复杂瞬态注入波形的等效简化方法

针对复杂瞬态电磁脉冲差模定向注入试验的技术需求,提出了复杂瞬态注入波形"效应特征参量"的概念,理论分析了各效应特征参量对武器装备干扰和损伤效应的影响,给出了复杂瞬态注入波形等效简化的原则,提出了不带载波和带载波的两类复杂瞬态注入波形的等效简化方法,以某型数据链收发系统为受试对象,开展了电磁脉冲差模定向注入等效替代超宽带电磁脉冲辐射效应试验。研究结果表明:对武器装备的干扰或损伤起决定性作用的波形参量(即效应特征参量)主要包括信号幅度、正负极性、能量(脉宽)、上升时间、载波频率和脉冲重复频率等,其中信号幅度、正负极性、上升时间、载波频率和脉冲重复频率通常决定了受试设备的干扰效应,而信号幅度、正负极性、能量(脉宽)和载波频率通常决定了受试设备的损伤效应;基于加严等效、标准简化和易于工程实现原则,以复杂瞬态注入波形的"效应特征参量"作为等效依据,确定将梯形波或方波脉冲(含带载波)作为等效简化注入波形;在超宽带电磁脉冲辐射和等效方波脉冲注入试验条件下,某型数据链收发系统的干扰恢复时间基本相同,试验结果验证了复杂瞬态注入波形等效简化方法的有效性。该研究结果为武器装备的强电磁脉冲效应研究提供了理论和技术支撑。     

国外的电能质量管理

电能是一种通用的能源,又是一种特殊的商品。商品应讲求质量,因此应有严格的质量标准。如果电能质量不好,如低周波,低电压、电压波动、波形畸变、不平衡、长期或短期断电等都影响用户用电,甚至损坏设备,严重的成为电气公害。近年来,许多国家都制定了电能质量标准,加强了控制管理。监测等电能质量的管理。现就电能质量的标准、控制管理及监控简述如下:     

神光Ⅲ能源模块总体设计

介绍了神光 能源模块的设计 ,包括总体结构、电容器保护、充电机、控制系统等部分。该模块通过放电传输电缆为氙灯提供泵浦能量 ,结构紧凑、安全可靠、操作方便。运行表明 ,能源模块各支路的电流幅值和波形非常一致     

多端口能量路由器协调控制方法研究

针对多端口能量路由器中各个功能单元的作用,设计了每个端口的局部控制策略,根据能源网络框架,采用分层控制策略,将控制框架分为调度层、能源子网层和端口本地层三层,根据上层控制将能量路由器划分为六种稳定运行状态,从而实现工况的无缝切换.最后在Matlab/Simulink仿真平台上搭建直流楼宇能量路由器系统仿真模型,选择一天中的三个典型的时间场景进行模拟,通过对仿真波形的分析验证了所提拓扑结构和控制策略的有效性.     

1000kV输电线路耐张塔带电作业电位转移电流脉冲波形特征参数研究

进入等电位是特高压输电线路带电作业关键步骤,而电位转移电流脉冲波形特征参数是确定其等值电路、电弧能量和电磁干扰特性基础。该文以1000kV交流输电线路电位转移电流实测数据为样本,通过波形参数提取算法统计特征量,分析衰减振荡脉冲波形参数大小及分布规律,采用极大似然法估算特征分布方程参数,结合电磁分析软件和特征参数,计算电位转移弱阻尼二阶回路元件参数。结果表明：放电脉冲幅值主要分布在[-300,300]A,概率密度服从广义极值分布;其振荡主频分布在[1.11,25]MHz频段,上升时间均值为0.0204μs,易产生较强电磁脉冲干扰;波形衰减常数区间在[0.004,0.989]。运用电位转移等效回路元件参数所仿真波形与实际波形较吻合。研究结果可为电位转移脉冲的特征参数选取及能量计算提供依据和方法。     

能源集线器控制体模型及其生长型场景模拟分析

基于原有能源集线器建立的静态综合能源系统模型已不能适用供用能生长型需求。为此,本文提出更为优化的能源集线器控制体的概念,并对该控制体进口边界的典型设备进行分类建模,结合考虑网侧约束的异质能量流模型及用户生长型负荷需求约束,建立综合考虑系统“源-网-荷”生长型变化的能源集线器控制体系统模型。通过对典型生长型案例的仿真分析,验证了本文模型的准确性,得出综合能源系统在生长型的变化下,各用户节点的能源供应状态以及系统内的能量流动,为系统未来规划以及调度决策提供支持。     

宽频带局部放电检测与分析辨识技术

为了减少现场局放测试中噪声及干扰的影响,介绍了宽带在线测量局部放电的方法。传统的IEC检测法和近年来的特高频检测法回避了干扰频带,也回避了放电脉冲的主要能量频带,难以记录完整脉冲波形,缺乏足够的信息来区分各种信号和噪声。而宽带测试方法频带较宽,可以记录整个局部放电脉冲波形,并在此基础上提取基于波形的特征信息,进而可将信号分离分类,比针对单一放电的识别效果好得多。为此以高压电缆上多种放电模式与和噪声混合信号为例,从中获取波形中足够的信息,进而将信号分离为不同的放电类型,如内部放电、背景噪声等,从而提高了识别的可能性与准确性。对现场局放测试与诊断而言,如果能够广泛运用该方法,将能提高现场排除噪声与干扰、诊断绝缘特性的准确性。     

