基于特征谐波电流的高压直流输电控制策略

为了降低特征谐波电流对高压直流输电产生的危害,提出基于特征谐波电流的高压直流输电控制策略。根据高压直流输电网络的组成元素以及空间分布方式,构建高压直流输电网络模型。在该模型下,利用智能电流表获取实时电流数据,提取高压直流输电电流特征。通过特征匹配识别初始数据中的特征谐波电流,计算特征谐波电流量,求解直流输电电流控制量。将控制量求解结果代入到装设的输电控制器中,从谐波电流抑制、电流裕度补偿和电流限幅等方面完成高压直流输电控制。通过测试实验得出结论：在优化设计高压直流输电控制策略的作用下,特征谐波电流畸变率为0.466%,输电电流的空间不稳定系数为0.23,均满足预设要求。     

多端高压直流输电系统自适应无源控制

本文提出了一种基于扰动观测器的自适应无源控制(perturbation observer-based adaptive passive control,POAPC),并将其用于增加电压源型多端高压直流输电系统(voltage source converter-based multi-terminal high voltage direct current,VSC–MTDC)的阻尼.首先定义一个扰动项,其包含多端口间的相互作用、未建模动态和未知时变外界干扰的综合效应.之后扩展一个虚拟状态来表征该扰动项,进而设计一个扰动观测器对其进行快速在线估计.该方法通过无源化向每个端口注入附加阻尼以改善系统暂态响应,并且不需要精确的系统模型或全局状态测量.基于四端VSC–MTDC系统的4种算例表明:与传统PI控制、无源控制以及基于扰动观察器的滑动模态控制相比,POAPC由于不需要精确系统模型及全局状态测量而具有更高的应用灵活性;在各种运行条件下通过有效减少有功功率P_1和无功功率Q_1控制误差和超调量来获得更优的控制性能;在系统参数不确定场景下将有功功率P_2的峰值变化从11%减少至接近0,鲁棒性更强.     

一种MMC型VSC-HVDC系统预充电的控制策略

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)是一种新型的电压源换流器拓扑,很适合于柔性直流输电(Voltage Source Converter Topology Applied in Voltage Source Converter-high Voltage Direct Current,VSC-HVDC)场合。在系统正常运行之前,MMC中的电容需进行预充电操作,以建立额定的电容电压和直流母线电压。首先介绍了传统启动方式存在的缺陷,为弥补这些不足,结合MMC启动时的数学模型,在详细分析换流器电容预充电动态过程的基础上,采用载波移相(Carrier Phase Shifted Modulation,CPSM)策略提出了一种适用于MMC可控阶段的新型启动方法。设计了电容电压参考值给定方式、内环电流控制以及外环电压控制,该预充电策略在限制过电流和避免过电压的同时,兼顾启动的速度和效率,提高了柔性直流输电系统启动的快速性和可靠性。由在Matlab/Simulink中所构建模型的仿真结果可以看出,所提出的控制策略正确、有效。     

高压直流输电系统阀控制系统功能分析

换流阀在高压直流输电工程中至关重要,关系到整个电网的安全稳定运行,阀控制系统又称阀触发监测系统,是按照命令触发换流阀,实时监视换流阀状态,并对换流阀实施快速保护的自动化系统。阀控系统连接着换流阀和直流控制保护系统,起到了承上启下的关键作用。本文介绍了±660kV直流输电工程中阀控系统的构成,并从硬件和软件两方面入手,分析了系统构成和元件的功能,对于保证直流输电系统安全稳定运行具有重要意义。     

基于紧急功率支援的直流输电系统研究

VSC-HVDC通过利用全控期间的电压源型换流器,在一定程度上,克服了传统直流输电的不足之处,同时实现了有功功率和无功功率的独立控制。本文通过在仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建了基于电压源型换流器的三端直流输电系统,并设计采用了改进型PID控制算法与功率支援模块用以快速改变直流线路传输功率,通过动态电流限幅环节抑制交流侧故障过电流,针对逆变器交流侧的几种常见故障和直流线路故障时系统的运行状况进行了仿真分析,并对不同的故障设计了不同的运行方案,仿真结果表明该系统在多种故障情况下均能够有效的保持系统频率与电压的稳定。     

