SINC滤波器时序优化与分布式电流的同步采样

研究了电机电流采样常用的SINC滤波器原理和分布式电机电流同步采样的技术难点。首先分析了SINC滤波器的FPGA时序电路和组合逻辑电路,设计了不同的时序优化方案,并对不同方案进行了仿真验证,得出最优的时序优化方案,显著缩短了SINC滤波器的延时;接着分析了分布式控制系统中,电机电流同步采样的优点及技术难点,提出了分布式电机电流同步采样的可行性方案;最后通过工程样机测试验证了SINC滤波器时序优化方案的准确性,验证了分布式电机电流同步采样方案的可行性。     

延时可控交换机在智能变电站中的应用和测试分析

网络延时的不确定性一直是智能变电站中使用网络采样和跳闸方案需要解决的技术难点,但是保护装置可以利用合并单元固有延时和延时可控交换机计算的链路驻留总延时ΔT还原收到的多个间隔的采样数据的发生时刻,完成采样的同步处理。为了验证延时可控交换机中精确延时算法和传输的精度和可靠性,搭建了组网测试系统,对延时补偿、数据流量精确控制、保护装置的处理等功能、性能和可靠性进行了测试应用分析。最后提出推荐的组网方案和主要的技术指标要求。     

智能变电站网络采样同步新技术

对智能变电站数字采样技术发展过程中的各种技术路线和方案进行了探讨,阐述了数字采样同步的原理及运用方法,并分析了现有各种网络采样方法存在的问题。提出了基于锁相环原理的采样值到达时刻预测技术,当原有组网采样模式丢失同步时钟后导致采样无法同步时,可以继续保持采样同步;还可以过滤交换机延时出现异常的突变,避免造成闭锁继电保护等不利影响。所提技术提高了网络传输采样值的可靠性,为网络采样在智能变电站推广应用提供了理论依据和解决方案。     

智能变电站中采样值传输延时的处理

将模拟量采样值(sampled analogue value,SAV)报文准确、实时地传输至智能电子设备是智能变电站过程总线数据通信的关键内容。为此在建立SAV报文传输时序模型的基础上,提出一种采用合并单元相位校准补偿传输延时以提高模拟采样值时标的准确性,并通过测算以太网的最大传输延时验证SAV报文的实时性的方法。利用公式推导和算例计算对方法进行了理论分析,并通过OPNET modeler仿真验证了理论分析的正确性。结果表明模拟采样值延时能够为降低采样值相位误差、同步多路采样值时序、测量报文传输实时性、实现过程层网络配置提供重要依据。     

基于IEC61850-9-2及GOOSE共网传输的数字化变电站技术应用与分析

分析了数字化变电站过程层采样值的两种通信传输方式：点对点的IEC61850-9-1方式及网络化的IEC61850-9-2方式,提出了网络化采样值SMV与GOOSE信息共网传输的方案,从技术角度分析了方案的可行性。分析了共网传输模式下的主要业务数据类型：SMV,GOOSE,PTP1588网络报文,对各自的网络数据流量及可能的网络通信时延因素：存储转发延时,交换延时,线路延时,帧排队延时进行了定量分析。结合某实际数字化变电站工程进行了该技术方案的仿真计算和应用分析,工程应用实践表明所提出的共网传输技术方案是可行的,对数字化变电站过程层网络性能研究具有参考价值。     

基于IEC61850-9-2及GOOSE共网传输的数字化变电站技术应用与分析

分析了数字化变电站过程层采样值的两种通信传输方式:点对点的IEC61850-9-1方式及网络化的IEC61850-9-2方式,提出了网络化采样值SMV与GOOSE信息共网传输的方案,从技术角度分析了方案的可行性.分析了共网传输模式下的主要业务数据类型:SMV,GOOSE,PTP1588网络报文,对各自的网络数据流量及可能的网络通信时延因素:存储转发延时,交换延时,线路延时,帧排队延时进行了定量分析.结合某实际数字化变电站工程进行了该技术方案的仿真计算和应用分析,工程应用实践表明所提出的共网传输技术方案是可行的,对数字化变电站过程层网络性能研究具有参考价值.     

