Fluke 6100B为标准信号源,计算机和标准信号源之间通过NI USB转GPIB连接,采用VISA函数、SCPI标准命令和功能完善的状态机架构,可实现自动控制标准源的输出,完成可多种厂家、多种型号电能质量分析仪被校准设备的信号采集和显示,并可一键生成报告。程序采用模块化设计,降低了不同功能代码之间的耦合度,当设备或用户需求发生变化时,可以方便地完成软件的更新和升级。电能质量在线校准系统大大减少了由于人工操作所带来的误差,提高了校准的准确性和效率,节约了人员和时间成本。     

一体化、模块化的综合控制系统供配电设备方案设计

供配电设备是综合控制系统的重要组成设备,为综合控制系统提供直流供电,以及对综合控制系统所属设备进行配电控制；采用供配电一体化设计,将供电和配电功能集成在一个军用加固机箱里,有效控制了体积和重量,提高了功率密度,在设备小型化和智能化方面有所突破；供电部分采用了模块化设计,各电源模块内部采用相同的功能电路,提高了产品的标准化和互换性,提高了设备的维修保障性。     

配电网感性负荷自动补偿装置的网格化研究

提高自动补偿装置效率,处理好谐波增大等问题,可以提高配电网的稳定性,为此,设计了一种新型自动补偿装置。该装置由两部分组成,首先通过并联电抗器补偿线路中的电容性电流,维持感性无功功率和容性无功功率的平衡关系,然后由网格化自动补偿器对配电网的输入电流进行频谱生成并对频谱进行分析计算,根据不同的故障类型选择不同的处理方式,以最快速度解决问题,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,最终实现配电网感性负荷的自动补偿。为检测装置的运行效果,与传统补偿装置进行对比实验,结果表明,基于网格化的配电网感性负荷自动补偿装置可以在短时间内对感性负荷进行自动补偿,提高配电网的稳定性,减少不必要的电能浪费,节约资源。     

无线传感器在智能配电网中的通信网络设计

智能配电网可以有效地提高配电系统的供电质量、实现分布式电源的并网优化运行与配电设备的高效运转、完成与用户之间的有效互动。无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）具有建设成本低、快速自组网等特点,在智能配电网通信系统中具有广阔的应用前景。论文通过总结智能配电终端在配电网的分布特征以及WSN在电力系统中的应用现状,分析了WSN的网络结构及其在智能配电网中的应用特点,并以此为基础给出了智能配电网WSN的设计原则。根据该原则设计了智能配电网WSN的分层体系结构,包括终端采集网、汇聚网和信息接入网。智能配电网的通信系统通常由多种通信方式组成,本文给出了与其他通信方式联合组网的设计方案,该方案通过构建业务终端层、接入层、骨干层和配电主站层,可以有效地扩展智能配电通信网的通信范围,提高智能配电网的网络数据完整性。     

配电系统自动跟踪补偿装置的研究

研究了采用高漏抗变压器型可控电抗器作为新型的配电系统自动调整消弧线圈的自动跟踪补偿装置的问题。该装置的控制采用动态补偿方案,实时监测电网电容电流。在正常工作时,补偿装置远离谐振点,当发生瞬时性单相接地故障时,补偿装置实现快速补偿。仿真结果表明:以该原理构成的自动跟踪补偿装置具有伏安特性线性度优良、响应速度快、补偿效果好、对系统适应性强、经济性能指标良好等优点。     

基于SOGI-FLL算法的油田电网动态无功补偿对策研究

为了解决油田无功补偿装置爆电容现象,本课题在现有无功补偿装置存在问题的基础上,提出了采用晶闸管投切电容器与静止无功发生器相结合的补偿方案;将SOGI－FLL算法应用于电压精准锁相和无功功率的准确计算中,其结果分别用于确定Matlab仿真模型中晶闸管投切电容器的投入时刻和提供静止无功发生器的控制参考信号,从而实现谐波和无功电流的有效控制;仿真结果表明,该方案不仅实现了无功功率的有效补偿,而且进一步降低了油田配电网无功损耗,提高了功率因数。     

就地化保护智能管理单元自动测试系统设计

为进一步提升智能管理单元研发测试的质量和效率,提出了就地化保护智能管理单元自动测试系统的构建方案。给出了智能管理单元自动测试系统的总体设计思路。设计了自动测试系统的硬件框架;采用模块化、层次化的软件体系架构,增强了测试系统的扩展性和可维护性;详细介绍了自动测试系统的功能实现流程和测试操作流程。根据测试项目全自动生成测试用例,构建智能管理单元运行仿真环境、完成故障模拟,采用多线程等计算机技术,高效、可靠地实现了对智能管理单元的全自动闭环测试。该自动测试系统的主要创新点在于全自动生成用例、规范测试流程及模拟电力系统故障。实际应用表明,该设计能够显著提高测试质量和测试效率,其层次化的软件架构设计及规范化的流程设计对其他自动化控制系统的研制也有一定的参考意义。     

一种新型智能化变频空调电气控制系统的研制

本文给出了变频空调总体设计方案和设计参数,并在此基础上给出了包括功率变换电路、开关电源及单片机控制电路在内的电气控制系统的硬件电路设计.根据室内机和室外机功能,给出了室内机和室外机软件框图,压缩机和电子膨胀阀采用模糊控制策略.所研制的电气控制系统,提高了变频空调的可靠性和性价比.     

基于SVG的矿用3.3kV静止无功动态补偿装置的研究

针对工作面供电系统电压波动大、功率因数低、线路损耗大、设备启动困难等问题,提出以SVG技术为核心的无功补偿技术路线,并介绍了一种基于SVG的矿用3.3 kV静止动态无功动态补偿装置的设计方案。工业性测试结果表明,该补偿装置响应速度快,补偿平滑准确,显著提高了工作面设备启动和运行时的功率因数,缩短了启动时间,提高了启动和运行电压的稳定性,有效抑制了谐波,并具有显著的节能效果。