开关频率抖动控制对DC/DC变换器EMI抑制研究

开关电源的电磁干扰能量主要集中在开关频率及其倍数处,频率抖动控制可以将集中的干扰能量分散,从而降低干扰幅值,满足电磁兼容性标准.结合使用SG3525控制的半桥变换器,提出了一种简单的频率抖动控制方案,通过试验验证了该方案可大幅度降低变换器的电磁干扰.     

抑制燃料电池单相逆变系统低频纹波的波形控制方法

燃料电池单相交流供电系统中,负载所需两倍于输出电压频率的脉动功率将通过直流侧辐射到燃料电池,从而导致燃料电池输出能量的波动,降低燃料电池系统的能量转化效率,威胁其安全运行,严重影响燃料电池的寿命和稳定性。针对燃料电池分布式发电和电动汽车等单相交流供电系统,采用差分式逆变结构,提出抑制燃料电池输出侧低频电流纹波的有源控制方法——波形控制方法。该方法通过分别控制两支差分电容电压的方式为交流侧提供负载所需要的脉动功率,而平均功率则由直流侧电源提供,有效抑制了燃料电池输出的低频电流纹波。该方法在不增加硬件成本的条件下,保证输出电压质量的同时有效抑制燃料电池输出低频电流纹波。对波形控制方法进行详细的理论分析,并且选取合适的设计参数,从稳态和大范围负载输出动态两方面进行仿真和实验,结果验证了所提出方法的可行性和有效性。该方法可以推广到级联变换器间的解耦研究与应用。     

基于切换系统理论的终端能量路由器能量路由控制方法研究

终端能量路由器是能源互联网中一种重要的能量路由设备,构建其能量路由拓扑的最有效途径是采用基于电力电子变流技术的固态变压器。能量路由拓扑确定之后,能量路由控制技术直接决定着其运行特性。针对终端能量路由器能量路由的混成系统特性,使用基于混成系统理论的切换系统理论进行终端能量路由器能量路由控制。首先详细分析了终端能量路由器能量路由拓扑结构、工作原理。然后,深入分析了能量路由器能量路由的切换系统行为特征,建立了其切换系统模型。其次,结合空间矢量脉宽调制技术提出终端能量路由器多模态切换控制方法。最后,通过Matlab/Simulink仿真平台搭建模型验证所提控制方法的有效性。理论分析和仿真表明,该方法充分考虑了终端能量路由器运行过程中离散变量与连续变量的相互作用,具有切换时间短、切换过程平稳的特点,从而优化了动态调节特性,提高了控制跟踪速度和控制精度。     

电子战中基于互信息准则的双鲁棒波形设计

电子战环境中,针对雷达和干扰机的性能会因为对战场博弈环境的不了解以及频谱信息的不精确估计而受到影响,研究了雷达发射波形和干扰波形的能量分配问题,雷达和干扰机在对抗过程中可以通过优化自身发射波形获得更好的性能。在现实中,由于雷达无法获得精准的目标频谱和干扰频谱,并且干扰机也无法获得精准的目标频谱和雷达发射信号频谱,分别以雷达和干扰机为领导者,建立层次博弈模型,提出一种双鲁棒波形设计方法,该方法以互信息为准则,在能量约束下建立双鲁棒发射波形的优化模型,利用拉格朗日乘子法分别求解双鲁棒雷达发射波形和双鲁棒干扰波形。仿真结果表明,在最坏情况下,该方法可以提高雷达参数估计性能和干扰机性能。     

基于单周定频滑模控制的双Buck全桥并网逆变器

通过结合单周控制和滑模控制得到单周定频滑模控制,并在分析双Buck全桥并网逆变器工作原理的基础上,重点研究了该拓扑的单周定频滑模控制。仿真结果表明,在新控制方法下的双Buck全桥并网逆变器对输入扰动和电网扰动都具有很好的抑制能力,表现出很好的动态和稳态性能,且输出并网电流波形谐波含量低,波形质量好,是一种具有高性能的并网逆变电源。     

能量回馈式PWM整流器并网的工程设计方法

论述了能量回馈式PWM整流器并网时的同步电流PI控制技术,提出改善馈网电流质量的几种关键的工程设计方法,包括软件滤波、防积分饱和PI控制、简单死区补偿和单位功率因数控制等.基于DSP和CPLD设计了控制系统,实现了上述设计方法,并应用于2.5kW的能量回馈式电子负载.实验结果表明,所提出的工程设计方法有效地改善了馈网的电流质量,使电流波形近似为正弦波且功率因数接近-1.     

