交流电机控制策略的发展综述

对交流电机的控制方法进行了科学分类,可分为基于稳态模型的控制方法和基于动态模型的控制方法两大类,其中后者又可分为基本控制方法（也即矢量控制和直接转矩控制）、线性控制方法、非线性控制方法、智能控制四类。全面综述地分析和比较了它们的原理、优点、缺点、适用范围及应用情况。每种控制策略都有各自特点,在电机控制应用中应当根据性能要求,选用与之相应的控制方法,以取得最佳性能。每种控制方法都还存在缺陷,指出了交流电机控制算法的发展趋势。     

轨道交通车辆牵引电传动系统的调制与控制策略

针对轨道交通车辆牵引电传动系统,研究适应全速度范围的多模式调制方法以及与之相应的混合控制方法。首先,分析轨道车辆牵引电传动系统的特点,提出与之对应的多模式调制方法。其次,在分析多模式调制方法特点以及改进矢量控制方法存在问题的基础上,提出由矢量控制和转差频率控制构成的混合控制方法。最后,通过仿真和实验验证了多模式调制方法以及混合控制方法的有效性。混合控制方法避免了单脉冲调制模式下的磁场定向和弱磁控制,简化了控制算法,提高了单脉冲调制时系统控制的可靠性。矢量控制和转差频率控制之间的切换方法是混合控制方法实现的关键,本文对该切换方法进行了详细讨论。实验结果表明,该方法能够保证两种控制方法之间的平滑切换。     

提高重复控制逆变电源的负载瞬态响应特性

基于重复控制和PID控制方法,提出了一种重复控制和PID控制相结合的控制方法,当控制方法在稳态时采用重复控制,在非周期扰动时采用PID控制,仿真结果表明该控制方法在具有高质量的稳态波形的同时,对非周期扰动也具有很快的响应速度。     

并联型有源电力滤波器直流侧电压控制策略的研究

在研究了PI控制方法控制方法的基础上,提出了对有源电力滤波器直流侧电压实现模糊递推PI控制的方法,设计了模糊控制规则,详细介绍了模糊递推PI控制方法的控制原理,并且针对PI控制方法和模糊递推PI控制方法采用Matlab/Simunlink仿真软件对直流侧电压进行仿真分析。仿真结果表明,模糊递推PI控制方法在系统稳定以及负载突变时比PI控制方法能够更加有效地消除稳态误差,使有源电力滤波器直流侧电压实现精确跟踪,从而提高滤波器的滤波效果。     

预测控制模式自切换的永磁同步电机位置控制方法

针对传统单一位置控制模式难以满足高性能位置控制系统要求的问题,提出预测控制模式自切换的永磁同步电机位置控制方法。首先对预测电流控制模式、预测转速控制模式及预测位置控制模式分别进行研究,分析比较3种控制模式的特点,然后根据电机位置控制运动特点,将位置控制过程划分为4个阶段,并在不同运行阶段采用相应控制模式。对不同运行阶段和控制模式的切换点进行了选取,并提出相应的平滑自切换方法,最终实现预测控制模式自切换的位置控制方法。最后将所提方法与传统位置控制方法进行试验对比,证明了所提方法在动态响应速度和稳态控制性能方面均具有优越性。     

基于变控制周期的永磁同步电机模型预测转矩控制方法

针对传统预测控制方法控制周期恒定、预测算法架构单一和系统动态响应速度慢的问题,提出了变控制周期模型预测转矩控制方法。该方法设计了电机状态判别环节,应用变开关频率脉冲宽度调制(VSFPWM)控制策略和变步数模型预测控制方法,实现了控制周期和预测步数随系统工况可调的模型预测转矩控制方法。仿真结果表明,所提出的变控制周期模型预测转矩控制方法优于传统模型预测转矩控制方法,算法架构更加灵活,提高了系统动态响应速度,同时降低了磁链脉动和转矩脉动。     

面向单相微电网的双模式并联逆变器协调控制方法

微电网中的接口变流器往往采用电压控制方法或电流控制方法。对于电压控制方法,其优点是可以应用在并网/孤岛两种模式下,然而缺点是功率控制动态响应慢。电流控制方法的优点是动态响应快,但是不能应用在孤岛模式。采用分布式电源通过两个并联逆变器接入电网的结构,与传统方法不同的是,其中一个逆变器采用电压控制,另一个逆变器采用电流控制。这种方式可以同时发挥两种控制方法的优势。与此同时,加入功率耦合环节,提高电压控制逆变器和整个系统的动态特性。单相双逆变器的仿真和实验结果证实了所提出的结构与控制方法的有效性。     

基于DSP的异步电机改进型直接转矩控制研究

传统的直接转矩控制采用六边形磁链控制或六区间的圆形磁链控制,特别是当考虑定子电阻压降的影响时,转矩脉动很大。针对传统六区段控制方式电压选择表的缺陷,提出了十二区段控制方法及其电压选择表的实现方法。实验结果表明十二区段控制方法较六区段控制方法具有更好的控制性能。     

