感应耦合与谐振耦合无线电能传输的比较研究

无线电能传输技术是新兴的和具有广泛应用前景的电能传输方式,目前比较受关注的是感应耦合电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)和谐振耦合无线电能传输两种形式.感应耦合基于电磁感应原理,频率较低,传输距离短,效率高;谐振耦合基于耦合模理论(coupled-mode theory,CMT),频率在兆赫兹范围,在中等距离范围内可以实现高效率传输,且不受空间位置和障碍物影响.本文从原理模型和应用场合上比较两种无线电能传输方式的区别,分析了技术存在的关键问题,为两种无线电能传输系统的设计和应用提供参考和借鉴.     

南澳多端柔性直流输电工程高压直流断路器本体故障控制保护策略研究及验证

针对应用于±160 kV南澳多端柔性直流输电工程的机械式高压直流断路器本体故障的控制保护策略进行研究。首先,分析了机械式高压直流断路器的基本原理;其次,详细分析了机械式高压直流断路器在运行过程中可能出现的故障,包括直流断路器误合、误跳、拒分和拒合等4种故障,及其对南澳多端柔性直流输电工程造成的影响,提出了具体的控制保护策略;最后对所提的控制保护策略进行实时仿真验证,经实时仿真验证后的控制保护策略应用于工程现场。通过实时仿真和现场的试验表明,所提出的控制保护策略能够在机械式高压直流断路器本体故障的情况下保障南澳多端柔性直流输电工程运行的安全性。     

含直流断路器的架空柔性直流电网直流故障保护方案研究

对于配置直流断路器的架空柔性直流电网,快速可靠的直流故障检测是主要技术瓶颈之一。该文利用小波变换提取故障时刻高频暂态电压分量,基于区内外暂态能量差异提出故障识别方法;根据正负极电压变化量差异提出故障极判别方法;设计含故障启动、故障识别、故障选极和直流断路器多次重合闸判据的线路保护方案。该方案通过测量本地电气量实现全线路保护,无需通信,具备较强的耐受过渡电阻和抗扰动能力。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端架空柔性直流电网模型,仿真分析保护整定值的选取方法,并通过大量算例证明所设计线路保护方案的快速性和可靠性。     

柔性直流阀控全链路试验方案及实时仿真

柔性直流阀控全链路试验是验证柔性直流阀控功能和性能的重要技术手段。本文提出的柔性直流阀控全链路试验方案主要包括阀控架构、全链路试验系统架构及其主要的模拟功能、试验项目设计等。首先分析了柔性直流阀控的架构和阀控架构的特点以及其各层级的连接关系;其次针对柔性直流阀控的特点提出了计及脉冲分配和功率模块控制的全链路试验系统;最后,在实时仿真平台上搭建了全链路试验系统,对实际工程应用的柔性直流阀控进行了全方位测试,并对典型试验结果进行了分析。试验结果表明,本文提出的全链路试验方案和系统能够满足柔性直流阀控功能和性能测试的需要。     

电网不对称故障下混合型MMC不间断运行技术

为提高混合型MMC的不间断运行能力,提出了一种混合型MMC在电网不对称故障下的控制策略。该控制器在交、直流解耦控制的架构上,引入dq坐标系下的正负序分离锁相环、准谐振控制环节、低压限流环节和零序环流抑制环节,实现了负序电流抑制,限制了桥臂的过电流,消除了零序二倍频环流。首先介绍了电网不对称下换流器的模型,基于功率和桥臂电流的表达式,分析了换流器受到的影响。然后针对不对称故障,设计了负序电流抑制策略、有功功率控制策略和桥臂环流抑制策略,以保证混合型MMC的安全稳定运行。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了双端MMC-HVDC模型,验证了所设计策略在电网不对称故障下的有效性,实现了混合型MMC的不间断运行。     

