非理想电网下的改进型DSOGI-PLL电压同步检测方法

针对双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)在复杂电网下提取信号有误差的问题,提出了加入频率自适应环节、求差节点以及级联DSOGI环节的改进型DSOGI-PLL方法。仿真实验结果表明,该改进方法能在非理想电网情况下,精准完成对电压信号的同步检测。     

串联12脉波电路谐波的MATLAB仿真与滤波器设计

以矿井直流提升机供电系统为研究背景,对大功率直流电力传动装置,特别是串联12脉动整流电路进行了谐波特性分析。基于MATLAB软件,仿真研究了谐波源输入电流、输出电压及输出电流的谐波特性,为矿井滤波装置的设计提供了理论基础。针对矿井配电系统的特点,设计了适合矿井电网的LC滤波装置,通过仿真实验说明滤波器对电网频率波动具有较好的适应性。     

基于小波自适应包络解调技术的滚动轴承故障识别研究

针对传统的包络解调技术在实际使用过程中存在必须人为确定高频共振频率和带通滤波器的中心频率缺点,提出了小波自适应包络解调技术。该方法通过最小Shannon熵原理自适应确定小波函数的中心频率和带宽,求得在此小波变换下的系数,运用希尔伯特变换得到解析信号,最后计算包络和包络谱来识别故障特征频率,实验结果表明,提出的方法能准确有效地识别出滚动轴承外圈、内圈及滚动体的单点类故障。     

矿用并联混合有源电力滤波器的研究

针对煤矿供电网需要实时动态地补偿电网中瞬态变化的谐波电流,提出一种基于空间电压矢量脉宽调制技术的控制策略;设计了一种适用于煤矿供电网的并联混合有源电力滤波器(PHAPF)的拓扑结构,并对拓扑结构的控制策略进行了研究,控制策略直接影响到有源电力滤波器的滤波性能。混合有源电力滤波器的有源电力滤波器经过三相耦合变压器,串接LC串联谐振无源滤波器,降低有源滤波器的容量和承受的基波电压。通过理论分析和Matlab仿真,验证了混合有源电力滤波器的控制策略能够提高煤矿供电网的电能质量。     

矿山震动信号预处理及其对时频的影响

矿山震动信号在研究微震特征、震动衰减规律、震动灾害评估方面起到至关重要作用。然而,实测的信号往往受到低频的基线漂移和50 Hz的工频干扰的影响,从而影响信号的质量,尤其是当信号能量较低时。为了解决这个问题,提出了一种根据信号自适应改变参数的矿山滤波器,作为实测信号的补充预处理程序。首先,根据线性相位FIR滤波器原理给出了能自动化计算滤波参数的切比雪夫设计方法。然后根据矿山实际的需求,加入了自动调整步骤,该步骤可根据50 Hz频率与周边频率的差距改变滤波器在该频率附近的衰减幅度。最后,评估了信号在滤波前、后的PPV、主频、傅里叶谱、小波时频谱和绝对加速度反应谱的变化。结果表明,提出的矿山自适应滤波器能够很好地过滤干扰信号,并且尽可能地保留信号原有的时频特征。     

基于LCL滤波器的高压链式STATCOM电流控制策略

LCL滤波器的应用主要集中于整流器、低压有源滤波器和新能源并网发电方面,在高压链式STATCOM的研究与应用较少。链式STATCOM中IGBT的高频PWM调制产生大量高次谐波,容易对电网造成二次谐波污染,另外链式STATCOM补偿无功电流带宽大,需要兼顾低频段增益和高频段谐波衰减的LCL滤波器配合使用,然而LCL滤波器的三阶特性增加了电流控制难度。针对反馈网侧电流内环的LCL滤波器瞬时值反馈控制难以闭环稳定的问题,利用二阶低通滤波器延时与PI环节保证系统电流内环的动态响应速度与低频段稳态精度,对系统内环电流反馈控制难以对谐波指令信号的跟踪实现无静差,采用基于内模原理的重复控制作为电流控制外环来保证系统在整个工作带宽的稳态精度。结果表明：所提的电流控制策略能很好地抑制16次谐波以下的电网谐波扰动,而且能很好地跟踪频率不超过2 kHz的指令电流。通过计算机仿真与样机实验验证了所提电流控制策略的正确性。     