超高速保护中雷电干扰识别的暂态法研究

雷电干扰可能会造成基于行波或暂态量的超高速输电线路保护误动作。经对雷击和短路故障时的电流故障分量进行信号能量分布和波形的分析发现：普通短路故障与雷击引起强故障时的暂态能量主要集中在低频带；雷电干扰与雷击引起弱故障时的暂态能量主要以高频为主；相对于雷电干扰和普通短路故障,雷击引起弱故障时的行波截波特征非常明显。据此,提出了基于小波变换的雷电干扰识别的暂态方法。EMTP仿真显示该识别方法是可行的。     

直流电晕放电无线电干扰随机时域计算模型研究

直流输电线路电晕放电过程中会在空间中产生随机的无线电干扰脉冲信号,目前针对电晕放电无线电干扰的测量与预测计算主要基于频域方法,并未反映出无线电干扰的时域随机脉冲特征。为此,该文在实验室搭建了直流单根导线电晕放电无线电干扰时域测量平台,采用鞭形天线实现了对正极性直流导线电晕放电无线电干扰时域特性的测量,结合无线电干扰脉冲波形特征,分析获得了脉冲波形参数（幅值、重复频率、上升时间、持续时间）的统计特性。基于统计特性,结合无线电干扰双指数函数脉冲波形建立了高压直流单根导线电晕放电无线电干扰随机时域计算模型,模型中包括随机脉冲信号产生、脉冲衰减、场强信号计算及场强信号重构,将该模型产生的无线电干扰时域波形准峰值响应值与不同测量结果进行对比,结果表明计算误差小于2dB,验证了所提模型的有效性。     

新型电能质量干扰源的研究

介绍了两种传统类型的电能质量干扰源。就其不足之处,提出了一种新型的电能质量干扰源设计方案。该干扰源采用了DSP技术和双环控制方法,实现逆变器干扰量的快速准确输出控制,可以实现大容量输出。对该方案进行了仿真和实验研究,结果表明,此干扰源可以产生多种对称或不对称的波形畸变、电压跌落等电能质量干扰,并且结构简单易实现,从而验证了该干扰源的有效性。     

新型电能质量干扰源的研究

介绍了两种传统类型的电能质量干扰源.就其不足之处,提出了一种新型的电能质量干扰源设计方案.该干扰源采用了DSP技术和双环控制方法,实现逆变器干扰量的快速准确输出控制,可以实现大容量输出.对该方案进行了仿真和实验研究,结果表明,此干扰源可以产生多种对称或不对称的波形畸变、电压跌落等电能质量干扰,并且结构简单易实现,从而验证了该干扰源的有效性.     

三相电压型SVPWM整流的控制策略研究与实验

为了克服传统整流器功率因数低和谐波大的缺陷,设计出功率因可调以及能量双向流动的三相电压型整流器.从其结构与数学模型两方面入手,结合矢量控制和比例积分调节原理,提出了SVPWM的实现方法.在以TMS320LF2407犁DSP为平台的目标系统上,进行程序编写和调试,获得了完整的网侧电流电压波形.实验结果表明,在该控制策略下,输入电压电流波形良好且同相位,系统性能优良.     

基于储能实时修正双环控制的微电网能量管理方法

提升各类可再生能源(RES)高效并网发电是应对全球环境恶化、能源短缺的有效方法。但各类能源的出力特性不同,如何有效分配使用各类能源是目前微电网需要解决的主要问题。针对此问题,采用冷热电联产(CCHP)与储能系统相结合的运行方式,利用优化算法分层控制微型燃气轮机出力和储能系统的充放电功率,综合协调光伏、风电、微型燃气轮机输出和用户负荷需求,解决能源出力和负荷需求分布不对等问题,实现RES高效使用。其中,针对储能系统充放电控制,提出一种基于预测数据实时修正的能量管理方法,可以减小预测误差对储能系统充放电控制的干扰,提高能量管控的灵活性。实测数据试验结果显示,与固定阈值法和自适应算法相比,所提算法在充分利用各类能源基础上有效起到了削减负荷峰值的作用,减小冲击负荷对电网的影响,实现了能源的经济、优化利用。     

在单相高频整流器中抑制直流纹波电流的控制方法研究

在直流侧无电解电容的情况下,单相整流系统二倍交流频率脉动的输入瞬时功率会在输出直流端产生二倍频的纹波电流,危害直流侧的设备。在单相高频整流器中分裂交流滤波元件构成单相差分输入高频整流电路,本文针对此电路拓扑,通过对比控制电压、控制电流2种模式下的波形控制方法,分析2种模式下控制方法的优缺点,提出了一种最优的控制电压模式波形控制方法,该方法不仅能实现单位功率因数、抑制直流电流纹波,而且具有有效降低变换器内部的循环流动能量、不引入其他谐波等优点。本文对波形控制方法进行了详细的理论分析,并通过仿真验证了所提出控制策略的有效性。该方法可以推广至无电解电容电力变换相关的应用。