直接转矩控制的磁链控制研究

在传统直接转矩控制磁链控制方法——六边形磁链控制和六区间圆形磁链控制的基础上,提出了十二区间圆形磁链控制策略及其实现方法。并对这三种磁链控制方法进行了同条件仿真,验证了十二区间圆形磁链控制方法的可行性及其良好的转速控制性能,以及圆形磁链控制与六边形磁链控制的特点。     

考虑系统静态电压稳定性的电动汽车充电设备 就地控制方法研究

随着电动汽车的大规模发展,其峰值充电负荷占全网负荷的比例日益上升,给电网的静态电压稳定带来了负面影响。试图将电动汽车充电设备纳入电力系统安稳控制,从而减少这一影响。提出了电动汽车充电设备的三种控制方法：灵敏度控制方法、理想控制方法以及下垂控制方法,并对其控制效果进行了对比。三种方法都能够达到提升系统负荷裕度的目的,但其中的下垂控制方法更适合实际控制应用。将下垂控制应用到新英格兰39节点系统,在不同渗透率和不同充电速率情况下分析其对系统电压稳定性的影响。结果表明下垂控制能够明显提高系统负荷裕度,是一种有效的电动汽车充电设备就地控制方法。     

基于镜像地磁方向磁分量的单条地下电缆管线定位方法

城市地下电缆管线位置的探测与埋深的计算对于城市安全与规划建设具有重要的意义。然而,由于各种原因造成了对于城市地下电缆定位信息的缺失,存在安全风险。文中在地磁场磁化模型基础上,提出了一种用于解算电缆管道位置与埋深的方法,并对电缆管道常见的单管敷设与排管敷设情形进行计算验证及补偿,可以对电缆单管及排管管道实现简单快速的检测与定位。首先根据地磁方向与磁异常方向的重合性确定管道位置的一维信息,再利用镜像地磁方向磁分量信号确定管道位置与埋深,通过对排管情形的仿真,利用投影曲线的畸变程度校准了排管情形下的计算误差。通过实验验证了该方法用于电缆管道检测的有效性。     

配直线伺服电机操动机构真空断路器运动特性控制技术的研究

为提高真空断路器的开断和关合性能,提高真空断路器的可靠性,本文提出了一种新型高压断路器直线伺服电机操动机构,并结合永磁直线同步电机的 d-q 轴数学模型及推力特性,对新型操动机构的控制进行了分析.设计了基于DSP的动触头位置、速度闭环控制方案,选用了高精度光栅尺作为速度、位置传感器,满足了系统实时性和高精度的要求.最终实现了高压断路器分、合闸操作时对动触头运动控制、调节,使其能够按照预定理想曲线进行运动,从而有利于提高断路器开断、关合能力和改善断路器的机械电气寿命和运行可靠性.     

Operational diagnostics of thermal state and efficiency of steam turbines of TPP and NPP

Various ways for solving complex problems of the strength and operating life of steam turbines of TPP and NPP are studied. Diagnostic characters and technical possibilities for their control during the steam turbine operation are determined. It is shown that the effect of various factors on the reliability, maneuverability, and service life of power installations of TPP and NPP is generally determined by the thermal state of steam-electric generating sets. Leading foreign and domestic manufacturers give major attention to the organization of the control of the thermal state of facilities and the development of systems for accounting (“counter”) the service life depletion. Zones of high-temperature sites of shafts and disks with maximum parameters of operating environment are determined. A model for on-line computation of thermal stresses with the diagnostic evaluation of the service life depletion (fatigue accumulation) and forecasting of optimum heating conditions for thermostressed turbine units is briefly stated. An example of a program for diagnostics of the quality of the facility operation is given. The program provides the operative control of thermal stresses and the service life depletion in main units of the turbine under various operation conditions, operates in the real-time mode, calculates and represents currents values of thermal stresses in turbine units, and forms and transmits into the industrial control signals on the occurrence of restrictions with respect to thermal stresses and prohibition of an increase or decrease in the vapor temperature and the load in the case of approaching pressures to maximum permissible ones. In the case of stationary operation conditions, the program computed the current efficiency in high (HPC) and mean (MPC) pressure cylinders.     

罗氏线圈在电力电容器外壳爆破试验中的应用

为快速有效检测电力电容器外壳爆破能量试验放电电流。分析了爆破能量试验回路和罗氏线圈的工作机理,优选电气参数的计算方法,测量系统的误差;给出了减小误差的有效措施并利用MATLAB/SIMULINK建立了爆破试验回路和罗氏线圈检测回路构成的仿真模型以优化试验回路和罗氏线圈的技术参数。仿真和实验表明,本文的优化方法可行,所得试验和检测回路参数可确保爆破试验成功和传感器的良好动态特性。     