基于虚拟磁链的新型有源滤波器控制策略研究

针对电力电子器件等非线性负载使用中导致电力系统中谐波污染严重、电压波动及不平衡电压电流畸变过大问题,采用虚拟电网磁链定向原理将对矢量角的观测转化为对于磁链的观测,采用有源滤波器交流侧电压积分估算电网磁链,避免了锁相环的使用,对电网干扰有良好抑制作用。通过仿真和实验,验证了虚拟磁链定向电压前馈电流解耦控制有源滤波器及虚拟磁链直接功率控制有源滤波器具有良好的跟踪性能,实现了无锁相环控制,动态性能良好。     

基于改进鱼群算法的矿用链式STATCOM装置的LCL滤波器参数优化

针对矿用链式STATCOM装置的LCL滤波器参数设置方法复杂、计算量大的问题,采用带有淘汰与克隆机制的人工鱼群算法对矿用链式STATCOM装置的LCL滤波器参数进行优化。实验结果表明,改进后的鱼群算法能对链式STATCOM装置的LCL滤波器参数进行有效优化。参数优化后的LCL滤波器性能得到提高,改善了煤矿电网的电能质量。     

基于准比例谐振控制的有源电力滤波器

首先分析了比例谐振控制器的原理,改进了其对电网频率畸变敏感的特性,然后建立了基于准比例谐振控制器的有源电力滤波系统。利用DSP28335实现了该系统的集成控制,通过实验进行了验证,并与传统PI调节器进行了对比。该有源电力滤波器有效地降低了电网电流的畸变率(THD),提高了电能质量,并具有较高的稳定性。     

有源电力滤波器重复控制方法的改进研究

变频器、整流器等各种非线性电力电子器在煤矿供电系统中广泛使用,导致电网谐波问题日益突出。在电力系统中安装有源电力滤波器等装置可以地抑制谐波进而改善电网电压电流畸变情况。由于煤矿系统电网有其自身独特的复杂情况,对有源电力滤波器的稳态性能和动态性能有很高的要求。为了兼顾有源电力滤波器的动态性和稳态性,针对有源电力滤波器控制部分采用改进重复控制和PI控制并联的方式增强补偿效果。在传统重复控制器中引入无差拍控制,利用无差拍控制的超前计算误差的特性提高重复控制器的响应精度,仿真结果验证了该方法的可行性。     

矿用大功率装备全数字变频调速节能设备研发

传统有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)存在开关频率不固定,采样频率过高等缺点,造成PWM整流器功率脉动较大;而交直交变频器前端采用三相脉宽调制整流器,可有效提高金属矿山球磨机等大功率设备的电能利用效率。三相电压型PWM整流器采用固定开关频率模型预测电流控制(MPCC-CSF),通过评价函数优化算法得到期望电压矢量来代替FCS-MPC中8个离散的电压矢量,增加了系统控制集的覆盖范围。首先,构建包含电流偏差的评价函数;然后,将数学上的二分法思想引入到评价函数中,迭代寻优得到期望电压矢量的幅值和相位,为了提高寻优效率,利用电网电压矢量构建虚拟扇区,缩小寻优范围;最后,结合脉宽调制(SVPWM)技术输出最优开关状态。对所提MPCC-CSF策略与传统的FCS-MPC方法进行的可行性和优越性的仿真和试验对比分析表明,MPCCCSF方法较传统FCS-MPC方法具有控制精度高等优点。     

有源滤波器在煤矿供电系统中的应用研究

目前非线性负荷在煤矿企业供电系统中的大量应用,使得电网电能质量下降,将产生很大的安全隐患。有源电力滤波器是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其谐波检测方法与控制的实时性和准确性是实现有效补偿的一个关键。介绍了基于双DSP的有源电力滤波器的工作原理,提出了应用于谐波电流检测的基于NUTTALL窗的三峰插值FFT算法,最后对整个有源滤波器系统进行了仿真与实验验证。Matlab仿真与实验结果表明:提出的算法能成功地应用于APF并对谐波有较好的抑制。     

