拓宽双级式矩阵变换器反向发电功率范围的控制策略

基于一种双级式矩阵变换器反向发电系统结构,研究其实现升压发电的控制方法,提出一种能够拓宽反向发电功率范围的控制策略,对变换器调制比进行闭环控制,使得轻载时发电机能自动减小励磁电流,从而使系统能够正常工作。这种励磁调节的方法与常规的恒压励磁控制不同,它是将励磁控制与变换器调制比控制相结合,拓宽了反向发电功率范围,提高了系统性能。实验结果验证了该新型控制策略的有效性。     

基于四阶混合平均累积量对角切片的低频振荡检测与类型判别

电网中常见的低频振荡包括负阻尼低频振荡和强迫功率振荡,精确有效的低频振荡检测与类型判别对保障电网安全稳定运行十分重要。提出基于四阶混合平均累积量(fourthorder mixed mean cumulant,FOMMC)对角切片的低频振荡检测与类型判别方法。首先推导两种低频振荡的FOMMC对角切片数学表达式,并据此定义振荡检测指标,以检测低频振荡的发生。然后从高阶统计特征的角度深入对比分析两种低频振荡的FOMMC对角切片,并提出根据FOMMC对角切片的峰度判别低频振荡类型的方法。由于利用了低频振荡FOMMC对角切片与原振荡信号包含振荡模态的一致性和对高斯信号的自然盲性,上述方法不受随机功率波动或量测噪声造成的高斯色噪声的影响,即使在信噪比很低的情况下,仍然能够准确检测低频振荡并正确判别振荡类型。华东电网中的仿真结果验证了所提方法的有效性、准确性和抗噪性。     

基于自编码器与长短期记忆网络的宽频振荡广域定位方法

高比例新能源与高比例电力电子设备引发的宽频振荡问题日益凸显,而现有基于同步相量数据的振荡监测方法受到现有通信带宽的限制,难以对频率在数赫兹至数百赫兹范围内的宽频振荡进行全局化监测。为此,提出一种基于自编码器信号压缩与长短期记忆(LSTM)网络的宽频振荡广域定位方法。该方法利用自编码器的数据压缩与解码还原能力实现宽频振荡信号的广域监测分析。首先,在子站对电力系统量测信号进行编码压缩,在现有带宽下实现宽频振荡信号的传输,并有效降低振荡数据的冗余度。然后,在主站侧,可直接基于压缩数据生成特征矩阵,利用LSTM网络定位振荡源。此外,主站还能解码子站上传的压缩数据,并根据需求利用压缩数据或解码还原数据,从而进行宽频振荡的分析与控制。最后,全面考虑次同步、超同步以及中高频段的宽频振荡,并计及负荷变动和随机噪声进行仿真,所得结果表明该方法具有较高的还原与定位精度以及较好的抗噪性能。     

面向分频海上风电系统的模块化多电平矩阵变换器混合建模与控制

分频输电(fractional frequency transmission system,FFTS)结合高压交流和高压直流输电的优势,是极具发展前景的大规模、中远海风电输送方案。模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M~3C)以其控制性能好、易于冗余扩展等优点,在海上风电FFTS中备受关注。然而,M~3C-FFTS中不同频率的输入和输出直接耦合,给系统建模与控制带来了挑战。为解决此问题,该文提出一种适用于M~3C的混合建模方法及相应的控制策略。对各子换流器的3个桥臂进行差模–共模分解,实现输入–输出解耦;对各子换流器桥臂功率进行αβ0建模,并分析桥臂功率低频分量与差模电流基波分量的约束关系。在此基础上,提出一种新型的M~3C-FFTS系统控制策略,通过构造差模电流的基波正序有功、负序有功和无功分量实现子模块电容电压平衡控制。所构造差模电流仅包含输入工频分量,显著降低控制策略的复杂度。最后,在220k V/400MW M~3C-FFTS中验证所提建模方法与控制策略的有效性。     

