全工作区域的光伏MPPT系统采样周期优化方法

光伏最大功率点追踪(MPPT)系统的采样周期对系统的追踪速度和稳定性有重要影响。采样周期选择不当可能导致系统震荡、MPPT算法误判或追踪时间过长。优化采样周期至关重要,提出了一种采样周期的优化方法,研究光伏组件内阻的变化规律,建立基于Boost变换器的MPPT系统小信号模型;对系统进行动态性能分析,提出了系统在各工作点下的稳定时间计算方法,进而提出采样周期的优化方法;分析了Boost变换器硬件参数与稳定时间的关系。仿真表明,所提出的计算方法能准确计算系统在各工作点的稳定时间,优化方法能提高系统的稳定性和追踪速度。     

基于过采样相电流重构相位误差抑制方法

传统永磁同步电机相电流重构技术在每个PWM周期内由于不同相电流采样的不同步性,会产生采样相位误差,进而对电机整体控制性能产生不利影响。在分析上述相位误差的基础上,基于传统直流母线采样方法提出了一种电流过采样策略。通过在每个PWM周期的对称采样点分别进行一次采样并取均值的方式得到该控制周期内的相电流信息,同时利用一阶保持器估计电流控制点处的电流以消除采样相位误差。实验结果证明所提出的方法能够提高相电流重构精度,具有较好的降低相电流重构技术采样相位误差效果。     

一种新颖的应用于PFC电路中电流控制的方法

该文针对数字滞环控制PFC电路中存在电流脉动较大的问题，提出了一种电流脉动最小化的算法。通过计算出电流上升、下降的斜率，并结合电流采样值，实时的计算出每个开关周期的占空比。另外，该文针对数字系统离散采样的特点，根据每个开关周期的占空比调整相应的电流采样点，以保证电流采样的精度。实验结果表明，该文提出的电流脉动最小化算法可以减小开关周期内的电流脉动，同时保证系统的快速响应性。     

一种变采样周期的网络控制系统控制与调度协同设计新方法

针对存在时变时延与随机丢包的变采样周期网络控制系统,提出了一种鲁棒控制与采样周期调度协同设计方法。运用模糊控制中的最大隶属度解模糊方法,依据系统误差大小使得采样周期在几个固定值之间切换。根据采样周期计算出满足性能指标的状态反馈矩阵K,并按照当前的采样周期选择相对应的K来计算控制量。可以避免由同时考虑时变采样周期与时变时延所带来的强保守性。设计鲁棒控制器时采用Markov 链描述系统随机丢包,使得建模更贴近实际情况,运用标称点法确定由时延组成的系统不确定项的范数界,可以进一步减小保守性。最后,数值仿真结果验证了该协同设计方法的可行性与有效性。     

一种基于并行采样的高精度谐波分析方法

谐波分析一直是信号处理的基本方法之一.谐波分析要求对周期信号整周期采样,否则将导致频谱泄漏.本文通过对国内外一些提高谐波分析精度的有效方法的研究,在深入分析了采样周期对谐波分析精度的影响下,从傅立叶算法的基本原理出发,提出了一种新型的谐波分析方法.该方法通过双A/D并行采样值,高精度估计样点的导数,利用泰勒展开原理,简单有效地估计相应整周期采样理想序列,实现高精度谐波分析.计算机仿真证实了该方法的有效性.     

一种基于准均匀采样的电力谐波分析方法

针对电力谐波的准同步加窗分析法存在所用信号周期多、计算复杂和谐波泄漏分布不均匀等问题,基于准均匀采样提出了一种仅需1个信号周期特别适于单片机快速、准确实现的电力谐波分析方法。准均匀采样的时间离散误差不随连续采样而积累,在1个信号周期内取2的整数次幂个同步采样点,直接采用FFT算法即可实现谐波分析。基于信号的基波近似,并假设信号采样时的时间离散误差和幅值量化误差均服从均匀分布,对采用准均匀采样的电力谐波估计误差进行了分析。给出了基于准均匀采样电力谐波分析的算法和具体实现流程,流程中通过长整型变量对采样时间进行精确控制,算法简单高效。最后对准均匀采样谐波分析算法进行了仿真,结果表明基于通用单片机即可实现电力谐波的快速、准确分析。     

一种非同步采样下的微机测控装置直流滤波方法

直流分量是影响测量精度的重要因素。使用均方根算法计算有效值时,为了在非同步采样下滤除直流分量,提出一种在非同步采样下的滤除直流分量的方法。该方法利用梯形积分原理,在系统频率和采样频率偏离的情况下,将一个周期内的采样点分为整数点和分数点,分别计算整数点和分数点的面积来计算直流分量。为求取分数点时对应的采样值,采用了线性插值算法。所提出的算法无需硬件频率跟踪电路,数据窗长度仅为一个周波,适合多种微机保护测控装置。实际装置运行表明,在系统频率在45~55Hz之间变化时,此方法可以有效滤除直流分量,提高装置测量精度。     

