150kW备用发电机加热装置与自启动装置的技术改造

集宁供电分局使用的150 kW备用发电机为柴油发电机组,冬季低温使用时启动困难,而且启动后采用人工投入的方法,导致故障停电时间长,无法满足供电可靠性要求。为缩短故障停电时间,对150 kW备用发电机加装加热装置和自启动装置。实践证明,150 kW备用发电机加装加热装置和自启动装置后,耗油量小,启动速度快,降低了工作人员的工作量,应用效果良好。     

晶闸管阀高位取能电路研究

由于晶闸管耐压等级高,在高压动态无功补偿装置中广泛使用,由晶闸管串联构成的晶闸管阀,是晶闸管控制电抗器(TCR)的核心器件,在高电压下晶闸管阀驱动电路以何种方式获取能量是高压动态无功补偿装置必须考虑的问题.为了增加晶闸管串联运行的可靠性,设计了一种电压电流取能电路,能够满足TCR在各触发角下均能取到能量,给驱动电路供电,实现晶闸管阀高位系统自供电.利用PSPICE软件建立各取能电路仿真模型,仿真结果表明:高位取能电路能够减少开关损耗,提高晶闸管运行效率,而且能向驱动电路提供电能,为晶闸管阀的驱动电路稳定供电提供了理论基础.     

串联型电能质量补偿器主电路设计方案

串联型电能量补偿器能有效抑制系统电压跌落和消除电压谐波，对提出电能质量具有重要意义。文中介绍了串联型电能质量补偿器主电路的基本结构，结合实验样机的研制对主电路各部分设计方案进行了分析比较。提出了逆变器电路结构、运行方式及控制策略的设计，讨论了串联变压器和输出滤波器对装置性能的影响，比较了3种直流储能方式的优劣。为类似装置主电路最佳方案的设计提供了依据。     

压电式振动能量采集电源管理电路分析

压电式振动能量采集的应用十分广泛,在许多能量采集装置中都采用压电元件实现能量转换。分析了振动能量采集装置中压电元件采集的能量输出管理电路,包括标准能量采集电路、DC-DC变换的优化标准能量采集电路、同步电荷提取电路、电感同步开关采集电路和双同步开关采集电路等五种电源管理电路的原理,比较了它们的能量采集输出效率,指出了各种电源管理电路的特点和适用条件。     

基于有源箝位的功率器件串联均压技术

功率器件串联的关键技术挑战是如何实现串联器件的动、静态均压。提出一种基于有源箝位的器件串联均压电路及其控制方法。所述均压电路仅由1个辅助开关管和1个箝位电容串联而成,该电路与各主功率管并联。主功率管的关断电压可自动被箝位电容电压箝位,从而将器件串联均压问题转化为各箝位电容电压均衡问题。提出了一种箝位电容均压方法,利用负向电流回收箝位电容电能,并能保证辅助开关管实现零电压开通。所提均压技术具有结构简单、损耗低、模块化等优点。此外,通过调整箝位电容放电时间差异,形成阶梯型桥臂电压,以减小桥臂电压的瞬时变化率dv/dt。搭建一台 3 kV/750 V 30 kW 谐振型直流变压器样机,每个桥臂采用6个SiC MOSFET串联。实验结果表明所提均压方法在各个工况下均能实现串联器件的动、静态均压,不均压度小于3 %,且在3 kV输入电压下峰值效率达98.4 %。     

新型具有限流功能多端口高压直流断路器拓扑

直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)是提高直流电网安全稳定运行的关键设备。针对现有的DCCB投入的数量多导致成本过高、短路故障时电流过大、避雷器吸收能量过多等问题,提出了一种新型具有限流功能的多端口高压直流断路器拓扑(multi-port DC circuit breaker,MP-DCCB)。通过改进DCCB拓扑结构研究其性能,对新型拓扑的工作原理、故障分断过程进行理论分析,并给出相关参数及选取依据,最后用PSCAD软件搭建相应的仿真模型,并进行验证。与常规DCCB方案相比,故障电流减少了48.6%;避雷器上吸收能量、关断电流和关断时间分别减少了54.8%、52.4%和0.8 ms。该新型MP-DCCB具有良好的可靠性与经济性,仿真结果验证了所提新型具有限流功能的多端口高压直流断路器拓扑可适用于当前直流电网。     