MMC电容电压排序优化算法研究

根据模块化多电平换流器的运行原理,研究了传统电容电压排序算法导致器件开关频率增大的根本原因;为降低器件的开关频率,提高系统运行效率,提出了一种电容电压排序优化算法。该算法对传统排序算法进行了优化改进,给定3个电压参考值,将已投入的子模块电容电压值与参考值进行比较,判断是否继续保持投入状态。在Matlab中搭建了每相60个子模块的MMC电容电压排序优化算法仿真模型,仿真结果表明,该算法能显著降低功率器件的开关频率,减小换流器的功率耗损。     

井下柔性直流输电系统换流站设计

针对煤矿井下供电负荷、供电距离、供电系统有功损耗均较大,且负载侧存在电压偏低和闪变等问题的现状,将基于模块化多电平换流站的柔性直流输电(MMC-HVDC)系统应用到井下供电系统,重点介绍了该系统中换流站(MMC)的拓扑结构、数学模型、参数及控制器设计等。井下MMC-HVDC系统包含整流站和逆变站2个MMC,整流站采用快速电流内环控制和定直流电压、定无功功率外环控制的双闭环控制结构,逆变站采用定交流电压控制;MMC均采用载波移相脉宽调制和基于能量均分控制、电压平衡控制的均压策略。在PSCAD/EMTDC软件中对井下MMC-HVDC系统进行仿真实验,结果表明:井下MMCHVDC系统在稳态运行时具有良好的动态响应,实现了有功和无功功率独立控制,提高了直流输电效率;系统受到因井下负荷变化引起的扰动时可以较快的速度调节有功和无功功率,快速稳定直流输电电压,同时将逆变站输出电压幅值和相位稳定在额定值。     

基于遗传算法的HVDC系统控制参数优化

高压直流输电技术以其大容量远距离输电、交流系统之间的异步互联、传输功率快速可控等优点在我国得到了广泛应用,高压直流系统的控制参数直接影响到直流输电系统的运行特性,因此对高压直流系统控制参数的优化显得尤为重要。本文以传统高压直流系统为研究对象,以MATLAB/SIMULINK为仿真平台,基于采用简单记忆法策略,即在每代寻优结束后,将最优个体保留在适应度最低的个体的位置方法对传统遗传算法进行改进,并采用改进后的遗传算法对高压直流控制参数进行优化。应用MATLAB将遗传算法和高压直流系统模型相结合进行仿真,通过多次迭代得到优化的控制器参数。同时,将优化后的控制器参数与原始参数的鲁棒性进行比较,证明了控制器参数优化的必要性以及遗传算法优化控制器参数的可行性和优越性。     

An Adaptive Wireless Power Sharing Control for Multiterminal HVDC

Power sharing among multiterminal high voltage direct current terminals (MT-HVDC) is mainly developed based on a priority or sequential manners, which uses to prevent the problem of overloading due to a predefined controller coefficient. Furthermore, fixed power sharing control also suffers from an inability to identify power availability at a rectification station. There is a need for a controller that ensures an efficient power sharing among the MT-HVDC terminals, prevents the possibility of overloading, and utilizes the available power sharing. A new adaptive wireless control for active power sharing among multiterminal (MT-HVDC) systems, including power availability and power management policy, is proposed in this paper. The proposed control strategy solves these issues and, this proposed controller strategy is a generic method that can be applied for unlimited number of converter stations. The rational of this proposed controller is to increase the system reliability by avoiding the necessity of fast communication links. The test system in this paper consists of four converter stations based on three phase-two AC voltage levels. The proposed control strategy for a multiterminal HVDC system is conducted in the power systems computer aided design/electromagnetic transient design and control (PSCAD/EMTDC) simulation environment. The simulation results significantly show the flexibility and usefulness of the proposed power sharing control provided by the new adaptive wireless method.     

基于分布式专家系统的超高压输电线路巡检机器人控制系统的研究

探讨了基于分布式专家系统的超高压输电线路巡检机器人控制系统,给出了一种利用CLIPS和C、VC++混合编程构成分布式专家系统作为机器人控制器的方法,并且提出了一种基于规则和证据的可信度(CF)的分布式专家系统的协调算法.经过试验论证,该控制方法能很好地实现超高压输电线路巡检机器人的作业功能.􀁱     

基于LabVIEW无线数据控制与传输系统的设计

将无线传输技术与虚拟仪器技术相结合,设计了一种数据控制与传输系统.该系统具有控制指令发送、数据发送和数据接收3种工作方式,控制指令和传输数据两种信息类型.通过系统结构设计、电路设计、通信协议设计、软件设计、LabVIEW系统界面和USB驱动程序设计等,该系统可以向微处理器发送控制指令信息,设置上位机和下位机工作模式和工作参数,实现传输数据信息发送和接收的半双工通信功能.整体设计表明,为无线数据的控制与传输提供一种设计方法.     