双级矩阵变换器输入功率因数可调的载波调制策略

载波调制方法的出现简化了双级矩阵变换器的控制,使用传统载波调制方法时在高调制区时会产生窄脉冲,且设定输入功率因数角较大时会有安全隐患。先对传统载波调制方法的窄脉冲现象进行研究,通过对调制函数的修正一定程度上避免了窄脉冲的产生,并在此基础上解决输入功率因数角较大时直流母线可能出现负压的问题,从而输入功率因数角不再受传统调制方法下有关调节范围的限制。实验结果证明了所提方案的正确性及可行性。     

电网不平衡工况下模块化多电平矩阵变换器控制策略

模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M3C)是一种可直接实现交交功率变换的新型高压大功率拓扑,在低频输电、大功率异步电机调速及低频海上风电送出等领域具有应用前景。由于2种频率的功率耦合作用,M3C桥臂电容电压在电网电压不对称时容易失稳。为此,文中首先对不平衡输入工况下M3C桥臂功率进行了计算,推导并总结了2种不同功率平衡方法下桥臂间的功率分配规律。在此基础上,研究低频环流对桥臂功率的影响,在保证系统总有功功率平衡的前提下,提出基于低频环流的M3C桥臂电容电压平衡控制策略,避免了网侧负序电流的引入;在不平衡工况下,通过桥臂电容电压闭环控制和功率直接补偿实现电容电压的快速平衡。所构造的低频环流仅在换流器内部流动,不影响M3C输入输出侧的解耦运行。最后在MATLAB中搭建了220 kV/400 MW M3C系统模型,验证了所提控制策略的有效性。     

适用于双级矩阵变换器整流级功率开关故障的容错策略研究

将传统矩阵变换器逆变级的单向开关更换为双向开关,可构成全双向开关型双级矩阵变换器。该拓扑通过增加6个开关管以具备母线电压可反向、拓扑结构高度对称等特征。上述特征结合使得该拓扑在整流级功率开关发生故障时,可仅通过修正调制算法保证变换器正常运行,实现容错。该文针对整流级一个双向开关单元开路、两个不同侧双向开关单元开路两个故障,提出相应的容错策略。为保证容错策略安全有效的实施,随后提出相应的模态切换策略,并分析模态切换对电压调制比的影响。所提整流级容错策略的有效性最终通过实验得到验证。     

基于双级矩阵变换器的变速恒频电源系统的稳定性分析及其改善措施

基于双级矩阵变换器(TSMC)的变速恒频电源系统具有效率高、功率密度高、可靠性高和使用寿命长等诸多优点,在航空电源系统中具有广阔的应用前景。但受输入滤波器欠阻尼振荡的影响,基于TSMC的电源系统存在稳定性差的问题。本文讨论了输出侧LC滤波器和输出电压闭环对系统稳定性的影响,在输出电压双闭环的基础上,提出一种基于输入侧电容电压微分前馈的新型有源阻尼算法,改善了系统的稳定性。在定频和变频输入的条件下,实验结果均验证了该算法的有效性和可行性。     

"讲一练二考三"在"电子技术"线上教学中的探索

新冠肺炎疫情背景下无法开展线下课程,因此"电子技术"课程采用线上教学的方式,教师与学生均面临诸多问题与挑战.本文基于"讲一练二考三"的教学理念,针对"电子技术"线上教学的特点,提出了重难点线上教学立体化的"讲一"、学生被动学习方式转变下的"练二"、线上考核形式丰富灵活化的"考三"的改革方法.所提方法对未来疫情防控常态化下的高校工科线上课程有积极参考意义.     

课程思政全过程融入“电子技术”的方法与案例

随着电子技术的飞速发展和其在现代社会经济中的重要地位,在“电子技术”课程中开展课程思政教育刻不容缓。本文首先从客观教学内容、主观重视程度、教师思政水平三方面分析了电子技术课程思政元素不足的原因。然后根据课前预习、课堂教学、课后练习和课程实验四个教学阶段中课程思政融入存在的难点,有针对性地分别提出五种适用于不同教学阶段的课程思政的融入方法,并给出了典型案例。所提融入方法和典型案例为电子技术课程及其相关课程的课程思政教育提供了有益参考。