用于SMES的电压型换流器试验研究

为实现超导储能装置（SMES-Superconducting Magnetic Energy Storage）与输配电网之间的协调作用,达到提高电网输送容量、暂态稳定性和电压稳定性,提高配电网电能质量的目的。根据SMES的结构特点,结合目前大功率电力电子器件以及电路拓扑的发展趋势,设计了一台三单相H桥分立控制的电压型换流器（VSI-Voltage source inverter）及其控制系统平台。该电压型换流器采用三相器件独立运行结构,控制系统采用数字信号处理器（DSP-Digital Signal Processing）设计,在功能上实现了对串联于电力线路的注入电压幅值和相位的灵活控制,最后给出了一台20 kW电压型换流器原理样机对母线电压补偿功能的试验结果,试验结果表明,该电压型换流器可以满足超导储能系统的需要。     

特高压变电站电容器组开合试验回路的电气参数

特高压电网送电功率变化较大,无功电压控制问题比较突出,控制系统电压的重要手段是投切主变三次侧的电容器组,实际运行中投切电容器组的频率很高。另外,由于特高压工程的特殊性,其对投切电容器组断路器的技术参数要求也高于相关标准,而目前现场运行的投切电容器组断路器未进行达到特高压工程要求的电寿命试验。为验证断路器投切电容器组电寿命能力,分析特高压交流变电站投切电容器组断路器技术要求与标准差异,探讨了利用合成试验回路进行电寿命试验的等效性,建立试验回路、计算主要电气参数,通过仿真计算结果验证,合成试验回路各项试验参数均满足投切电容器组断路器电寿命需要,能够保证试验断路器得到有效考核。     

基于时间序列与耦合分析的区域综合能源系统多能潮流计算方法

由于区域综合能源系统中存在电、热等难以耦合分析的多种能源潮流,提出基于时间序列与耦合分析的区域综合能源系统多能潮流计算方法。首先,利用时间序列分析该系统的调频特性,获取该系统的运行频率,并构建区域综合能源系统稳态网络模型。然后,分别计算电力系统与热力系统潮流,并通过电热耦合分析,得到该系统多能潮流计算结果。最后经实验验证：该方法可以精确计算热力系统中不同管道的供热温度与回热温度,还能够计算得出电力系统运行时的电压、有功功率与无功功率,实现较为全面的多能潮流计算。     

用于SMES的电压型换流器试验研究

为实现超导储能装置(SMES-Superconducting Magnetic Energy Storage)与输配电网之间的协调作用,达到提高电网输送容量、暂态稳定性和电压稳定性,提高配电网电能质量的目的.根据SMES的结构特点,结合目前大功率电力电子器件以及电路拓扑的发展趋势,设计了一台三单相H桥分立控制的电压型换流器(VSI-Voltage source inverter)及其控制系统平台.该电压型换流器采用三相器件独立运行结构,控制系统采用数字信号处理器(DSP-Digital Signal Processing)设计,在功能上实现了对串联于电力线路的注入电压幅值和相位的灵活控制,最后给出了一台20 kW电压型换流器原理样机对母线电压补偿功能的试验结果,试验结果表明,该电压型换流器可以满足超导储能系统的需要.     

电励磁同步电机系统及直流电压容错控制研究

在建立电励磁同步电机数学模型的基础上,采用基于气隙磁场定向的电励磁同步电机矢量控制方法,同时该系统采用混合磁链观测器进行磁链观测。在分析电励磁同步电机控制系统有源前端整流器数学模型的基础上,通过理论分析与推导,研究了一种其直流侧电压在任意负载下的估算算法,并实现直流侧电压检测部分的容错控制。理论分析和仿真结果表明:在基于气隙磁场定向的电励磁同步电机矢量控制中,该直流电压估算算法可以在电励磁同步电机四象限运行中实现控制系统直流侧电压的估算及其容错控制。     

