谐振型限流器过电压保护电路拓扑设计与优化

谐振型限流器的电容器因故障电流引起过电压,传统过电压保护技术不适合限流器的系统工况。该文提出了新型过电压保护电路方案。该电路采用避雷器、晶闸管阀、间隙和快速开关等保护器件,保护器件特性不同,需与之相适应的阻尼回路也不同,其组合可构成多种拓扑结构,文中建立了3种拓扑类型数学模型,分析了阻尼电路的电流应力变化情况,从中优化了拓扑结构。阻尼参数影响电流陡度和振荡时间,通过仿真计算优化了阻尼参数。故障电流和电容器放电电流叠加使晶闸管阀体承受巨大的电流应力,建立晶闸管阀热阻抗模型,分析了暂态温升变化。仿真试验结果证明设计原理的正确性和可行性。     

一种车用IGBT开关过电压保护电路设计

对车用IGBT的驱动电路与关断保护电路的原理进行分析,提出一种新的开关过电压保护电路,通过驱动电路与保护电路进行配合达到对动态的电压上升的控制,最终稳定地驱动IGBT并保护IGBT不会因过压而损坏。通过在PSpice中建立仿真原理图并进行仿真,由仿真结果证实了该电路可以有效抑制IGBT关断过程中产生过电压,保护IGBT关断,从而提高电路的稳定性。     

变耦电抗式可控串补的过电压分析及其保护措施的确定

各种短路故障时的过电压分析及其保护措施的确定是可控串补装置安全运行的必要保证.提出了特性参数分析法,利用电路的特性参数快速确定出严重过电压的故障点;对于严重过电压的故障点,又利用它分析确定了降低过电压过电流的晶闸管控制方法,并确定了过电压保护措施,用电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC对严重故障点的过电压、过电流及其保护措施的效果进行了仿真.分析结果表明,特性参数法对短路故障的过电压水平的估计快速准确,采取了晶闸管控制和相应的保护措施后元件过电压、过电流水平及MOV能耗显著降低,有效地降低了过电压保护费用.     

一种基于CR-CD型电路的直驱风机变流器IGBT过电压保护电路研究

针对直驱风力发电系统中变流器IGBT存在过电压脉冲的问题,基于IGBT的物理模型及C型、钳位二极管、RC型和RCD型四种过电压保护电路提出了一种新型CR-CD(Capacitor resistor and capacitor diode)过电压保护电路。首先,分析了CR-CD过电压保护电路的工作原理,论证了CR-CD过电压保护电路抑制过电压脉冲的优良性能。其次,详细设计了过电压保护电路的参数。最后,基于Matlab/Simulink平台搭建了CR-CD型过电压保护电路仿真模型,分别在恒定和变化负载电感两种工况下进行仿真对比分析。结果表明:CR-CD过电压保护电路不仅可以有效地抑制过电压脉冲,还能起到避免因电容造成的过电压脉冲衰减延迟以及缩短IGBT关断时间的作用。     

中小功率IGBT逆变器过电压保护电路的设计

本文介绍了中小功率IGBT逆变器中过电压的产生原因,对典型的C型与RC型过电压保护电路进行分析和参数设计。通过MATLAB软件仿真和硬件实验,验证理论分析和设计参数的有效性及适用性。     

逆变器用IGBT吸收电路的Matlab仿真研究

IGBT的开关速度很高,关断时一般会产生过电压,实际电路中通常都会在IGBT旁加吸收电路(缓冲电路)。针对其中五种吸收电路的特点、适用范围进行了描述和比较,并利用Matlab软件对IGBT(两种第五代IGBT模块)的吸收电路进行了仿真,并给出了试验波形和优化的吸收电路参数选择。     

直流输电换流阀晶闸管过电压保护研究

晶闸管承受过电压的能力较弱,瞬时过电压可导致晶闸管的击穿。首先研究了直流输电核心设备之一晶闸管换流阀发生晶闸管过电压击穿对直流输电系统的影响,分析了直流输电换流阀晶闸管配置过电压保护的必要性。然后对BTC和BOD两种晶闸管过电压保护方式进行了理论计算与分析,并采用PSPICE软件搭建了仿真模型进行仿真分析。最后在实验室搭建实验电路对两种过电压保护电路性能进行了验证。研究表明两种保护方式均可以实现晶闸管过电压保护的要求。     

逆变器用IGBT吸收电路的仿真研究

IGBT的开关速度很高,关断时一般会产生过电压,实际电路中通常都会在IGBT旁加吸收电路(缓冲电路).针对其中五种吸收电路的特点、适用范围进行了描述和比较,并利用MATLAB软件对IGBT(三菱公司的两种第五代IGBT模块)的吸收电路进行了仿真,并给出了试验波形和优化的吸收电路参数选择.     

