用于外置式暂态电压传感器标定的纳秒级上升沿阶跃波发生器研究

为掌握VFTO外部传感器高频检测性能,需要开展传感器标定研究。现有VFTO传感器高频标定源多采用气体开关或薄膜开关设计,存在体积大、消耗气体或绝缘薄膜、寿命短等问题。为解决上述问题,设计了适用于VFTO外部传感器标定的高压阶跃波发生器及回路。基于MOSFET固体开关,提出了高压阶跃波发生电路,分析了高压阶跃波模块电路板布局对输出阶跃波波形和上升时间的影响。通过波过程计算对输出电压波在标定回路上的传输进行了分析,开展了仿真模拟和实验测量研究,探究并验证了高压阶跃波发生器输出波形的影响因素,明确了阶跃波发生器的关键参数。成功研制出上升时间4.8 ns,平顶持续电压平均值最大为5 kV的高压阶跃波发生器及标定回路,满足外置式暂态电压传感器高频响应特性标定需求。     

套管分压系统的过电压响应特性研究

研究了一种基于变压器套管末屏的过电压在线监测系统,使用电磁暂态软件ATP对其核心的套管电容分压系统进行了建模仿真。通过对模型阶跃波响应特性的仿真研究,并对比实验室实测的阶跃波响应结果,证实了仿真方法的有效性,为进行其他类型或其他电压等级套管类似系统的设计提供了有用的手段;此外通过对系统施加雷电和操作冲击电压波的仿真,得到其输出波形响应,验证了利用套管电容分压实现电网过电压在线监测的可行性。     

电阻型冲击电压分压器阶跃波响应的仿真

利用模拟电荷法获取冲击电压分压器的杂散电容分布 ,在考虑其残余电感、导线电阻和相关因素的分布参数后 ,得到了分压器系统过渡过程的等效网络。比较利用EMTP对该系统的阶跃波响应的仿真与测量结果表明 ,这种方法可较准确地仿真分压器系统的阶跃波响应和某些参数 ,并给出电阻分压器系统某些部件的优化设计方案     

直流接地极线路用电流互感器暂态特性现场试验与分析

直流接地极线路用电流互感器的暂态阶跃特性及其现场试验方法对系统控制保护和故障检测定位等具有重要意义。为此结合接地极系统实际，提出一种带电运行中人工短路与停电下阶跃响应特性的组合现场试验方案。首先，在接地极系统带电运行情况下，通过人工短路故障验证互感器暂态传变特性对保护的适应性。然后，开展了直流电流互感器阶跃响应现场同步闭环测试系统研制，通过模块化并联和内置式标准波形溯源调节方法提升阶跃电流源输出准确度，其输出参数为：阶跃幅值0～600 A可调，上升时间≤30μs，脉宽最大为100 ms。依托该试验系统，在富宁换流站对接地极直流电流互感器的阶跃响应时间、上升时间和延迟时间等参数进行了测试。结果表明，该方法可有效评估接地极直流电流互感器阶跃响应特性。     

三相高功率因数PWM整流器双闭环控制系统设计

引入电压干扰补偿,建立三相高功率因数脉宽调制(PWM)整流器的简化数学模型,该模型既能真实反映PWM整流器的运行状态,又便于控制系统设计。针对电流内环的控制要求,根据电流内环的斜坡响应特性设计其比例积分(PI)调节参数,提出依照I“TAE性能最佳准则”的PI调节参数设计方法;针对电压外环的控制要求,根据电压外环的阶跃响应特性设计其PI调节参数,提出依照“阶跃响应最佳准则”的PI调节参数设计方法。仿真波形和实验数据验证了简化数学模型和PI调节参数设计方法的正确性。     

基于双指数函数拟合的冲击波形参数提取算法

提出了基于双指数函数拟合的冲击波形参数提取算法 ,该算法可自动对雷电冲击全波及操作波进行类型判别和参数提取。还研究了使用该算法软件时记录仪参数设置对波形参数的影响 ,验证了其稳定性     

波形库控制及其在AC/DC/AC系统中的应用

提出了基于典型波形采集的变流器控制方法-波形库控制方法。它不需要系统数学模型，通过对采集的系统典型阶跃响应输出数据进行处理实现系统控制。波形库是变流器典型波形响应数据库，根据需要可以构成系统单波形库与多波形库。分析了典型波形信息与系统控制期望之间的关系，系统控制量可以由波形库与期望值直接合成，并根据内模原理应用波形库补偿一个控制增量，实现波形库控制。该控制思想在三相AC/DC/AC系统中进行了实验验证。阐述了实验中波形采集方法、典型波形的预处理以及波形控制算法。实验结果验证了波形库控制的可行性。     