光储微电网运行特性及影响因素分析

建立了一个光伏发电微电网测试平台;系统以蓄电池为储能装置,并通过双向逆变器并入微电网,用以维持微电网的暂态功率平衡。当微电网联网运行时,以外电网电压和频率为参考,蓄电池双向逆变器、光伏并网逆变器采用定功率控制;孤岛运行时,双向逆变器的控制策略切换为定电压、定频率控制,用以提供微电网电压和频率参考。实验结果表明,该系统可以稳定地工作在联网模式和孤岛模式,光伏发电功率波动及负荷波动均不会影响微电网的稳态运行,蓄电池的荷电状态对微电网的稳态孤岛运行以及联网和孤岛之间的切换有重要影响。     

±1100kV换流站避雷器小电流区阻抗特性

±1100 kV换流站避雷器(MOA)节点持续运行电压谐波含量高、波形差异大、避雷器荷电率高,而避雷器小电流区阻抗特性直接影响持续运行电压下的功耗、泄漏电流及伏安特性等,阻抗特性与运行电压频率、波形和温度密切相关,因此避雷器呈现不同劣化特性,威胁避雷器的运行安全。该文仿真分析了换流站直流场避雷器节点持续运行电压的负荷特征,试验研究了直流避雷器用金属氧化物电阻片(MOV)在不同工作温度、谐波频率和荷电率下等值阻抗的变化特性。试验结果表明:随着谐波负荷和工作温度的升高,泄漏电流阻性和容性分量均增大,等值阻抗呈减小趋势;等效阻抗由容性变为阻性的转折点出现在100%～105%荷电率范围,转折点对应的荷电率在60℃时降至95%、在150 Hz时升至107%;持续运行电压下谐波含量增加或工作温度升高,导致实际运行荷电率升高。     

电压源型电能质量控制技术研究

设计了应用于配电网的电压源型电能质量控制系统,该系统主要包括整流器、三相逆变器、控制器、电压电流检测电路等.研究了提高用户电压质量的电压无功控制规律,设计了抑制电压波动和闪变的控制系统,并分析了控制系统的稳定性以及控制作用与网侧阻抗的关系.给出了谐波电压模拟检测电路并对其幅频特性和相频特性进行了仿真计算.通过电能质量控制系统与电网间同步运行试验和谐波电压抑制试验,实现了逆变器与电网的同步运行控制以及负载谐波抑制控制.     

基于材料绝缘寿命的高频变压器绕组绝缘试验电压确定方法

频率的提升使高频变压器具有较高的传输效率,然而在高频电-热耦合效应下绕组绝缘问题显著。为保证高频变压器的长期稳定运行,提出一种基于材料绝缘寿命的高频变压器外施耐压、感应耐压试验电压确定方法。该方法基于绝缘材料在不同频率下的V-t特性,获得电老化速率最快绝缘材料对应的1min耐压值与设备预期寿命对应耐压值之比,提出高频/工频(H-P)换算系数,分别给出高频、工频试验条件下的高频变压器外施耐压试验电压建议值。此外,基于Weibull分布获得绝缘材料的击穿电压-频率(V-f)特性,对传统的倍频升压法进行改进,提出感应耐压试验电压的测定方法。     

一种适用于安全稳定控制系统的备用电源自投装置

为了保证电网中由安全稳定控制装置远切110 kV变电站负荷造成主供电源失电时,110 kV电网备用电源自动投入(备自投)装置不允许动作,而由其他原因造成主供电源失电时,备自投应可靠动作,开发了一种适用于安全稳定控制系统的备自投装置。通过进线故障和安全稳定控制系统动作时进线上的电压变化情况以及系统频率变化情况的不同判断是否开放备自投,主要是在常规备自投逻辑的基础上,增加了进线故障检测、进线重合闸检测、开关不对应开放备自投的功能以及系统低频低压闭锁备自投的功能。并顺利通过了动模试验,该类型装置已陆续投入工程应用。在目前电网安全稳定控制装置和110 kV变电站间没有通信通道的情况下,该类装置可以满足安全稳定控制系统的要求。     

