基于寿命消耗分布规律的风电变流器IGBT模块热管理控制策略

结温波动是引起绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)热疲劳失效的重要原因之一,降低其幅值能够提高IGBT模块的可靠性。该文提出一种基于寿命消耗分布规律的热管理控制策略。所提策略首先结合一整年的风速和气温数据,量化分析IGBT模块的寿命消耗分布规律,讨论需要被重点管理的结温波动类型和大小;然后,通过将结温阈值下限设定为最低环境温度,研究对低频结温波动实现有效抑制的结温阈值上限。结果表明,风电变流器应侧重于抑制IGBT模块幅值较高的低频结温波动,并且应计入长时间的任务剖面以便反映出结温波动的实际分布规律。案例和实验验证所提策略不仅可以有效抑制低频结温波动,而且显著降低IGBT模块的寿命消耗。所提策略为如何提高长时间运行工况下IGBT模块的可靠性提供一种新方法。     

适用于全风速工作区间稳定性分析的双馈风机二元导纳模型

实际工程运行数据显示,基于双馈感应发电机(double-fed induction generator,DFIG)的风电并网系统的稳定运行特性与风速密切相关。现有分析方法仅适用于特定风速条件下的稳定性分析,无法直接应用于系统全风速工作区间的振荡风险评估。为准确表征双馈风机全风速范围内的频域端口特性,该文将风速变量引入传统导纳模型中,并充分考虑频率耦合效应、直流母线动态及励磁等因素的影响,建立双馈风机风速-频率二元导纳模型,并提出基于二元导纳模型的稳定性分析方法以有效分析全风速区间的系统稳定性。最后,以双馈风机串补线路并网系统为典型案例进行仿真分析,仿真结果验证模型的准确性和分析方法的有效性。该研究成果可为新能源并网系统的全工作区间振荡分析与有效抑制提供重要参考。     

水电站水轮机导叶漏水流量测算与应用

准确测算水电站各水轮机导叶在不同水头下的漏水流量是其应用的基础。结合某电站设备结构,用通气孔法和充水管流量法测算导叶漏水流量,并得到导叶漏水流量系数β。β为与水头等外部条件无关、直接反映导叶密封状况的系数。机组可基于β进行导叶漏水流量的比较,进行电站导叶密封状态检修和节水增效。     

一种新型的串联型有源电力滤波器

提出了一种基于等效电阻概念和功率平衡原理的串联型有源电力滤波器（APF），新串联型有源电力滤波器不需要进行复杂的谐波检测计算，通过简单的控制就可以获得电源电流的参考信号，实现对谐波和无功电流的同时补偿。研制了实验样机，实验结果与理论分析和仿真结果相吻合，验证了所提出控制方法的正确性，并显示所提出的串联型APF对电压型谐波源有良好的补偿特性。     

单周控制DC／DC变换器的交流小信号模型与设计

以单周控制理论为基础，介绍了基本拓扑DC／DC变换器－－Buck、Boost、Buck-Boost在单周控制方式下的工作原理；建立了统一的控制方程；建立了这三种变换器在单周控制下的交流小信号模型，并给出了规范化的统一模型；以统一模型为基础，设计了一个Buck变换器。     

基于ANF-PLL的电网电压基波正负序分离方法

为了满足并网变流器在电网电压不对称情况下的控制需求,需要快速准确地提取出基波正负序分量的幅值和相位。在电网电压不对称时,负序分量会在同步参考坐标系锁相环(phase locked loop based on synchronization reference frame,SRF-PLL)的 dq 轴分量中产生2倍工频波动,影响基波分量和相位的提取结果。该文通过将自适应陷波器(adaptive notch filter,ANF)加入到同步参考坐标系锁相环的结构中,提出了一种能够实现正负序分量分离的自适应陷波器锁相环(phase locked loop with ANF,ANF-PLL)方法。该方法利用ANF陷波器的2个相互正交的输出量分别抵消电网电压dq轴分量中由于负序分量造成的2倍工频波动,以此消除了电网电压不对称对同步信号检测的影响,并且可以同时提取出基波负序分量的幅值和相位。与其它方法相比,该方法无需进行正负序解耦或瞬时对称分量分离,在单同步参考坐标系下实现了基波正负序分量的分离提取,结构更加简单,减少了计算量。实验结果表明,文中提出的方法能够在电网电压不对称与频率变化的情况下准确提取出基波正负序分量的幅值与相位,并且具有良好的动态性能。     

电动汽车用电机驱动控制器的设计与实现

阐述某车用6kW驱动电机控制器的设计原理与实现手段,着重介绍驱动控制器的系统设计、逆变器的硬件电路设计、控制电路设计以及软件框架。试验结果表明,该设计可以满足电动乘用车的基本需求。     

水文气象预报误差原因分析

针对水文气象预报对水库运行调度的重要性,介绍了预报技术的现状,初步分析了气象预报误差、水文预报误差产生的客观原因,以及预报误差的非技术原因。提出了相应的建议和对策,以便正确认识、理性对待预报工作并合理应用预报成果。     

复合控制单相直流侧串联型有源电力滤波器

单相直流侧串联型有源电力滤波器由分别工作在高、低频率的全控型功率器件以及二极管构成的混合全桥逆变器组成,串联在整流桥的直流输出端和直流负载之间,只需处理部分功率,可实现降压的功能,是一种新型的单相整流桥谐波治理方案。将平均电流控制应用于直流侧串联型有源电力滤波器的控制将有助于其实现数字控制。文中首先分析了直接应用平均电流控制时控制效果差的原因:由于在低频开关的切换点前后,高频开关的占空比需要实现0、1的跳变,而当采用单一的调制方式时,调制信号不能产生与占空比相对应的波形变化,引起了输入电流的波形畸变。文中提出了一种在不同的工作区间分别采用前沿调制和后沿调制相结合的复合控制策略,避免了对调制信号的突变要求,但可实现占空比的跳变,成功地将平均电流控制应用于单相直流侧串联型有源电力滤波器的控制,可大幅提高输入电流波形质量。实验结果对文中的分析结论和提出的复合控制方式的正确性进行了验证。     

半主动直接输出反馈变结构控制电流变阻尼器减振研究

针对多层结构电流变阻尼器减振系统运动状态难以完全实时测量、扰动存在不确定性、系统参数容易出现摄动以及阻尼器连续可调的特点,提出了半主动直接输出反馈变结构控制策略,根据滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择滑模梯度参数,实现控制与扰动完全解耦;饱和非线性环节使阻尼器阻尼力不超调;阻尼力对主结构做负功控制规则保证主结构最佳减振。仿真分析表明,电流变阻尼器减振控制系统效果明显,不仅对扰动具有自适应性,而且对系统参数摄动也具有很强的鲁棒性。