基于业务承载的配网通信网ICT测试平台设计

信息通信技术(ICT)在通信、测量和控制等新技术领域发挥着重要作用,其中承载配网综合业务的通信网络平台建设是目前的重点和难点。从信息与通信融合的角度介绍了配网通信网承载的综合业务和多种通信网络方式,讨论了电力数据网络的多业务需求,进一步讨论了基于配网通信网ICT深度一体化的必要性和可行性,针对复杂多样的通信网络特征,设计了一种基于业务承载的配网通信网ICT测试平台架构,开发一种满足配网通信网ICT测试平台架构的软件测试平台,测试配网通信网业务性能指标,并将测试平台应用于实际的配网通信网工程中。     

世界能源与电力宏观指标分桥--论4个"E"的关系

经济社会的发展离不开能源。电力作为一种高效、清洁、方便的能源利用形式，正越来越广泛地应用于经济社会的各个方面，电气化程度已经成为一个国家经济社会现代化水平的重要标志。根据1990—2000年世界能源、电力的统计数据，分析能源、电力消费与经济发展之间的关系，说明了电力在能源利用和经济社会发展中的重要作用；通过我国与世界其它国家和地区之间宏观能源、电力指标的比较，分析我国能源、电力消费的发展趋势。     

考虑采暖建筑用户热负荷弹性与分时电价需求侧响应 协同的电热联合系统优化调度

电热联合系统中电、热负荷在峰谷分布上存在互补特性,考虑电、热负荷的互补特性实施电热联合系统优化运行可以有效增强系统调峰灵活性,缓解电热强耦合造成的弃风。为此,研究了考虑采暖建筑用户热负荷弹性与分时电价需求侧响应协同的电热联合系统优化调度问题。阐述了电、热负荷协同促进风电消纳的机理。根据电、热负荷特性分别建立采暖建筑用户热负荷弹性模型以及分时电价需求侧响应模型,并以此为基础建立电、热负荷协同响应模型。将负荷模型纳入调度模型,构建考虑负荷协同优化的电热联合系统日前调度模型。算例分析表明,采暖建筑用户热负荷弹性与分时电价需求侧响应的协同可有效提升系统运行经济性并促进系统风电消纳。     

500 kV输电铁塔覆冰风险评估与加固措施

输电线路覆冰可能导致输电铁塔倒塌、线路断线,严重威胁电网的安全稳定运行。针对某地区的典型覆冰线路,采用有限元仿真方法建立了500 kV塔线体系仿真模型,并对均匀覆冰下不同覆冰厚度和不同风速等工况进行仿真分析,统计25组仿真结果后获得了500 kV输电铁塔的薄弱点位置规律;然后,基于输电铁塔关键构件的轴向应力和节点位移,进行输电铁塔运行风险评估分析,并划分输电铁塔的运行风险状态;最后,进一步分析2类加固措施的效果,得到加固前后输电铁塔不同薄弱点位置处轴向应力和节点位移的变化关系。仿真结果表明：500 kV输电铁塔的薄弱点位置主要分布在铁塔塔头地线支架处、上下曲臂连接处、瓶颈处以及铁塔的塔身处;在均匀覆冰和风荷载作用下,关键构件的轴向应力和节点位移均呈非线性增加;拟合得到了输电铁塔安全、预警和危险状态临界表达式;增加构件横截面积的加固效果优于改变薄弱点角钢结构,后者加固前后输电铁塔薄弱点处的轴向应力和节点位移均无明显变化。     

12 kV高压开关柜受潮凝露机理及防治关键技术探讨

如何防止开关柜内受潮导致的设备误动和拒动,具有重要的现实意义。基于此,对开关柜受潮凝露机理及其防治关键技术进行了探讨。首先,介绍了开关柜结构特点及其受潮凝露防治现状,详细分析了开关柜凝露产生的机理、原因、条件和危害。然后,对防凝露相关的措施和改进方法进行了简要描述,这些方法可有效消除开关柜在运行过程中发生的故障。最后,提出了一种开关柜受潮凝露机理的研究方案。该方案涵盖了开关柜受潮凝露发生的影响要素分析和受潮凝露机理研究模拟环境的搭建方案,并采用"源"的概念进行了干燥气源除湿系统的方案设计。基于该方案,对开关柜受潮凝露机理及防治关键技术进行了展望。     

Distributed sensing and cooperativeestimation/detection of ubiquitous powerinternet of things

The rapid development of Internet Plus Smart Energy requires further strengthening of three kinds of interconnections based on traditional power systems: physical interconnection, information interconnection, and commercial interconnection. Due to the integration of renewable energy, the reform of the electricity market, and the deployment of the Smart Grid, a large amount of data will be generated. Thus, it is necessary to establish a Ubiquitous Power Internet of Things (UPIoT) to realize connections among people and things, things and things, and people and people in power systems. This paper studies the concept and architecture of the UPIoT and indicates the deployment of the perception layer and network layer as the key to building UPIoT in the initial stage. As UPIoT tends to cover a wide area and produce massive and distributed data, signal processing and data analytics theories and techniques are needed to handle the data and observe the state of the large-scale system. Further studies on distributed sensing and cooperative estimation theories and techniques of UPIoT are also required. Finally, the application prospects of UPIoT and the directions for future research are discussed.