滤波电路频率特性的仿真分析

采用理论计算和仿真分析的方法,对电阻和电容构成的无源低通滤波和高通滤波电路进行分析。理论计算主要研究传递函数,讨论响应的频率特性;仿真采用电子工作平台EWB软件,应用交流分析方法,从波特图仪中直观观察幅频响应和相频响应。仿真结果得到,在不同的频率下,电路输出的幅值和相位随着频率的变化而产生不同的响应,通过改变电阻和电容的参数,可得到不同的通频带宽度,说明仿真和理论分析的结果相同。但仿真分析相对硬件实验来说,优点在于改变元件参数时更加容易,仿真使电路分析更加灵活、方便。     

单相APFC在变频器中的应用

虽然变频技术的应用十分广泛,但目前市场上的变频器大部分不带APFC电路.随着各种限制谐波污染的强制规范陆续出台,在变频器中加入APFC电路将成为一种趋势.介绍了有无APFC电路时单相变频器工作情况的异同.通过对比实验证明加入简单的APFC电路后会很好地改善变频器的工作性能,不仅减少了对电网的谐波污染也使得变频器自身的工作特性得以改善.     

新型选频调压电源的研制

给出了一种最新的实现AC～DC～AC转换的电源研制过程,由单相交流220V电压输入,经过不可调控整流电路和可控斩波电路,再进入可控逆变电路,最终得到连续可调的单相正弦波交流输出电压。同时,控制单元根据输入的同步信号,可以调节调制波的相位,实现输出电压相位0～360°范围内的调节,并且通过使用跳线电平来选用不同频率的电压。实验结果证明了此电源装置研制的可行性、有效性和实用性。     

用于高压电源的倍加电路工作特性研究

论述了在高压领域中应用的几种倍加电路结构与工作特性。分析了它们的优缺点,给出了工作中的出现的复杂情况及原因。     

增压风机变频改造中保护的配置

以山西阳光发电有限责任公司2008年对增压风机进行变频改造为例,由于一次回路的变化,对增压风机及一次回路进行保护重新配置,对变频及工频运行两种工况下的保护进行研究探讨,提出保护配置的方案,并解决现阶段电流互感器CT(Current Transformor)及保护装置实际运行工况下保护的配置。     

交流变频电机在自动门控制系统中的应用

本文介绍了一种交流变频电机控制的自动门全数字控制系统.根据自动门的调速要求,本文采用了一种新的过调制空间矢量调制技术,使系统具有良好的调速性能.     

燃料电池城市客车电驱动系统对地高频传导回路的建模与仿真

在各个部件的高频等值电路基础上,搭建了一个燃料电池城市客车电驱动系统对底盘简化的高频传导模型,并且通过台架试验,求解了此模型的全部参数,最后给出了此模型的仿真结果。由此验证了简化高频模型的正确性和参数求解方法的可行性。     

关于动态电路复杂性阶数的商榷

目前,关于动态电路的复杂性阶数的定义不够严密。由于存在同一电路以不同网络变量作为待求响应时,所列出的微分方程阶数可能不同的事实,本文提出严格定义动态电路响应的阶数和电路本身复杂性阶数的办法。     

基于CPLD的十二相交-交变频器的全数字设计

介绍了一种基于DSP和CPLD的十二相交-交变频器的全数字化设计。实验表明,由定点DSP和CPLD构成的全数字交交变频器,设计、调试方便,控制性能优良,稳定性好,可靠性高。     

降低整数阶无线电能传输谐振频率的分数阶方法

针对谐振无线电能传输谐振频率高而电力电子器件目前较难实现高频大功率开关变换器的问题,提出一种基于分数阶原理降低无线电能传输谐振频率的方法,建立SS型分数阶无线电能传输系统的电路模型,推导其输出功率和传输效率的表达式,通过Matlab数值仿真分析分数阶元件的阶数对谐振无线电能传输参数及特性的影响。研究结果表明,采用分数阶电感、电容元件,可以大幅度降低谐振无线电能传输系统的谐振频率,从而降低开关器件的开关频率,且可以输出比整数阶无线电能传输系统更大的功率。