弱电网下矿井提升机变频调速系统稳定性控制策略研究

变频调速系统在现代矿业生产中应用广泛,然而实际生产中发现配电变压器容量会影响到调速系统的稳定性。首先建立了变频器的输出阻抗模型,将变频器控制系统等效成诺顿电路,根据阻抗稳定性判据分析了配电变压器容量对调速系统稳定性的影响,针对传统控制策略下变频调速系统对弱电网适应能力较低的问题,提出了陷波反馈控制策略,该策略可保证系统在弱电网下依然能够稳定运行。最后搭建了双变频器实验系统,实验结果验证了所提策略的可行性和有效性。     

Research on hybrid power filter of 6 kV power grid in coal mine

Studied the harmonic control of the 6 kV power grid in a coal mine substation. Taking harmonic suppression and reactive power compensation into account, and complying with the economic and efficient technical line of the smart grid, a new hybrid active filter was proposed and applied to the power grid in the coal mine with the advantages such as large capacity, low cost and low loss. In order to improve detection speed and reduce the succeeding errors to improve the filtering performance of the active power filter, the DFT (Discrete Fourier Transform) sliding window algorithm based on coordinate transformation and improved hysteresis control method was proposed. The Matlab simulation results show that the hybrid active filter is satisfactory, can improve the grid power factor and can meet the requirements of improving the power quality in the coal mine.     

单周控制的四相补偿APF在煤矿电网的仿真研究

针对近年来煤矿提升、通风以及运输设备中广泛使用变频器、整流器等电力电子装置所产生的大量谐波问题,提出一种性能优越、实用前景很强且较为先进的单周控制四相补偿APF。把单周控制原理与APF理论相结合,从而推导出该APF控制方程,并设计出相应的单周控制器,最后对此APF在煤矿电网进行了仿真研究。     

新能源光伏发电站大规模并网频率主动控制研究

光伏发电站在接入电网后会导致电网频率发生较大波动，为了提高电网的稳定性，提出新能源光伏发电站大规模并网频率主动控制方法。分析大规模光伏发电阵列规模，依据数学模型计算光伏阵列中二极管数量，分别获取光伏阵列阴影面积、光伏温度以及光照强度，建立不同阴影模式下光伏阵列电路模型，设计光伏阵列频率波动平抑算法以及平抑要求判定条件，以此将光伏发电站大规模并网的频率控制在一定区间之内，实现并网频率主动控制。通过实验模拟了不含光储、只含光伏以及包含光储3种模式下的并网频率变化。实验结果表明，3种模式下的并网频率均在49.0~50.8 Hz，没有超出界限，可见这种控制方法具备较好的效果，可以提高电网的稳定性。     

基于Matlab仿真的矿井提升机直接转矩控制系统研究

针对传统直接转矩控制用于矿井提升机存在开关频率不固定,转矩和磁链脉动较大等不足的问题,研究了一种基于新型磁链观测器的空间矢量调制直接转矩控制(SVM-DTC)方案。采用SVM单元和PI调节器,代替传统的DTC控制系统中的开关表和滞环比较器。设计了一种适用于该方案的磁链观测器,该观测器基于锁相环原理,能够实现旋转坐标系下磁链直接观测,避免了常规低通滤波器观测磁链带来的积分饱和与相位延迟的问题。该控制系统经仿真结果表明,验证了所提出方案的有效性和可行性。     

基于SPWM技术的光伏并网发电最大功率跟踪装置研究

光伏发电是一种直接将太阳能辐射转换成为电能的新型发电技术。通过单片机C8051F020控制作用下采用正弦波脉宽调制技术(SPWM)对光伏并网发电系统进行控制,使光伏发电频率紧跟模拟电网频率,同时实现光伏最大功率跟踪,在负载变化范围内提高变换效率。