关于数字控制系统采样周期的分析和选择

本文从分析采样周期对系统稳定性调节品质的影响,采样周期与数字控制系统设计方法的关系,及采样周期与PID控制算法的关系等出发,提出了实际选择采样周期的方法。     

一种新的变流器系统谐波计算方法

本文利用变流器逻辑开关模型,提出了用于变流器系统谐波计算的开关点采样法,此法仅需十二个开关变量动作点的有关数据及计算两个电流谐波即可完成其它变量的谐波计算,具有所需内存少、计算速度快、计算精度高的特点,为系统谐波研究提供了一种新的有实用价值的计算方法。根据采样点多少和采样长度,开关点采样法分为十二点采样法和周期采样法,分别用于系统准稳态谐波计算和一般谐波计算。     

用回归直线采样法测量交流电量

本文提出了测量正弦信号的幅值和周期的方法——回归直线测量法。对正弦信号进行采样,并将采样点回归成直线,其直线斜率与信号幅值成比例,由此测量幅值。回归直线过正弦信号的零点,由此可测出信号的周期。本文讨论了两种方案:1)在正弦信号过零点以后的上升或下降沿进行采样,利用对称性原理进行回归;2)将正弦函数绝对值化,考虑采样不从过零点开始,并得出递推公式。最后讨论含有衰减直流分量的一种数学模型,求稳态正弦分量幅值的方法。本方法在有谐波存在的情况下,选择合适的采样点数和采样周期,结果是令人满意的。本方法的时间窗较短。     

双速率同步采样法在谐波间谐波测量中的应用

非同步采样是造成频谱泄露和栅栏效应的根本原因,而频谱泄露和栅栏效应是影响 DFT变换谐波测量精度的主要原因。因此采样方法的准确性至关重要。针对传统采样法上存在的误差问题。为此,本文提出了一种改进后的的双速率同步采样法,该方法在使用传统的采样间隔补偿方法抑制周期信号产生的周期误差后,对补偿后残留下来的误差进行分析,比较残留误差与定时器分辨率Td的大小关系,从而做进一步的补偿,再用均根方值算法进行处理,这样就更有效的减小了误差。最后,仿真结果验证了本文所提方法的有效性。     

Calculation of the uniform breakdown field strength of SF6 gas

We calculated the uniform dielectric breakdown field strength of SF₆ gas over the temperature range of 300 to 3000 K. The local thermal equilibrium (ITE) composition of the dissociated gas is connected to the electron impact collision cross sections of the species SF₆, F₂, F and S. The critical reduced electric field strength of the composition is determined by a balancing electron generation and loss modeled by chemical reactions evaluated by the electron energy distribution function (EEDF) derived from the Boltzmann transport equation. At room temperature, pure SF₆ has a critical reduced electric field strength of 362 Td. With increasing temperature and decreasing density we found a small decrease of this value, whereas at temperatures higher than 1500 K, dissociation starts to decrease the dielectric strength of the composition. Furthermore, we found that generation of electrons by (associative) detachment from F ^- starts to play an important role at temperatures >2500 K, where the critical field strength still has a value of 118 Td. This value is found to decrease rapidly afterwards with increasing temperature to the value of 38 Td at 3000 K. The calculated results agree very well with independently predicted values and measured data     

Sliding Discharge Optical Emission Characteristics

In this work, several optical studies in an atmospheric pressure sliding plasma sheet have been performed. This discharge is generated using two electrodes flush mounted on an insulating flat plate (upper electrodes), and a third electrode flush placed on the opposite side of the plate facing the upper inter electrode gap (lower electrode). A DC negative voltage is applied to one of the two upper electrodes and to the lower electrode, while the other upper electrode is biased with an AC voltage. In this configuration a sliding discharge is produced on the flat plate within the upper electrodes gap. The sliding discharge optical emission of the spectral bands corresponding to the 0-0 transition of the second positive system of N₂ (lambda = 337.1 nm) and the first negative system of N₂ ⁺ (lambda = 391.4 nm) have been measured. Also the light spatial distribution in the plasma sheet has been studied using a CCD camera coupled to interferential filters corresponding to the wavelengths investigated. The reduced electric field in the plasma sheet has been derived from the measurement of the intensity ratio of the nitrogen lines. This study has been realized varying the amplitude of the DC voltage and the amplitude and frequency of the AC voltage. The reduced electric field strength is found to be almost constant for all the experimental conditions, with a value of 500 plusmn 100 Td (1 Td = 1.10^-17 V cm²).     

