电磁弹射系统的脉冲功率源设计

为了解决盘形线圈弹射装置发射需要用于改变弹射体的发射方向的2个正交时变磁场,研制了由2个独立模块构成的脉冲功率源装置。每个模块的储能为300 kJ,由6个电容、改进的大功率火花隙开关、续流二极管、高频PWM整流器及用于脉冲成型网络的同轴电缆输电线组成,且每个电源模块可经光纤控制器单独触发,通过改变触发脉冲的延迟时间改变发射方向(在10 ms到几μs间)。为减小电磁干扰和电磁力的影响,使系统具有高灵活性和可靠性,改进了脉冲电源模块中元器件的位置及其结构,每个模块所能承受最大电压5 kV,放电电流峰值达200 kA。实验结果表明,研制的脉冲功率源输出电流大、安全可靠、结构紧凑、操作方便、性能满足电磁弹射研究的需要。     

超级电容器用于建立强脉冲磁场的可行性研究

为解决爆炸磁流体发电机应用设计中储能高压脉冲电容器存在的一些缺点,提出了一种以超级电容器替代高压脉冲电容器作为储能器件建立强脉冲磁场的设计方案。在给出脉冲放电回路中超级电容器的等效电路模型、超级电容器模块的设计原则和储能系统管理方案后,对超级电容器模块振荡放电和非振荡放电两种类型进行了分析计算。超级电容器模块和高压脉冲电容器模块的放电电流仿真波形和模块参数的对比结果表明,在产生同样大的脉冲电流下,超级电容器模块放电持续时间更长,在体积和重量上有一定的优势,用于建立强脉冲磁场是可行的。     

脉冲氙灯放电闪光仪

脉冲氙灯放电仪是高速摄影系统中的关键设备之一。本文根据氙灯的Gonze模型建立了脉冲氙灯放电电路的Pspice模型,结合电路模拟结果并综合应用PLC程控技术、脉冲功率技术研制成功抗电磁干扰能力强、模块化程度高的紧凑型脉冲氙灯放电仪。系统工作储能27kJ,输出脉冲电流达10 kA,触发延迟时间抖动小于20 ns。     

重频脉冲下海洋电火花震源的研制

为满足海洋高分辨率地震勘探的需要,研制了一台储能为2kJ的电火花震源装置.海洋电火花震源系统包括高频高压充电单元、脉冲放电单元和放电电极三部分.高频高压充电单元采用基于全桥逆变和串联谐振技术的恒流充电工作模式,有自触发和外触发两种工作方式,可分别工作在单次和重复频率充电状态,充电速率可达1 kJ/s.脉冲放电单元额定电压5kVDC,额定储能2.5 kJ,最大放电电流为11kA.为实现电晕放电,放电电极的高压电极采用400个电极组合的电极结构.实验表明该震源在30次/min的频率下连续稳定工作.     

多模块电感型脉冲源系统的分析与优化

由于电感储能型脉冲源单模块的能级受限,无法达到电磁发射的能量要求,需进行多模块协同工作的研究。而电感型脉冲源元件参数众多,工作过程复杂,且多模块运行中存在串扰,给系统设计带来很大的挑战。该文基于Meat Grinder with SECT电路,探究了多模块电感型脉冲源的工作过程,经过磁路和电路的等效处理之后,将多模块系统的运行简化为单模块问题。基于此,建立了详细的多模块脉冲源系统的解算方法,可以利用最底层的几何和电气参数,计算出脉冲源系统的性能指标。使用遗传算法对系统参数进行大规模优化,得到储能密度最高的多模块电感型脉冲源系统的参数,使用8个分立的脉冲源模块,并联、同步为负载放电,可以实现4.58MJ/m³的储能密度和158kA的电流输出。     

多路高压触发源抗干扰的新方法

提出了一种多路高压触发源抗干扰的新方法,它的特点是各触发电路中的储能电容器并非同时处于充好电的准备状态,而是按预定的实验时序充电并立即放电。因此,当某一火花开关被触发放电并产生电磁干扰,导致其他各路中的开关元件（如晶闸管）误动作时,这几路也不会输出高压触发脉冲（由于它们的储能电容器上电压为０）。该方法被用于电感隔离型重复频率ＭＡＲＸ发生器的触发系统中,取得了很好的结果。     

重复推进系统中脉冲功率源研制及应用

电磁推进相对常规推进具有初速度高、稳定性高、可控性好等诸多优点。在电磁推进系统中,具备高储能密度、快速充放电特性的高功率脉冲功率源是系统应用的基础。为了满足电磁重复推进和冲击力试验要求,研制了电容器储能的200kJ脉冲功率源,主要工作包括电源结构优化设计、放电时序的精确控制及试验研究。脉冲电源放电电流与PSpice仿真相吻合,可以满足小质量电枢重复推进和冲击力试验要求。     

基于串联谐振的高压充电及储能装置研究

为实现高输出电压、高能量效率储能充电系统,研制了一台基于串联谐振的高压充电及储能装置.电容电压充到25 kV时,电容同时放电能达到180 kA的电流峰值,总储能为200 kJ,充电精度为5‰.从装置的技术要求出发,介绍了充电及储能装置总体设计方案、主电路参数计算和元器件选型.对其输出电压及其充电精度进行了测试,实验表明:该充电及储能装置能高精度、高稳定性输出,达到了设计目标,为高压充电及储能装置设计研究提供实践依据.     