合并单元采样同步的一种实现方法

结合数字化变电站工程应用现状对采样同步相关的问题、实现方法和应用需求进行了分析和总结。提出了基于路径延时法的合并单元采样同步实现方法,采用该方法设计的合并单元输出数据报文既包含采样计数值也包含采样额定延时时间。     

智能变电站过程层网络同步对时方案优化

为解决网络采样模式下继电保护对时钟设备的依赖,分析了过程层直采直跳和网络采样模式下的同步原理,找出了网络采样模式下出现同步问题的原因,并提出了网络采样模式下时钟系统的改进方案。在主时钟系统架构方面提出了冗余配置方案;在时间调整机制方面提出了时间逐步调整方案;针对IEEE-1588对时技术提出了交换机边界时钟方案。通过实际工程的测试,验证了该方案在同步可靠性、同步精度和长时间运行误差方面均满足继电保护的要求。该同步方案的应用将提高网络采样模式下继电保护的独立性和可靠性,为过程层网络采样的同步系统提供了改进方案。     

智能变电站继电保护采样数据同步方法

本文在分析通道延时对采样同步的影响、比较点对点和组网2种采样值传输方式优缺点的基础上,着重对点对点传输方式下的插值算法、重采样同步过程及光纤差动保护数据同步方法进行叙述和分析。     

智能变电站光纤纵差保护采样通道延时自适应设计

智能变电站光纤纵差保护采样通道延时具有不确定性,导致线路两侧延时不一致,影响采样点同步与保护动作性能。针对该问题,提出一种延时自适应设计方案,将光纤纵差保护两侧采样同步分为采样时刻同步与采样点对齐两个步骤,把采样时刻同步处理后的采样点延时与采样点数据组合传递至对侧,通过对比本侧和对侧采样点延时实现采样点数据的自适应对齐。采用预处理前置模件完成多间隔采样值同步处理,根据采样值报文中携带的延时信息实现同步处理延时的自适应调整。该设计达到整体延时最小化目的,同时适应本对侧多种匹配模式。通过RTDS试验及现场运行验证了该设计的可行性和优越性。     

永磁伺服系统电流环带宽扩展研究

分析了数字控制系统中延迟的产生原因和影响因素。基于永磁同步电机数学模型,建立了加入数字控制系统延迟的永磁伺服系统电流环数学模型。分析了电流环带宽与电流采样和PWM更新时序之间的关系。针对改进即时更新方式在开关器件的开关频率变高的情况下采样延迟比增加、带宽提升效果下降的问题,提出了一种基于开关状态的电流延迟补偿分段式PWM更新方式。该方法相比于传统电流更新方式对处理器性能要求更低,对使用了宽禁带开关器件的伺服系统同样适用。实验验证了该方法的可行性,相比于传统采样更新方式该方法可以将电流环带宽提高10倍。     

基于频域辨识的合并单元额定延时测量技术

智能变电站中合并单元数据采集和输出过程存在着固有的额定延时,此延时直接影响继电保护的动作时间。目前,额定延时测量方法存在着不足,给系统安全运行埋下了安全隐患。文中从合并单元采样环节的构成出发,分析其采样、处理过程中额定延时的群延迟特性和传变延迟。研究表明:时域中的群延迟在频域中相频特性应为线性相位,据此提出通过输入不同频率的信号以获得合并单元的相频特性曲线、进而辨识出额定延时的频域识别测量技术,并分析合并单元的相位误差对此额定延时测量方法的影响,最后通过理论仿真验证了此额定延时测量技术的可行性和正确性。文中所提方法为合并单元数字化采样延时测量的工程应用提供了一种切实可行的延时测量技术,能够确保继电保护系统的正确、可靠运行。     

基于AD9501串联的顺序等效时间采样设计

顺序等效时间采样中要求高分辨率和宽延时范围的可编程数字延时电路。针对单片8位可编程脉冲延时芯片AD9501用于顺序等效时间采样时只能采集256个数据点和延时分辨率不便调整的不足,提出了将两个AD9501进行串联的设计,通过设置合适的器件外部延时参数,可以将两片8位可编程脉冲延时芯片等效成一片16位可编程脉冲延时芯片,再利用FPGA控制11位延时数据在16位延时数据总线上的位置,实现了3.2GS/s～100GS/s等效采样率、2K存储深度的可变顺序等效时间采样功能。对于测试中发现的延时不准确问题,分析和验证了其中的原因,并给出了改进措施。     