三相逆变器采样模型重复控制研究

重复控制系统中补偿器的补偿精度与整体系统的动静态性能有直接关系,而补偿器的设计又完全依赖于控制对象的数学模型。为了提高补偿器的补偿精度,根据波形库控制技术提出基于控制对象单位阶跃响应波形的建模方法。由于典型响应曲线能够体现开关延时、测量延时、死区时间、非线性磁单元、杂散参数等因素对系统的影响,因此这种模型精度较高。在两相静止坐标系下对三相逆变器突加阶跃调制信号,采集在相同坐标系下的逆变器输出电压阶跃响应波形,基于此波形构建控制对象模型。相比于平均信号模型,应用该模型可以提高补偿器的截止频率和补偿精度,最终使整体系统的稳态性能得到改善。此方案在一台采用TMS320LF2407A型号数字信号处理器控制的三相逆变器上得到了验证。     

高压ns脉冲测量中的分压器性能及阻抗匹配

为研究ns级高压脉冲测量中存在的问题,探讨了分压器阶跃响应性能与脉冲测量结果的关系及测量系统的阻抗匹配与否对测量结果的影响。由阶跃响应性能不同的分压器的双指数脉冲响应的Pspice仿真和实验测量可知:当分压器阶跃响应存在过冲时,波形上升和下降时间变短;当阶跃响应的上升时间大于被测双指数脉冲的上升时间时,波形上升和下降时间加长。基于传输线理论和Pspice仿真分析及实验测量结果可知:系统内部阻抗不匹配将导致反射和初始分压比小于稳态分压比,高压引线始端不匹配将激发振荡。因此,只有当分压器的阶跃响应无过冲且上升时间低于被测脉冲上升时间、测量系统的阻抗匹配时,才可能得到准确的测量结果。     

电子变压器参数的一种间接测算方法

电子变压器的精确参数值对电力电子电路来说是非常重要的,研究时常将分布参数等效成集中参数.在开关状态下变压器的多值非线性、分布效应和趋肤接近效应都更加凸显,测量方法直接关系到参数值的测算结果.本文提出了通过额定电压满负载条件下阶跃响应来间接地测算常规模型中的集中参数的方法,仿真结果较好地吻合了实验波形,明显优于常规的测算方法.文中还从仿真元素度量的准确度评判、阶跃激励下的物理过程和变压器实验时的电磁环境等角度对测算方法作了较详细的分析比较.     

基于多尺度线调频基稀疏信号分解的电力系统非平稳振荡信号特征提取

随着电力电子装置在源-网-荷侧的大规模应用,电力系统功率振荡表现出较强的非平稳特性和模式耦合性。本文提出一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的电力系统非平稳振荡信号特征提取方法。多尺度线调频基稀疏信号分解方法能够在动态的时间支撑区内对信号进行投影分解,逐次获得能量最大的信号分量,具有良好的时频聚集性,特别适用于非平稳振荡信号的分解。电力系统的功率振荡信号本质上是一种多模态时变振动系统响应信号。首先通过多尺度线调频基稀疏信号分解方法得到多个单模态振动响应信号,然后根据单模态振动响应特性采用最小二乘法进行振荡特征的提取。仿真算例和实例证明了该方法在电力系统非平稳振荡信号特征提取中的有效性和适应性。     

基于主元分析与神经网络的模拟电路故障诊断

主元分析具有数据压缩及特征提取的特性,而神经网络具有非线性映射和学习推理的优点.将二者结合起来,提出基于主元分析与神经网络的模拟电路故障诊断方法.通过对模拟电路的阶跃响应特征参数进行主元分析,提取主要参数,然后利用神经网络对各种状态下的特征向量进行分类决策,实现模拟电路的故障诊断.对标准电路仿真结果表明:该方法能够实现快速故障检测与定位,具有准确率高的特点.     

