模块化三断口真空断路器分布电容计算和均压电容分析

为了研究三断口真空断路器的电压分布特性,建立了基于光控模块式真空断路器的三断口真空断路器三维有限元分析模型,计算得到了竖直型和U型布置方式下三断口真空断路器的分布电容参数。进行了模块化三断口真空断路器工频分压特性试验,测量了2种布置方式下的电压分布。引入电容等值模型以实现对计算结果准确性的验证。试验与计算结果对比表明,电压分布相对误差<4%,2种布置方式下,高压端断口的分压均超过60%,需配置合适的均压措施。并基于分布电容参数,分析了不同均压电容值下三断口真空断路器的静态分压特性。     

有源电力滤波器直流侧电容的选择方法

针对有源电力滤波器在应用中直流侧电容值的选择问题,详细分析了有源电力滤波器在正常工作时的能量流动,并基于能量守恒原理和瞬时功率理论建立了能量平衡方程,给出了直流侧电容值的选择方法。在直流侧电压参考值确定后,直流侧电容值由APF的补偿容量、直流电压允许波动幅值共同决定。仿真结果证明了理论分析的可行性和正确性。     

基于激光光电池供电的脉冲电场传感器设计

为了解决脉冲电场传感器电光调制部分的供电问题,设计研制了一种基于激光光电池供电的脉冲电场传感器,该传感 器由激光光电池供电电路、电光调制电路和感应天线构成。 设计制作了由供能激光器、锂电池、激光光电池、锂电池充电电路、 锂电池保护电路、锂电池升压放电电路构成的激光光电池供电电路。 测试结果表明,供电电路输出电压精度为 1. 04 %,纹波系 数为 0. 3 %,并且 48 h 持续工作输出电压波动为±0. 035 V。 设计制作了由单极子天线、场效应管型集成运放构成的传感器电光 调制电路。 实验结果表明,研制的脉冲电场传感器测量带宽在 39. 8 Hz~ 1 050 MHz,动态范围 0. 256 kV/ m ~ 13. 79 kV/ m。     

三相有源滤波器直流侧电容与电压波动关系分析及设计

有源滤波器的直流侧通常配置很大的电解电容,电解电容器的电压纹波额定值较低,损耗较大,应对电容值做出合理选择以避免内部发热。面对大容量的谐波补偿要求,并联有源滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)需要进一步降低系统体积和成本。针对电容值与直流电压纹波关系这一问题,分析了三相SAPF补偿系统的瞬时功率流动,得到对直流电压波动有影响的功率分量,并在特定的负载条件下求取了振荡功率的积分值,得到电容能量波动的精确值,提出了一种考虑电容纹波电压关系的电容容量优化设计方法。利用MATLAB仿真模型并与其他文献比较,验证了所提思路及结果的正确性及有效性。     

单相H桥级联静止同步补偿器反馈线性化解耦控制

单相H桥级联静止同步补偿器（static synchronous compemator,STATCOM）n7以快速补偿电力机车这种单相整流的波动性负荷所需的无功,但静止同步补偿器是一个强耦合、非线性系统,为对有功和无功进行解耦,引入反馈线性化方法,通过坐标变化和状态反馈,获得精确线性化模型,并使有功、无功完全解耦,设计...     

基于数学分析的抑制模块化多电平换流器电压波动的子模块电容参数设计

远海风电场经MMC-HVDC联网具有一定的技术优势,子模块是模块化多电平换流器(MMC)的重要组成部分,其参数关系到换流器的安全稳定运行。文中在MMC的稳态数学模型基础上,推导了子模块电容能量波动的关系式,以数学分析的方法证明了换流器工作在静止无功补偿方式时模块电压波动最大,设计了全工况下满足电压波动率要求的子模块电容取值,并指出了考虑风电功率波动的子模块电容取值。仿真以南汇柔性直流输电示范工程为背景,验证了发生直流电压极值时换流器的运行方式,以及所设计的电容参数对换流器工况的适应性。     

双三点式STATCOM的电压电流波形分析

对双三点式STATCOM在基频调制方式下的电压和电流进行了理论分析,给出了相应的解析表达式。并利用Matlab/Simulink对STATCOM的电压和电流波形进行了仿真分析。理论和仿真分析结果的一致性证明了所提出的理论分析方法是正确、有效的。最后,对STATCOM的电压和电流谐波特性与电感和电容参数的关系进行仿真分析的结果表明,直流侧上下电容电压以3倍于基波的交变频率在平均值上下波动,且其波动范围随电感和电容值的增加而减小;当电感较大时,交流侧输出电压和电流的谐波畸变率受直流侧电容的影响很小,而当电感较小时,输出电压和电流的谐波畸变率随电容值的增加而减小。     

Impact of initial conditions on the initiation of ferroresonance

The impact of initial conditions on the initiation of ferroresonance is investigated. The investigation is carried out by simulating the behaviour of the model of a 275 kV electromagnetic voltage transformer circuit for a range of practical values of other system parameters. The initial conditions are varied within a practically possible range of initial values of transformer voltage and transformer flux linkage. Additionally, the initiation of ferroresonance is investigated by varying the values of phase angle of voltage source and values of shunt capacitance for the initial values that could appear in two basic cases of ferroresonance initiation.     