变耦电抗式可控串补的过电压分析及其保护措施的确定

各种短路故障时的过电压分析及其保护措施的确定是可控串补装置安全运行的必要保证。提出了特性参数分析法,利用电路的特性参数快速确定出严重过电压的故障点;对于严重过电压的故障点,又利用它分析确定了降低过电压过电流的晶闸管控制方法,并确定了过电压保护措施。用电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC对严重故障点的过电压、过电流及其保护措施的效果进行了仿真。分析结果表明,特性参数法对短路故障的过电压水平的估计快速准确,采取了晶闸管控制和相应的保护措施后元件过电压、过电流水平及MOV能耗显著降低,有效地降低了过电压保护费     

基于改进图像法的换流阀严格无源宽频建模

换流阀作为直流输电的关键设备,在实际运行中要承受交流系统中的各种过电压(雷电波、特快速暂态过电压等)。这些过电压信号的频域范围较宽,最高可达数十甚至上百MHz。通过仿真手段研究这些过电压对换流阀的危害很有必要,而常用的仿真软件(EMTP、PSCAD)中的元件只能用于10 k Hz以下的仿真,因此需要建立换流阀的宽频电路模型且该模型适用于EMTP和PSCAD仿真。文章首先利用矢量网络分析仪对换流阀各组成部分的宽频特性进行了测量;然后利用改进图像法分别建立了其宽频等效电路模型;最后利用EMTP的扫频功能将所建模型的宽频特性与测量结果对比,验证了所建模型的准确性。同时该方法能够保证所建电路模型各个元件参数都为正数,即保证了所建模型严格无源。     

硅太阳电池工程用数学模型参数的优化设计

根据硅太阳电池工程用数学模型,利用matlab/simulink模块建立了硅太阳电池阵列仿真模型.根据太阳电池组件仿真结果和实际测量结果的比较,分析了硅太阳电池工程用数学模型系数对仿真模型的输出特性精度的影响,并提出了不同太阳辐射强度时硅太阳电池工程用数学模型中系数b的优化设计计算公式.仿真结果表明,利用优化设计计算的参数可提高太阳电池阵列仿真模型的输出特性精度.     

电力机车牵引电传动系统关键参数自动优化方法研究

为了使电力机车牵引电传动系统参数匹配最佳,对电力机车牵引电传动系统关键参数自动优化方法进行了研究。首先,建立了某型号电力机车牵引电传动系统的仿真模型,仿真结果证明了建模的准确性及合理性。其次,针对原模型开展试验设计(DOE)仿真,获得一簇反映系统运行规律的仿真结果,基于仿真结果建立了映射系统输入参数与输出特性的近似模型。再次,基于近似模型采用多目标粒子群优化算法进行寻优,获得了优化的设计参数。最后,对比分析几种模型仿真优化的结果,验证了采用近似模型进行全局寻优方法的效果,且在保证仿真精度的前提下,达到了极高的仿真效率。研究结果对于电力机车牵引电传动系统的高效率仿真具有参考意义。     

基于自适应聚焦粒子群算法的质子交换膜燃料电池机理建模

自适应聚焦粒子群算法(adaptive focusing particle swarm optimization,AFPSO)是根据粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法的全局搜索与局部搜索平衡特性,改进得到的一种具有较好全局搜索能力和寻优速度的自适应群体智能优化算法。根据质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)模型的建模原理,利用AFPSO算法进行参数估计,得到一组机理模型的最优参数。通过仿真结果与实验结果的对比分析,证明AFPSO算法能够使仿真结果和实验测试数据之间达到很高的拟合精度,对于模型参数估计具有明显的优越性。因此,AFPSO算法对于改善PEMFC机理模型的输出性能将起到重要的作用,并有望成为模型参数优化领域的一种新的有效工具。     

低压断路器智能控制器的供能互感器数值计算优化方法

建立供能电流互感器在线性及非线性工作区的离散数值模型,得到一次回路额定电流、二次负载、结构参数、二次输出电流及输出功率的定量关系。根据以上数值模型优化供能互感器结构参数,经试验结果验证供能电流互感器数值模型的合理性,并达到设计优化目标。     