感应和谐振无线电能传输技术的发展

随着科技的不断发展和进步,无线电能传输技术已成为国内外最受关注的研究课题,是未来电力发展的必然趋势。首先介绍无线电能传输技术的起源,追溯到电磁波的发现;接着分析无线电能传输技术的三种主要形式,包括感应无线电能传输技术、谐振无线电能传输技术和微波无线电能传输技术。在此基础上,对三种形式的无线电能传输技术的发展现状进行论述,详细阐述目前国内外无线电能传输技术的研究成果,并对比分析目前研究最广泛的感应和谐振无线电能传输技术在原理、系统构成、分析方法以及运行条件上的异同,最后对无线电能传输技术在各个领域的应用进行了展望。     

磁谐振中距离无线电能传输及关键科学问题

阐述了磁谐振中距离无线电能传输的3种方式及可能的物理解释;对磁谐振中距离无线电能传输系统的主要参数,即传输距离、传输效率、传输功率和谐振频率进行分析,指出现阶段可能达到的极限参数。分析表明,传输距离主要受磁谐振耦合无线电能传输原理的限制,系统效率主要受功率放大器效率和传输效率的限制,传输功率的大小主要受电磁环境要求的限制,而谐振频率的选取受传输距离、传输功率、功率放大器和频率管制等的制约。最后对无线电能传输的电磁环境问题进行了分析。     

基于形态边缘检测的电能质量暂态扰动定位方法

提出了一种基于形态边缘检测的电能质量暂态扰动定位方法,在解决电力信号因周期性变化和采样过程中存在的各种干扰而引起的背景梯度影响扰动检测准确度问题的同时,引入软阈值的定量评价方法来提高其准确性。首先,提出滤波效果的评价方法,自适应选取结构元素大小对原始信号进行滤波处理;然后用扁平结构元素对形态梯度进行Top-Hat变换以抑制背景梯度,初步得到定位结果;最后结合软阈值的处理方法,实现对电能质量暂态扰动的定位。一系列的电能质量暂态扰动的仿真分析表明,该算法定位准确,抗干扰能力强,具有较好的普遍适用性。     

无线电能传输技术电磁环境研究综述北大核心

随着无线电能传输技术的发展,其在多个领域显示出巨大的应用前景。虽然目前对无线电能传输技术的传输距离、传输效率、传输功率等关键技术参数有深入研究,但是对其电磁环境的研究还没有得到足够的重视。本文综述了国内外对于无线电能传输电磁环境的研究现状,主要介绍了磁耦合方式的无线电能传输电磁环境的典型案例,梳理了动物实验、三维模型对电磁反应的数值仿真等研究方法,研究结果表明:在植入式医疗设备、电动汽车和消费类电子产品的无线充电领域,无线充电相关产品能够满足已有标准的要求。同时,人体三维模型对电磁反应的数值仿真是研究的常规手段,但未来应更关注无线电能传输应用的长期医学实验或多种技术路线的研究。     

南澳三端柔性直流输电工程加装直流断路器的实时仿真

直流输电系统因系统惯性小,故障发展快,且直流电流没有过零点,因此对断路器的开断能力要求很高。结合即将投运的南澳三端柔性直流输电系统加装直流断路器工程,对世界上首台工程应用的机械式直流断路器进行了研究,并针对加装直流断路器后三端柔性直流输电系统的控制保护策略进行了分析和研究,增加了青澳站在线投退、故障隔离等功能。通过实时仿真实验平台连接实际工程控制器进行了实时仿真试验,对加装断路器后的系统特性和控制保护策略进行了验证。对南澳站典型故障进行了分析,试验表明在加装直流断路器后,可以实现青澳站故障和青汇线(青澳站至金牛站)的有效隔离和切除,其他两站可以正常运行。为工程现场调试方案的制定提供了理论和试验依据。此外,在调试现场还进行了人工负极接地短路试验,充分地验证了直流断路器具备可靠切除直流故障的功能。