太阳电池阵样品等效电容的确定方法

在实验室进行的等离子体环境下的静电充放电试验中,由于条件的限制,一般使用的太阳电池阵样品只有几十平方厘米大小,可以通过选用增加等效电容的方法来模拟实际的太阳电池阵。分析了太阳电池阵静电充放电的基本原理。通过现象分析,确定了影响太阳电池阵充放电的几个电容因素,并对各个电容进行了分析,给出了等效电容的计算方法。分析表明,影响太阳电池阵充放电的电容因素主要有两个方面,一是影响一次放电的电容,主要是玻璃盖片的电容;另一个是影响二次放电的电容,电池串间的电容起主要作用。     

利用分相开关探测的配电网永久性故障识别方法

针对自动重合闸盲目重合于永久性故障会给配电网带来二次冲击的问题,提出了一种利用分相开关探测式重合的永久性故障识别方法。瞬时性接地故障时,线路等效为电容模型,利用暂态电压电流通过最小二乘法求出计算电容值,计算电容值与实际值近似且基本不随时间变化。永久性接地故障下线路不符合电容模型,计算电容值可能为负且随时间变化剧烈。相间故障时,合闸一故障相,故障点的存在会使未合闸相的暂态响应产生差异,未合闸相之间存在较大的线电压暂态量。对于接地故障,利用模型识别思想构造了识别电容参数的永久性故障识别判据;对于相间故障,构造了利用线电压暂态量的永久性故障识别判据。PSCAD仿真结果表明,所提方法能够在不同故障位置、不同过渡电阻情况下准确识别配电网永久性故障。     

Judging Degradation of Lithium‐Ion Batteries Using a Real‐Time Capacitance Measurement

A novel method was proposed to judge degradation/health of lithium‐ion batteries (LIBs) using the capacitance that was estimated from the real‐time voltage and current characteristics of the batteries. It is thought that the capacitance of LIBs decreases with degradation because of undesirable components formed on the electrodes that are the main cause of the degradation. As the LIBs are active, the capacitance was evaluated from the differential equation, ?Q /?v = I /(?v /?t ) = i /(dv /dt ), using the voltage and current characteristics during the charging or discharging. The capacitances of the commercial LIBs with different SOHs; 100%, 92%, and 88% were estimated during the charging and discharging using the equation. The average capacitance in the specific voltage region of the batteries was directly proportional to the state of health. Therefore, the proposed measurement is thought to be a useful method for judging degradation of LIBs.     

有源电力滤波器直流母线电压控制实验研究

有源电力滤波器的直流侧电压值对其补偿效果有很大的影响,主要针对有源电力滤波器直流侧电压的取值与控制进行研究。设计了有源电力滤波器实验系统,在此基础上,理论分析了直流侧电压与补偿电流之间的数学关系;通过不同条件下的实验深入分析了直流侧电压值与补偿特性之间的关系;根据有源电力滤波器的启动特性,设计了相应的PI算法,消除了启动阶段电容电压超调大的不利因素。实现了直流侧电压的合理选择与有效控制。     

自激异步发电机空载建立恒压时电容与转速的关系

异步发电机空载建立恒定端电压时,转子转速和机端电容间存在对应关系.以异步发电机空载稳态运行时基值频率下的一相等值电路为基础,推导了节点导纳方程,依据异步发电机稳态运行时节点导纳为零的必要条件,选择节点导纳绝对值为目标函数,把端电压作为优化约束条件,利用坐标轮换法计算空载下不同恒定机端电压值对应的电容和转速,并且给出了关系曲线,说明了异步发电机存在临界建压转速和临界建压机端电容.本文采用的优化算法,克服了传统方法难以解决有约束问题的缺点,计算值和试验值的一致性说明了方法的正确性.     

Features of Charging–Discharging of Supercapacitors

We present the results of experimental investigations of supercapacitors produced by Panasonic using several methods, namely, measurements of temporal dependences of charging–discharging currents, cyclic dc charging, and cyclic voltammetry. The values of the internal resistance, static and dynamic capacitance, as well as their dependences on the bias voltage of the capacitors, have been determined. Measurements have shown that the initial stage of relaxation of current is well approximated by the exponential time dependence, and then transition to a powerlike dependence occurs. This well-known effect is explained on the basis of the allowance for specific transport properties of a porous fractal-type medium. These processes are adequately described by the fractional-differential model of anomalous diffusion. A weak dependence of relaxation curves on the voltage at low values of the latter (<3 V) and the change in the power-law exponent at elevated voltages (>3 V) is explained by the appearance of new percolation paths blocked at low charging voltages due to the presence of high-potential barriers. The internal resistance and the static capacitance have been determined by measuring the voltage across the supercapacitor in the mode of dc charging. These parameters have been shown to depend on the voltage applied to the capacitor. The dependence of the dynamic capacitance on the voltage has been determined using cyclic voltammetry. It has been shown that the capacitance depends not only on the voltage, but also on the prehistory of charging and discharging of the capacitor. Comparison of the experimental results and the published data on the models and equivalent circuits with passive R, L, and C elements allows one to conclude that such models and equivalent circuits can be applied only when explaining a limited number of phenomena, in particular, behavior at small relaxation times.     