SOC方式载波电能表的研制与特点

分析了传统电力载波抄表系统的通信难题，设计出一种符合我国低压电力线信道传输特性的数字载波抄表系统。载波电表采用SOC(System On Chip——单块集成电路上完成系统工作)方式，以最新的载波专用集成ASIC电路为核心，外围器件很少；该ASIC内嵌入的快速CPU与相应接口电路配合可完成载波信号调制解调、电能脉冲采集管理、通信协议处理等综合功能，通信模式采用载波频率可自适应跳变的窄带扩频方式，各项参数能够自适应调整以适应时变性大的电力信道，因此SOC载波电表具有通信性能优越、功耗小、成本低的特点。     

变电站微机保护和监控系统电源干扰及抑制

雷击浪涌是低压电源线中发生最频繁的干扰源之一。为研究雷击浪涌对变电站微机保护和监控系统电源的干扰,首先通过分析电源线中雷击浪涌的入侵途径,提出了雷击浪涌危害的主要原因。然后基于过电压保护和电磁兼容两个方面的考虑,提出了低压电源线及低压电子设备的保护措施:一方面,根据低压电源系统防雷保护存在的问题,提出了完善低压电源系统的保护措施;另一方面,根据雷击浪涌的频谱中包含低频能量和高频能量的这一特征,提出了将瞬态抑制与滤波技术相结合的措施,即采用压敏电阻(MOV)消除低频能量,采用L-C低通滤波器滤除高频能量,从而有效地抑制雷击浪涌干扰。     

东西关电厂作为南充遂宁电网黑启动电源点的可行性分析

电网全部或部分因故障停运后,采用黑启动方案,通过系统中具有自启动能力的机组带动无自启动能力的机组,可实现整个电网的恢复。分析了黑启动过程中的关键问题,对东西关电厂作为黑启动电源的可行性进行了理论分析,并对不同类型的水电机组作为黑启动电源的优劣进行了比较。最后通过PSCAD仿真和试验,验证了东西关电厂作为黑启动电源的可行性。     

磁集成技术及其在电力电子中的应用

功率磁性元件广泛用于电力电子装置中,它担负着磁能的传递、储存以及滤波和电气隔离等功能,采用磁集成技术可以有效地减小磁性元件的体积和损耗,提高功率密度和工作效率,改善输出纹波。本文综述了磁集成的概念、分析方法及其在电力电子中的应用。     

一种新型晶闸管PWM电流型STATCOM

提出了一种新型基于晶闸管的PWM三相电流型STATCOM拓扑结构。将晶闸管作为主转换电路,辅助以全控型器件开关,在每一个开关周期内为晶闸管创造稳定关断的条件,使得晶闸管工作在高频PWM模式。这种拓扑结构的STATCOM充分发挥晶闸管高耐压和大容量的优势,提高了STATCOM的功率等级,变换器,并且具有电流型响应迅速、驱动简单、可靠性好,成本低的优势。新的拓扑结构经过仿真和实验验证,工作频率可达2 kHz,大大提高了工作频率,降低了对储能元件的要求和成本,在工程上有很高的应用价值。     

基于辅助磁芯阻抗自适应调整的输电线路在线稳定取能方法

针对输电线路电流大范围波动导致在线取能装置能量溢出的问题,为保障取能需求提出了一种基于辅助磁芯阻抗自适应调整的输电线路在线稳定取能方法。通过增添辅助磁芯,构建取能支路和信号支路的多磁路模型来达到稳定取能的目的。基于母线电流、取能支路线圈电流和信号支路线圈电流之间的联系,在Matlab/Simulink仿真和试验平台上搭建了相应的取能模型。分别在不同电流、有无辅助磁芯两种工况下探究取能支路的运行效果,同时对成本、控制复杂度及可靠性进行分析。最后的仿真和试验结果表明,输电线路电流由30 A上升至100 A,取能负载输出电压仍能维持在稳定范围内,在无须额外供电模块的条件下也能保障取能负载输出电压,满足在线监测装置的供电需求。     

输电线路感应取电装置参数匹配方法

为研究高压输电线路上能耗较大而体积、重量要求严格的设备,或需要在线快速充电的设备能量补给问题,针对桥式整流电路感应取电方案的特点,提出最优参数匹配方法.该方法通过合理配置铁芯截面积、次级绕组匝数、电池电压等参数,使得感应取电装置在相同的铁芯和高压母线电流条件下取到相对较多的电能.利用该方法设计的取电装置具有充电电流波动相对较小、充电效率相对较高、体积小和重量轻等优点,并且在较大母线电流工作范围内铁芯始终工作在非饱和区,铁芯发热量小.仿真和实验验证了该方法的正确性和有效性.     

