面向数据中心的高品质供电研究

数据中心现有供电方案一般需经过AC/DC和DC/AC 2次变换,同时不间断电源一般需通过逆变器为负载供电,其供电可靠性和供电质量有待进一步提高,为此提出一种面向数据中心的高品质供电方案。首先给出方案的拓扑结构,在此基础上分析了方案的工作原理及数学模型,并提出一种基于电压补偿、双电源功率均衡和紧急供电的协调控制策略,在MATLAB/Simulink中对面向数据中心高品质供电方案进行了仿真验证。研究结果表明,所提方案能够很好地补偿电网电压的暂升、暂降和谐波干扰等,实现双电源功率协调分配,保障双电源停电时的不间断供电。     

高速电子开关可靠供电岛拓扑结构及其控制策略

为提高重要负荷的供电可靠性和供电质量,同时降低可靠供电岛的实现成本,本文首先给出了基于多变流器和高速电子开关的可靠供电岛拓扑结构。其次,根据变流器的端口特性设计了系统层面的控制策略,进一步设计了变换器层面的控制策略以实现各变换器端口特定的运行模式。分析表明,所提控制策略在可靠供电岛运行于不同工况时控制模式无需切换,仅需设定不同的指令量。最后,在Matlab/Simulink中基于所提控制策略仿真验证了可靠供电岛在实现高可靠供电方面的有效性,进一步表明了高速电子开关的采用不但简化了装置的结构和控制策略,降低了实现成本,也最大限度地保证了对负荷供电的高可靠性。     

电子调压电炉变压器及其控制策略

传统电炉变压器中复杂的调压绕组和分接头的频繁动作会严重影响供电可靠性、降低其使用寿命,还会给电网电能质量以及工艺生产质量带来不利影响。提出了一种新型电子调压电炉变压器,利用含有高压绕组、工作绕组和控制绕组的三绕组变压器,以及3个相互配合的变换器,对工作绕组输出进行调节,可省略或者大幅减少分接头,同时实现输出电压连续调节,因而可大幅提高供电可靠性和供电电能质量。详细分析了电子调压电炉变压器的拓扑结构,提出了相应的协调控制策略。仿真结果表明了所提电子调压电炉变压器具有良好的性能。     

基于等温松弛法的110kV高压电缆老化状况评估

为合理评估110 kV交联聚乙烯(XLPE)电缆老化状况,引入了等温松弛电流法(IRC)。通过分析电缆老化机理,论证了老化因子与松弛电流、极化时间之间的关系。并对电缆样品进行等温松弛实验,通过计算样品老化因子诊断其老化状态,之后对样品电热老化,继续进行等温松弛实验,对比了样品老化前后老化因子差异。结果表明,经老化电缆老化因子值比未经老化电缆平均大0.35,电缆的材料老化是电缆寿命缩短的主要原因之一;带有接头电缆的老化因子值比没有带接头电缆的老化因子值平均大0.191,电缆接头的存在会影响电缆老化因子的值。采用等温松弛法能够准确区分经老化电缆和未老化电缆,评估结果与预期相符,并能定量给出电缆老化状态,指导电缆的维修或更换工作,所以等温松弛法为高压电缆老化状况的评估提供了一种比较有效的方法。