基于区块链技术的工控数据安全传输系统设计

目前工控数据存在安全传输系统加密速率较低,导致加密过程稳定性较差;为了解决上述问题,基于区块链技术设计了一种新的工控数据安全传输系统;系统硬件采用嵌入式的麒麟990处理器,处理器由单片机、内存器以及扩展电路组成,采用双频JJSH-9传输器代替传统的传输器;传输器两端设置双频的GPS接收天线,完成工控数据的发送和接收工作,配置PLC多路导轨式控制器;利用非对称加密算法,对需要传输的工控数据进行加密,保证数据的安全性;非对称加密算法由数据加密和解密两部分组成,算法通过密钥空间序列自动生成密钥对,可以生成解密密钥,完成解密;实验结果表明,基于区块链技术的系统传输速率在15～20 kbps范围内,传输速率波动平稳;传输效率在95%～99%之间,能够保证加密速率和数据传输的稳定性。     

基于MMC的RPC环流抑制策略

RPC能够对电气化铁路中产生的负序和无功进行就地综合补偿,适用于对高速铁路突出的负序和谐波问题进行综合治理,但RPC受到器件性能的限制难以增大其容量从而影响RPC未来的发展。针对这一问题,有学者提出基于单相MMC的RPC综合补偿装置（MRPC）,MRPC提高了应用的电压等级,有利于适应高压大功率场合。但MRPC中的环流增大了系统损耗,影响了系统稳定,严重时可能导致系统崩溃。针对这一问题,本文详细推导了MRPC的数学模型;分析了环流形成的机理;最后提出了一种环流抑制策略。仿真结果表明,所提出的控制策略可以抑制MRPC中的环流改善其的控制性能,有利于MRPC的实际应用。     

基于iFIX的胶带传输集控系统设计

针对贵州某煤矿在胶带传输的各个环节仍采用人工监测方式、难以实现胶带传输集中管理的问题,提出了一种基于iFIX的胶带传输集控系统的设计方案。该方案中,地面调度中心的监控主机和井下PLC设备均安装iFIX组态软件作为SCADA系统节点,同时连入地面调度中心的工业电视;监控主机和井下PLC设备共同接入由矿井通信中心建立的工业以太网,完成对现场胶带传输数据的交换和实时管理功能。实际应用表明,该系统实现了井下胶带传输数据的共享与信息联通,提高了井下生产的安全性。     

基于 滤波器的故障诊断滤波器在HVDC系统中的应用

主要研究和探讨基于 滤波器的故障诊断理论及其在超高压直流输电系统（HVDC）中的应用。首先介绍了 滤波器及其HVDC系统模型，并将其应用到HVDC系统中，分析了残差信号及其范数，对传输过程中一些常见故障进行诊断，通过仿真证明本文所设计的故障观测器不但对于故障信号比较敏感，且对于干扰有较强的抑制能力，保持了一定的鲁棒性，提高了故障检测效果。     

基于Petri网的自助行李托运传输控制策略

针对自助行李托运过程中伴随行李规格检测、行李身份验证、旅客交互操作而进行的行李传输控制中的多方面不确定性问题,提出了一种满足自助式操作基于Petri网和区域转换方法的传输控制策略。将托运过程中行李可达范围分为投放区、检测区、缓冲区以及分拣区四个区域,依据系统功能要求建立区域转换规则和区域Petri网模型,由系统关联矩阵和状态方程推算行李的到达区域,并根据区域转换规则实现行李传输控制。自助托运实验验证了所提出方法在不确定环境下的高效性和可靠性。     

基于无线数传技术的远程水井监控系统

无线数据传输技术作为无线通信方式的一种近年来得到了广泛的关注及应用.介绍了应用无线数传技术实现数据传输构建的远程水井监控系统,该系统采用分布式结构,无线数传基于GD230B模块进行.对系统的组成、无线数传技术的应用、通信协议及监控系统的软件设计思路进行了详细分析.该系统已得到成功的应用,有效提高了监控与管理的效率.