基于传输延时补偿的继电保护网络采样同步方法

为提高网络化继电保护的可靠性,文中提出并实现了基于网络采样传输延时补偿的不依赖于外部参考时钟源的网络采样同步方法。首先分析了网络采样传输延时的构成及其特性,建立了能够实现交换机延时测量和记录的交换机模型,研发了具有相应功能的交换机。搭建了实验测试平台,对其交换延时测量的精度进行了实验测试,同时对测量误差的来源进行了理论分析,测试结果和理论分析表明所开发的交换机具有较高的交换延时测量精度。基于交换延时的实时测量,给出了利用传输延时补偿实现网络采样同步的方法,并以一母线保护系统为例,对网络采样同步进行了应用测试。测试结果表明,基于网络采样传输延时补偿的网络采样同步方法能够有效实现网络采样的同步,保证网络化继电保护的可靠性。     

Analysis of current controllers for active power filters using selective harmonic compensation schemes

This paper presents a frequency response analysis of current controllers based on selective harmonic compensation schemes for three-phase voltage–source shunt Active Power Filters (APFs). To perform this analysis, the time delay introduced by the inverter and the sampling is taken into account in the current controller closed loop transfer function. Doing this, the differences among the schemes are pointed out, demonstrating the importance and effectiveness of the delay compensation to maintain the whole system stability. In addition, the performance of each current controller is evaluated by means of the total harmonic distortion of the mains line current and time response for fast load variations. The main goal is to identify the most suitable solution in terms of current controllers based on selective harmonic compensation for an industrial implementation. All the considered current control schemes have been tested on the same digital platform. Experimental results are presented for a 25-kVA shunt APF prototype compensating a nonlinear inductive load. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

智能变电站数字化采样延时变频测量方法

采样延时是智能变电站数字化采样环节的重要指标。文中从数字化采样环节构成出发,分析了采样延时的特性及对二次系统的影响,针对普遍采用的工频稳态测量方法存在的问题,提出了基于变频原理的延时测量方法,能够准确测量出数字化采样环节的非整周期延时和整周期延时。通过模拟仿真和实际设备测试验证了延时变频测量法的正确性,最后给出了工程应用中变频法测量采样延时的具体实施方法。     

LCL型并网逆变器数字单环控制延时影响与稳定域分析设计

数字控制可靠性高、控制灵活,但存在数字延时,改变了系统稳定性。在考虑计算、采样等数字延时情况下,采用直接数字法,建立LCL型并网逆变器离散精确数学模型,在连续域和离散域下,对网侧电流单环控制稳定性进行对比分析,说明数字延时改变对系统稳定性的影响,基于此在网侧电流单环反馈控制中设置数字延时为滞后一拍,主要分析滞后一拍情况下采样频率和谐振频率之比对稳定性的影响,得出其稳定的范围,同时对控制器参数进行了设计。仿真和实验证明了所提方法的正确性和有效性。     

Optical delay line based on arrayed waveguide gratings' spectral periodicity and dispersive media for antenna beamforming applications

An optical delay line (ODL) based on the free spectral range periodicity of arrayed waveguide gratings (AWGs) and dispersive media is analyzed with emphasis on the AWG physical features that limit its performance as a photonic antenna beamforming network. This ODL presents multiple simultaneous true-time delay, straightforward multibeam capability and a drastic cost reduction in comparison with previously reported schemes. Moreover, a simulation model of the ODL that takes into account the AWG frequency misalignment is presented. Finally, experimental results are also provided for 40-GHz electrical signals.     

数字化变电站过程层组网方案

在介绍数字化变电站系统基本结构和组网方案的基础上,通过对报文传输的测试,提出数字化变电站过程层组网方案.星形结构在运行维护、传输时间等多方面优于总线型、环形结构,宜采用双星形结构构建过程层网络.在不同的交换机数据传输流量下对采样值和保护跳闸命令2类最重要的报文传输进了测试,结果表明:交换机数据流量大时,会造成采样值变化...     

智能变电站保护动作时间延时特性研究

在智能变电站中,数字化保护所引入的合并单元、智能终端等智能设备延长了保护的动作时间,对电力系统故障的快速切除带来了安全隐患。因此,有必要对智能站中保护动作延时的环节进行深入分析。首先给出了智能站继电保护动作的各个延时组成部分,对比了其与常规站保护动作时间各环节的差异性。对差异环节中的采样延时和智能终端延时这两大主要延时构成部分进行了详细分析,给出了智能站延时现象的深层机理。探讨了降低各延时环节的有效措施。通过实验对比了常规站和智能站各环节动作时间的差异性,验证了理论分析的正确性。