基于铝电解电容器放电规律的ESR和电容监测方法

铝电解电容器是电力电子系统中的核心组件,也是最容易失效的电力电子元器件之一,其运行状态直接影响电力电子系统的稳定性。为了及时发现并更换存在问题的铝电解电容器,提出了一种基于铝电解电容器放电规律的等效串联电阻(ESR)和电容的监测方法。通过对铝电解电容器放电过程中的电压曲线实时采样,并结合其放电过程中电压和电流之间的关系式,建立ESR和电容的计算模型。最后,设计一套可以监测铝电解电容器ESR值和电容值变化的系统,并进行实验验证。实验结果表明,该方法可以准确测量铝电解电容器的ESR值和电容值,从而验证了所提方法的可行性。     

模块化多电平换流器电容用量的标幺化分析与设计方法

子模块电容用量是影响模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)体积和成本的关键因素。提出了以单位容量额定储能值作为MMC电容用量的统一的衡量与直接设计指标,建立了直接描述MMC所需额定储能值与电容电压波动率之间关系的标幺化计算模型,使不同额定参数MMC的电容用量的衡量、计算和分析可以得到统一和简化。与以子模块电容值作为分析和设计指标的传统方法相比,MMC额定储能值标幺化计算模型去除了多种参数对计算过程的影响,揭示了基准调制比和输出功率范围是影响MMC额定储能值的关键因素。基于所提出的额定储能值标幺化计算模型,对MMC额定储能设计值随基准调制比和功率输出范围的变化规律进行了详细分析,为MMC电容用量的设计和优化提供了明确的依据。数字仿真和物理试验结果验证了所提方法的正确性。     

直流侧独立供电的混合型逆变器控制策略

直流侧独立供电是抑制混合型逆变器零序环流的有效方法。以混合型逆变器供电的交流传动系统为对象,在分析主从逆变器和电机负载之间能量交换关系的基础上,提出一种直流电容稳压控制策略,并结合主从式控制结构和异步电机矢量控制策略,建立旋转坐标系下的混合型逆变器主从式矢量控制系统。仿真和实验结果表明:通过在主逆变器电流控制环节增加与电容波动电压相关的有功电流参考量,能有效实现电容电压的稳定控制,同时在电容电压稳定的前提下,从逆变器可以动态补偿主逆变器产生的主要谐波电流,使得电机电流总畸变率低于5%。     

基于DSP的日光方位传感器原理及软件设计

针对塔式太阳能发电系统多定日镜跟踪太阳的问题,提出了一种基于信号处理芯片(DSP)的两轴日光方位传感器。传感器由DSP、四象限光电池、高度角调节电机、方位角调节电机和编码器等构成,控制软件包括模拟量的采集程序、电机控制程序、光电编码器的读数程序等。传感器根据四象限光电池的电压信号调节高度角电机和方位角电机,使光线与四象限光电池垂直,读取编码器的数据进行变换即可得到太阳的实时位置信息。设计的日光方位传感器结构简单、成本低廉,适用于多种受光器件的群控跟踪系统。     

Active islanding detection method for the grid-connected photovoltaic generation system

This paper proposes an active islanding detection method incorporated into the control of the grid-connected inverter to protect the photovoltaic generation system from the islanding operation. The proposed active islanding detection method performs the grid-connected inverter as a virtual resistor with the operation frequency slightly higher or lower than the fundamental frequency of the utility voltage. The function of virtual resistor will not be actuated when the utility is nominal, and the grid-connected inverter can convert the DC power from the solar array to an AC power. When the strong utility is lost, the grid-connected inverter acts as a virtual resistor with the operation frequency slightly higher or lower than the fundamental frequency of the utility voltage. Thus, the frequency and the amplitude of the local load voltage will be away from their normal values under the islanding operation. Hence, the proposed active islanding detection method can immediately detect the islanding operation. A prototype is developed and tested to demonstrate the performance of the proposed active detection method. Both computer simulation and experimental results verify that the performance of the proposed active islanding detection method is expected.     

一种模块化多电平换流器交流侧预充电可控充电策略

为解决模块化多电平换流器在充电阶段过渡时易出现的电流过冲问题以及因不当投切引起的模块过充问题,深入分析了换流器内子模块电容的预充电过程,并根据子模块电容的充电特点提出了一种适用于可控充电阶段的有源交流侧均衡控制充电策略。通过母线电压定斜率控制固定上、下桥臂的子模块投切数目,避免数目突变。同时在充电过程中为使各臂子模块电容电压可准确跟踪其参考值,考虑了环流压降对桥臂子模块充电的影响,引入环流稳压控制环节对臂间子模块投切比例进行动态微调,从而保证子模块充电效果,提高相间充电一致性。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了双端有源换流器预充电仿真模型验证了上述充电策略的有效性,该策略控制下电容电压及直流母线电压平稳抬升,系统实现由不可控充电阶段到可控充电阶段的安全过渡。