Design of PI and PID controllers with transient performance specification

Proportional-integral-derivative (PID) controllers are widely used in industrial control systems because of the reduced number of parameters to be tuned. The most popular design technique is the Ziegler-Nichols method, which relies solely on parameters obtained from the plant step response. However, besides being suitable only for systems with monotonic step response, the compensated systems whose controllers are tuned in accordance with the Ziegler-Nichols method have generally a step response with a high-percent overshoot. In this paper, tuning methods for proportional-integral (PI) and PID controllers are proposed that, like the Ziegler-Nichols method, need only parameters obtained from the plant step response. The methodology also encompasses the design of PID controllers for plants with underdamped step response and provides the means for a systematic adjustment of the controller gain in order to meet transient performance specifications. In addition, since all the development of the methodology relies solely on concepts introduced in a frequency-domain-based control course, the paper has also a didactic contribution.     

Applying DNA analysis method to training data mining for FastADR response model of air‐conditioning power consumption

In the future, smart grid fast automated demand response (FastADR) applications for air‐conditioning facilities may require statistical models to determine changes in power consumption. In this paper, we report an innovative method for extracting step‐like responses in time‐series data obtained during normal operations, that is, without requiring any manipulation of the facilities. The new method was inspired by the DNA analysis computation algorithm called the Breakpoint method. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

全炉膛火焰图像特征参数提取算法

对四角切向燃烧锅炉炉膛火焰图像特征参数提取算法进行了研究。常用的特征参数包括火焰图像亮度、面积、高温面积率、质心偏移距离、圆形度等,给出了批量获取火焰图像及特征参量的程序算法,并针对圆形度计算中周长不易准确提取的问题,提出了在边界轮廓跟踪时累计奇步、偶步数量计算周长的算法,准确地计算出了高温区火焰图像的轮廓周长及圆形度,这些特征量的准确提取有利于燃烧状态的准确诊断。     

基于TLS-ESPRIT的电力系统低频振荡模态参数提取方法

将总体最小二乘—旋转矢量不变技术（LTS-ESPRIT）算法应用到低频振荡模态参数的提取中,它是1种基于子空间划分的高分辨率信号分析方法,将振荡功率信号形成HANKEL矩阵,通过奇异值分解进行信号子空间和噪声子空间的划分,再通过总体最小二乘（TLS）的二次消噪处理提高抗噪能力,准确提取低频振荡的模态参数。仿真结果表明,该算法具有精度高、抗噪能力强、算法简单的优点。实测数据进一步验证了该方法的可行性和有效性。     

一种改善PID控制器性能的简单方法

由于PID控制器的结构限制,将它用于具有振荡、积分或不稳定传递函数的被控过程时,无法得到好的闭环特性,系统的阶跃响应往往具有大的超调且会产生振荡。而若用PI-PD控制器来控制上述被控过程,可以得到满意的闭环特性。介绍了通过PID控制器参数得到PI-PD控制器参数的简单方法,并通过仿真举例证明了方法的正确性。     

直流伺服系统模型及其辨识

完成了对直流伺服系统的建模以及辨识,尤其是利用系统的阶跃响应数据对直流伺服系统的模型进行了直接辨识,由系统阶跃响应采样数据构造线性方程组.通过对方程组求解估计出系统参数,对辨识出的系统进行仿真.将仿真结果与原阶跃响应数据比较表明:所采用的辨识方法取得了良好的辨识效果.     

一种基于滑动差分的车辆边缘检测新方法

在基于视频的交通监控系统中,车辆的快速、有效提取是车辆检测中的一个重要环节。在彩色图像中,当车辆出现在道路上时,因为车辆与道路相比颜色上有较大的差异,所以在车辆的边缘像素点上会发生颜色的突变。本文以此为依据,结合车辆的几何信息,提出了一种新的车辆提取算法。此方法通过对彩色图像进行逐行扫描的方式,利用滑动差分滤波器,确定每行的车辆边缘像素点,进而将车辆从图像中提取出来。实验证明,该方法能简单有效地提取车辆。     

嘉兴发电厂300 MW发电机励磁调节器参数测定和电力系统稳定器试验结果

提供了嘉兴发电三300MW发电机WKKL型微机励磁调节器的试验结果,包括微机励磁调节器的参数测量、空载阶跃响应、电力系统稳定器（PSS）参数整定和阻尼效果试验等。试验结果表明,频率响应特性测量是微机励磁调节器参数的一种有效方法,在微机励磁调节器的PSS参数整定中,采有通过励磁系统在线频率响应特性测量的方法来整定PSS参数,是一个有效的方法,可以得到满意的阻尼效果。