高储能密度脉冲电容器及固态脉冲形成线试验研究

基于玻璃-陶瓷材料PbO-SrO-Na_2O-Nb_2O_5-SiO_2(PSNNS)制作了脉冲电容器和固态脉冲形成线,其脉冲电容器在工作电压30 kV、放电电流2 kA、重复频率1 kHz下的短路放电寿命大于100万次,储能密度达到0.85 k J/L;制作的满银电极的固态脉冲形成线具有良好的矩形脉冲输出,输出电压脉冲半高宽为45ns。     

深井电脉冲压裂装置研制

研制了一种用于油气藏增产增注的深井电脉冲压裂装置。装置通过馈电电缆下放至2 000 m到3 000米m的深井中进行工作。考虑到馈电电缆耐压和分布参数的影响,高压充电电源采用两级升压,工作频率为1 kHz;储能元件采用同轴型高储能密度脉冲电容器总储能为5 kJ(25 kV)。通过测试得到工作电压22 kV时放电电流约为30 kA。初步实验表明,研制的深井电脉冲压裂装置在额定电压下可以连续稳定工作2 000次以上。     

Compressive sensing‐based adaptive sparse predistorter design for power amplifier linearization

Greedy algorithms in the compressive sensing theory have been formed the essential method for pruning power amplifier (PA) behavioral models and digital predistorters (DPDs). However, the inherent batch mode of these algorithms limits their application in adaptive digital predistortion framework. In this paper, a powerful subspace pursuit greedy scheme combined with stochastic gradient descent adaptive algorithm is proposed to design a class of adaptive sparse DPDs. According to the given sparsity level, the proposed approach can obtain the sparse terms of DPDs and extract the corresponding coefficients adaptively. Performance improvement of the proposed method is validated by simulation results on the adaptive DPD excited by 15‐MHz 3‐carrier Long‐Term Evolution signals and 50‐MHz 16 amplitude/phase‐shift keying signals. Meanwhile, measurement results on a Doherty PA excited by 30‐MHz 3‐carrier Long‐Term Evolution signals are also performed to verify the advantage of the proposed approach. Simulation and experimental results show that proposed algorithm can efficiently construct the adaptive sparse DPD models with only a small number of parameters; both nonlinear distortions and memory effects in the PA can be almost completely removed. A comparison with the nonsparsity aware DPD techniques and batch mode compressive sensing pruning techniques has been demonstrated that the proposed method exhibit faster convergence, improving tracking capabilities and reduced computational complexity.     

气体绝缘开关设备中特快速瞬态过电压研究的新进展

气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear,GIS）中的隔离开关操作空载短母线会产生陡波前、高幅值的特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）、瞬态壳体电位和电磁干扰,对GIS及其连接的具有绕组的设备、与壳体连接的二次设备绝缘产生危害,干扰二次设备工作,严重影响设备的安全运行。对2009年前国内外在VFTO测量方法、特性试验、数字仿真和对绝缘影响以及外部VFTO方面的研究状况进行了综述。概要总结了国家电网公司在特高压GIS中VFTO实测及仿真研究方面取得的新进展,提出了特高压GIS中VFTO需要深化研究的内容,即重点关注VFTO的传播特性与仿真建模,VFTO下的绝缘特性和机制研究,以期全面掌握特高压GIS中VFTO特性,对特高压输变电设备的研制、工程设计和运行提供依据和有益的参考。     

基于Smallworld的配电AM/FM/GIS分布式系统

随着我国城网改造的逐步升温,配电管理系统（DMS）成为提高配电网运行和管理水平必不可少的手段,而AM／FM／GIS系统是配电系统整体管理水平提高的集中表现之一。本文围绕电力AM／FM／GIS系统的设计、功能规划,接口方案、一体化设计思想等问题进行了深入的探讨。     