Use of mixed radix FFT in electric power system studies

Radix-2 based fast Fourier transform (FFT) routines have been the main stream FFT that are commonly applied to the measurement and analysis of electric power system data. Because of the rigid sampling rates offered by most of the instrument manufacturers and the mathematical limitation imposed by the algorithm of radix-2 FFT, artificial post sampling data windows have been introduced to improve the utility of the radix-2 FFT. The 60 Hz and the 50 Hz based electrical power system frequencies are incompatible with the radix-2 FFT. There has been an ongoing search to adapt the FFT routine to the special requirements of electric power systems. Advances in the personal computer hardware has opened a new approach to perform the FFT via mixed radix routines. It offers greatly improved flexibility in the selection of a practical data size. This leads to the elimination of the need of the post sampling software windows. It also allows one to relax or eliminate the requirement of anti-aliasing measures for power system harmonic measurements     

基于DSP的电量录波系统设计

文章阐述了电量录波仪在电力系统中的作用,分析了传统电量录波仪存在的问题。以DSP和CPLD为基础,设计出一种新型的多路同步高速数据采集电量录波系统,与传统的电量录波仪比较,它具有采集精度高、采集速度快等特点,并且采用USB进行转存,使得转存速度提高。本系统可以方便地扩展采集路数,这一特点对电力系统的扩容具有普遍的现实意义。     

T型输电线路非同步数据故障测距新算法

提出了一种基于分布参数模型的T型线路非同步故障测距新算法.该方法利用正序电压值判断故障支路,在此基础上,将非故障支路化简合并,得到故障时支接点的等效电气量.再对故障支路利用双端非同步测距算法进行精确测距.该方法将非同步时间和故障距离作为未知数,利用正序和负序分量(不对称故障)、正序和正序故障分量(三相对称故障)建立测距方程组,求出了故障距离的解析表达式,克服了现有的基于分布参数模型的非同步测距算法必须迭代或搜索的缺点,解决了数据不同步带来的测距误差问题.该方法计算量小,适用于各种类型短路,无需选相.ATP-EMTP仿真结果表明该方法正确且精度高,可以耐受很大的过渡电阻,对数据采样率无高的要求.     

精密频谱分析系统的设计与实现

以非正弦周期信号为例，对常用频谱分析方法进行了仿真，分析了混叠失真，频谱泄漏及抗混叠滤波器对谐波幅度与相位的影响。指出了在分析精度一定的情况下，滤波器的阶数，截止频率及采样频率之间的相互制约，这三者中当某一项确定后，根据误差公式可以合理的设计另外两项，结合具体情况就可得到低通滤波器与采样频率的最佳组合，通过定量计算各种因素引入的误差，提出了一种精密的频谱分析方法：即用宽带低通进行抗混叠滤波，根据基波频率调整采样速率以及用过采样来减小混叠失真。     

一种新型基于高速串行通信的多通道同步采样技术

微机型高压继电保护装置需要实时采样和处理多通道交流电气量数据,多通道采样数据的同步性和数据处理的实时性是影响保护性能的2个重要因素。文中针对以往同步采样及数据接口方式进行了改进,提出了一种基于高速串行通信的多通道同步采样技术,硬件上进一步保证数据采样同步性,同时提高采样数据传输、存储的快速性和并发性。该技术具有很好的扩展性和高可靠性,可以满足不同微机型高压继电保护装置,尤其是模拟采样回路通道数需求较多的场合,目前已经在某系列微机型高压继电保护装置上得到验证并取得实际工程应用。     

一种改进的单相电路谐波与无功电流检测方法

针对低通滤波器对谐波检测延时影响较大的问题,提出了一种改进的单相电路谐波与无功电流检测方法,用1个基波周期内的数字积分代替低通滤波器,每个采样点处只需进行数次简单运算即可准确检测出谐波与无功电流,检测延时固定为1个基波周期。针对电力系统谐波大多数为奇次谐波的特点,对算法进一步改进,将积分时间减少一半,运算量不变而检测延时变为半个基波周期。该方法计算量小、延时短、易于实现。仿真结果验证了方法的有效性。     

基于混沌理论的低压电力线通信信道建模研究

低压电力线通信(L-PLC)信道是一个受某些确定性规律控制的复杂非线性有限维动力系统,研究它的特性并建立其信道模型,是低压电力线通信技术领域的重要课题.本文将混沌理论引入L-PLC信道建模研究,通过对信道的实测信号进行混沌分析,从整体上研究低压电力线通信信道的内在规律.对实测时间序列的关联维数和最大Lyapunov指数的计算结果表明:饱和关联维数在4～5之间,说明要建立L-PLC系统的数学模型至少需要5个独立变量;最大Lyapunov指数为正,说明低压电力线通信系统具有混沌特性,因而具有短时间的可预测性.此外,文中对测量电路的滤波特性、时间序列长度以及采样频率的影响进行的讨论,对混沌时间序列分析具有广泛参考价值.