基于粒子群算法的核屏蔽感应电机多目标优化设计

屏蔽感应电机是核反应堆冷却回路的动力源,提高该电机的效率和降低电磁噪声具有重要的意义。将有限元法和磁路法相结合,设计了1台20 kW核屏蔽感应电机。利用有限元软件对其进行额定工况运行状态下噪声和损耗仿真分析,确定影响电机效率和电磁噪声的主要参数;选取影响电机效率和噪声的主要参数为优化变量,电机电磁噪声和效率为优化目标,输出功率为约束条件;采用正交试验表获得样本空间;通过响应面法建立优化目标及约束条件的优化模型,最后利用粒子群算法对优化模型进行求解。有限元仿真结果表明:优化后电机效率提高了2.6%,电磁噪声降低了5.2 dB。     

兆瓦级直驱永磁同步风力发电机系统研究

针对兆瓦级海上直驱永磁风力发电系统性能要求高、调试难度大、研制周期长,研究一种电机设计与控制优化结合的场路耦合仿真研究方法。针对带有斜极斜槽结构的发电机性能受多参量耦合影响、PI控制的模型依赖性,研究了利用多变量、多目标耦合优化电机尺寸参量,利用Ansoft有限元法建立发电机精确模型。基于Maxwell与Simplorer对发电机侧双闭环PI控制进行了场路耦合仿真,模拟了四种不同风速扰动、电磁耦合影响参数摄动共同作用下的动态起动过程,结果验证了系统实现最大功率追踪的可行性。     

多通道次同步附加阻尼控制器协调优化策略研究

为提高电力系统的小干扰稳定性,抑制系统中的次同步谐振,研究了多通道次同步附加阻尼控制器之间的协调优化策略。基于模态分离和相位补偿设计了多通道SEDC、TCSC-SSDC和HVDC-SSDC,在充分研究了所有次同步附加阻尼控制器的特点及其适应性的基础上,建立了修改后的IEEE SSR第一标准测试系统,以待改善谐振模式阻尼比最大化为优化目标建立优化模型。利用遗传算法对阻尼控制器参数进行协调优化,以得到能最大程度提高谐振模式阻尼的控制器参数。特征值计算和时域仿真结果表明,经过参数协调优化的多通道附加阻尼控制器能有效地抑制次同步谐振,改善了系统的小干扰稳定性。     

PIN功率二极管参数辨识及有效性验证

本文论述了采用实验和仿真相结合的参数辨识方法,通过器件的外特性辨识其内部物理模型参数。这一方法的实现依赖于最优化算法的应用,通过最优化算法的迭代不断促使仿真波形向实验波形逼近,从而实现器件模型参数的自动辨识。在实现功率二极管模型参数辨识的基础上,对所辨识的参数进行了有效性验证。本文给出了以BYT12PI100为例的实验结果。     

基于DSATools的发电机及其控制系统模型参数仿真方法

精确的发电机系统参数是电力系统分析的基础。很多情况下由于工况条件限制无法对发电机参数进行准确的测量,给系统的安全校核、指标估计及潮流优化等工作带来较大困难。提出了一种基于仿真模型进行参数辨识的方法,通过DSATools仿真工具搭建发电机及其控制系统仿真模型,采用曲线拟合的方法进行参数优化得到了准确的仿真结果。以广西平班水电厂发电机组的发电机及其控制系统作为算例,验证了仿真模型参数辨识的可行性。     

基于细菌觅食算法优化的电力变压器故障诊断技术

针对支持向量机(SVM)分类性能受参数影响,且最优参数难以获取这一问题,提出一种基于细菌觅食算法(BFA)的电力变压器故障诊断模型的参数寻优方法。该方法以电力变压器油中特征气体含量作为状态评价样本,通过BFA寻找全局最优SVM参数解,构建k-折平均分类准确率目标函数,建立变压器故障诊断模型。仿真结果表明,BFA对SVM最优参数的选取较遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)更迅速,且优化后的SVM电力变压器故障诊断模型具有更高的精确度;利用BFA优化方法建立的SVM电力变压器状态诊断模型,对IEC三比值法中无法判断的数据也可进行精确诊断。最后,通过实例分析,验证了方法的有效性。