分布式电源的配电网重构和电容器优化投切

综合考虑最优潮流、配电网重构和电容器优化投切,建立了计及分布式电源的配电网经济运行模型。鉴于模型的复杂性,采用结合最优潮流和改进蚁群算法的混合优化方法进行求解。该方法将最优潮流嵌入改进蚁群算法中,利用最优潮流求解考虑网络安全约束的分布式电源优化调度问题,利用改进蚁群算法优化配电网结构和电容器档位。为了提高蚁群算法的优化效率,建立含有局部搜索蚂蚁的混合蚁群,平衡蚁群算法的全局和局部搜索能力。通过对16节点和33节点的测试系统仿真,表明提出的模型和算法正确有效。     

TDC-3000分散控制系统的实际应用

广州恒运企业集团有限公司210MW机组采用了Honeywell公司的TDC-3000分散控制系统，该系统完全具有数据采集(DAS)、协调控制(CCS)、顺序控制(SCS)和炉膛安全监测系统(FSSS)功能，这种应用在国内电厂中尚属首次。为此，详细介绍了该系统网络结构的特点，系统主要硬件、软件的组成，分析该系统在机组运行中出现的问题并提出行之有效的解决办法，强调今后在设备选型时应特别注意的问题。     

An Application of the Recombination and Generation Theory by Shockley, Read and Hall to Biological Ion Channels

We have applied the Shockley-Read-Hall (SRH) model for the generation and recombination of charged carriers to biological ion channels. We show how to include this important effect in the traditional PNP model. The idea is to use the software of computational electronics that has been developed to solve Shockley’s equations. In particular we have used the simulator PROPHET to simulate biological ion channels and to include particle like properties and dynamics such as the capture and release of ions. The considerable reduction of effective diffusion coefficients can be well simulated. The saturation effect observed in current-concentration curves, which is not predicted by the conventional PNP model, has been successfully reproduced in our simulation. We also show that PROPHET can be used to perform both steady state and time dependent simulations for ion channels. The timescale can be microseconds, far beyond the range of molecular dynamics simulations. Our results demonstrate the useful role of PROPHET simulations in a multi-scale simulation approach.     

开关磁阻电机的自抗扰控制策略研究

开关磁阻电机由于其具有结构简单、可靠性高、调速范围宽等优点,在多种场合如新能源汽车以及家用电器等领域内得到应用和发展。本文以直驱型宽转速调速的多功能食品料理机为研究对象,结合开关磁阻电机特性及机械运动方程,建立系统仿真模型,利用自抗扰控制设计了开关磁阻电机宽转速稳定的调速系统,验证自抗扰系统能更好地抑制外部负载变化引起的扰动影响,并且具有更好的动态响应及稳态性能。最后对一台四相8/6开关磁阻电机进行实验,结果表明自抗扰控制可以有效控制电机的转速和转矩,在宽转速范围变工况条件具有优良控制性能。     

10kV架空线配电自动化系统的初步实施

分析 10kV馈线保护的二次重合闸与柱上真空开关 (PVS)的配合 ,实现 10kV架空线配电自动化系统的初级阶段———电压型馈线自动化 ,即当发生故障时 ,及时准确地确定故障点 ,方便维修人员处理 ,自动隔离故障点 ,恢复非故障区间供电 ,减小客户停电时间和停电范围。同时介绍了广州电力局电压型馈线自动化的应用实例。     

基于最优潮流方法的传输容量计算研究

可用传输容量计算已成为电力市场研究的一个重要部分，而总传输容量又是可用传输容量计算的基础，该文在介绍可用传输容量计算的基本概念，计算原则的基础上，建立了基于最优潮流（OPF）的总传输容量计算模型，提出了6种区域间传输容量计算目标函数，并通过定量证明了在一定条件下这六种目标函数计算的等价性，文中通过对IEEE－30节点系统进行的仿真计算，验证了基于OFP计算总传输容量的可行性，同时也通过实例算例验证了所提出定理的正确性。     

A novel auto-reference ultra-wideband receiver scheme

A new auto-reference (AR) transmit-receive scheme and a corresponding group decision algorithm on the generalized likelihood ratio testing (GLRT) principle is proposed in this paper to overcome the drawbacks of the power inefficiency and the high noise vulnerability in transmitted-reference (TR) ultra-wideband (UWB) systems. A partly overlapped detection window structure is introduced in which the decided data frames are regarded as the reference signal so that energy and time resources in the reference frame are saved and full-rate data transmission is achieved. Differential coding was utilized to solve the error propagation problem introduced by the overlapped detection windows. The group decision algorithm on the GLRT principle was utilized to estimate the correlation template through all data frames in detection windows and could offer better noise suppression. Simulation results reveal that the AR scheme with its decision algorithm outperforms the conventional and other modified TR schemes in generalized signal-to-noise ratio (SNR). Translated from Journal Xi’an Jiaotong University, 2006, 40(8): 932–935 [译自: 西安交通大学学报]