基于全控型电力电子器件的强制换流型混合直流断路器

基于全控型电力电子器件的强制换流型混合直流断路器,在辅助换流电路分断过程中,缓冲电容放电会影响机械开关分断时间;当主断路器完成分断动作,线路能量仅仅依靠避雷器释放,避雷器投入费用较高,能量释放过程较慢,容易造成器件损坏,并影响避雷器使用寿命。提出一种强制换流型混合直流断路器方案,分析了该断路器工作原理,通过对比仿真验证了该方案的可行性。与传统基于全控型器件的强制换流型混合断路器相比,其在实现电流双向流动的同时全控型器件减半;阻止了缓冲电容放电对机械开关动作时间的影响;引入接地引流二极管,可使线路电流尽快减少到零。     

一种电动机远程控制电路

分析了目前煤矿井下电动机远程控制电路存在的自起动问题,设计了基于闭锁型继电器的电动机远程控制电路,并对电路进行了测试。测试结果表明,该电路能够识别控制线路所可能发生的各种故障,并且在任何情况下均不会发生自起动现象,提高了煤矿井下电动机远程控制电路的安全性与可靠性。     

链式STATCOM直流侧电压平衡控制策略研究

针对STATCOM电容直流电压不稳定问题进行了分析,提出了一种增加附加充放电电路方式的STATCOM电容电压控制策略。采用附加电路对链式STATCOM电容进行充电及稳压控制,其中附加电路多绕组变压器的使用,有效地隔离了附加电路各链节直接的电的联系,消除了附加电路和装置主电路同时投入时电压瞬时降为零的现象,使得附加电路的控制策略可以完全和主电路控制策略独立;附加电路既可以直接接到大电网中,也可以采用与电网分离的独立供电电源,甚至可以采用大容量的UPS,可以较好地实现装置启动、快速功率切换等。装置动态响应能力亦有所增强,同时当主电路出现较大电压波动时,仍可以保证STATCOM电容电压的稳定,正常地输出无功。     

Hybrid Electric Energy Storages: Their Specific Features and Application (Review)

The article presents a review of various aspects related to development and practical use of hybrid electric energy storages (i.e., those uniting different energy storage technologies and devices in an integrated system) in transport and conventional and renewable power engineering applications. Such devices, which were initially developed for transport power installations, are increasingly being used by other consumers characterized by pronounced nonuniformities of their load schedule. A range of tasks solved using such energy storages is considered. It is shown that, owing to the advent of new types of energy storages and the extended spectrum of their performance characteristics, new possibilities for combining different types of energy storages and for developing hybrid systems have become available. This, in turn, opens up the possibility of making energy storages with better mass and dimension characteristics and achieving essentially lower operational costs. The possibility to secure more comfortable (base) operating modes of primary sources of energy (heat engines and renewable energy source based power installations) and to achieve a higher capacity utilization factor are unquestionable merits of hybrid energy storages. Development of optimal process circuit solutions, as well as energy conversion and control devices facilitating the fullest utilization of the properties of each individual energy storage included in the hybrid system, is among the important lines of research carried out in this field in Russia and abroad. Our review of existing developments has shown that there are no universal technical solutions in this field (the specific features of a consumer have an essential effect on the process circuit solutions and on the composition of a hybrid energy storage), a circumstance that dictates the need to extend the scope of investigations in this promising field.     

压电式声能发电技术研究进展

声能发电是一种新型的发电技术,通过换能器将声能转换为电能。按换能器工作原理的不同,声能发电装置主要有电磁式和压电式两种类型。本文详细阐述了压电式声能发电技术的研究进展,重点总结了压电式发电技术中的压电材料、声波聚焦技术、声能采集技术、能量收集接口电路与储能技术的研究现状,并分析了不同技术的特点。最后,展望了声能发电技术的未来发展趋势。     

锂离子电池安全性研究进展

锂离子电池作为可靠的能源已经广泛应用于小型电源驱动设备 ,但由于热稳定性引起的安全问题 ,其使用在大型电池方面受到限制。在文献中报道了很多关于安全性的文章 ,并对短路试验、过充试验以及热稳定性进行了总结     

嵌入式系统中电源管理电路的设计与实现

针对大部分嵌入式系统的电池电源管理问题,设计了一种为嵌入式系统,尤其是对应用在手持式和便携式设备的嵌入式系统进行电源管理的电路单元模块。在本系统中,电源管理电路单元以MAX8903为核心,具有输入范围宽、体积紧凑、外围电路简单、工作效率较高等优势,该电源管理电路可以在嵌入式系统中用来管理电池充电、电源选择、电源检测等,很好的实现了电源管理单元的功能需求。