一种新型三相电压型PWM整流器混合控制方法

为了提高三相电压型PWM整流器直流电压响应特性,提出了基于EL模型的无源控制与非线性PI控制相结合的混合控制方法。根据电压型PWM整流器主电路的拓扑结构,建立了其在两相同步旋转dq坐标系下的EL模型。利用基于EL模型和注入阻尼方法设计的无源控制器控制交流电流,利用非线性PI控制器控制直流电压,使整流器直流电压具有优秀的动、静态特性和对负载的鲁棒性;同时,也实现了交流电流正弦化及单位功率因数。仿真和实物实验结果均表明,提出的三相电压型PWM整流器混合控制方法是可行的。     

Z源逆变器的多变量线性状态反馈控制

针对Z源逆变器具有的非线性特征,以及提高直流侧电压控制对负载变化的响应速度,提出适用于Z源逆变器独立发电系统的多变量线性状态反馈控制方案.首先,利用功率平衡在dq坐标系下建立了Z源逆变器的6阶系统模型,分析表明该系统属于3输入3输出的非线性系统;继而,利用求李导数的方法进行坐标变换,获得新坐标系下的系统可观可控的线性状态方程:在Z源电容电压的控制方程中引入了电感电流的附加控制以保证系统坐标变换时产生的一阶内部动态的稳定性:电压控制采用PI控制器确保了目标电压的无误差输出;最后.通过Simulink建立了仿真模型.验证了在负载性质变化时和输入电压变化时控制系统的有效性.     

基于无源化方法的三相四线制APF控制器策略

电流跟踪控制是并联型有源电力滤波器(APF)的控制器设计的关键问题之一,利用APF的无源特性来实现电流跟踪控制可以取得较常规的线性和非线性控制器更好的控制效果.首先建立了三相四线制下四桥臂APF的状态空间模型;在此基础上利用无源控制方法构造电流跟踪动态控制器,然后基于APF的工作机理分析给出了实现渐近跟踪和内部稳定的充分条件;最后利用PSCAD软件包对所提出的控制算法进行了仿真测试,证明了新算法的有效性.     

基于负荷实际暂态特性的配电网负荷模型的研究

针对现场实际负荷成分的时变性、随机性、复杂性、多样性和非线性的特点,在考虑实际负荷暂态特性的基础上,提出一种基于神经网络的配电网受控电流源负荷模型的方法。该方法根据负荷群在稳态运行条件下的电压和电流暂态特性,通过神经网络学习负荷群的电压电流特性,用受控电流源代替实际的负荷群,受控电流源的电流大小受神经网络控制,并利用Matlab/Simlink对所提出的负荷模型建立方法进行仿真验证。仿真结果表明所建立的负荷模型在单相短路、两相短路和三相短路条件下均具有良好的稳定性和准确性。     

线路不对称接地故障电流控制的新方法

分析不对称接地状态下调节串联电压和串联电感控制线路电流等于正常电流的可能性,并提出一种新型的故障电流控制器,它由并联变压器、串联变压器、可调电感和有载调节开关构成,该控制器等效于电压源与电感的串联,提出基于该控制器的故障电流的控制策略和控制方法,通过协调控制可调电感及与并联变压器原边绕组相连的开关位置,等效地控制了等效电压源的电压和串联电感,从而控制了故障线路电流,使其等于正常运行电流,并且不会引起系统过电压.实验和仿真证明了所提出的控制装置、控制策略和控制方法的正确性.     

谐波源的识别及其与非谐波源的分离方法

通过对线性和非线性负荷的电压-电流特性的比较研究,指出了线性负荷和非线性负荷的本质区别在于:线性负荷的谐波电流仅是本次谐波电压的线性函数,而非线性负荷的谐波电流则是各次谐波电压的复杂函数; 应用谐波源的简化模型,在供电电压基波相角为零时,谐波电流的实部和虚部可分别表示为各次谐波电压实部和虚部的线性多项式,且其中由本次谐波电压引起的谐波电流只占很小 的比例。从该原理出发,提出了一种新的谐波源识别方法,它不仅能识别综合负荷中是否含有谐波源,而且能够精确地分出线性与非线性负荷各自吸收的谐波电流。文中还给出了应用最小二乘方法进行识别的具体步骤,并以一个综合负荷的计算与分析结果验证了所提谐波源识别方法的有效性。     

磁集成电压调整模块中磁路耦合的反馈精确线性化解耦控制

试图利用微分几何理论实现磁集成电压调整模块非线性解耦控制.首先分析集成磁心磁路的耦合关系和等效磁路,由此建立了磁集成电压调整模块两输入两输出仿射非线性模型,并基于微分几何理论推导出对应的非线性坐标变换矩阵和非线性反馈规律表达式,得到变换器的状态反馈精确线性化模型.实验表明,磁集成电压调整模块非线性控制策略克服了磁集成中磁路耦合的影响,比现有非解耦PI控制有更好的动态品质和稳态特性,同时容易实现各相电流均流控制和磁路集成的控制解耦.     

用Matlab/Simulink仿真等离子体激励器电特性

为了分析产生低温等离子体的单面介质阻挡辉光放电的放电特性及其各参数对它的影响,给低温等离子体在航空流动控制领域的应用提供理论保证,基于辉光放电的唯象学理论,将等离子体放电建模成一个电压控制的非线性电流源,利用Matlab的电力系统模块库PSB建立了此系统的仿真模型;利用Matlab/Simulink仿真了该系统的等离体放电电流的暂态过程;仿真分析了控制电压对电路模型中某一个电压控制的非线性电流源产生的等离子体放电电流的影响。结果表明,仿真波形和实验波形基本一致。该模型和仿真方法有效,便于直观地分析系统性能,可实时显示各参数的变化。     

基于谐波正负序分离非线性变阻尼无源控制的模块化多电平混合配电变压器

针对含有特殊非线性敏感负荷的中高压配电网,提出了一种含有电流谐波消除功能的模块化多电平混合配电变压器。为了使其在电力谐波环境中拥有更好的电能质量治理效果,在传统电能质量治理装备电流环无源控制的基础上,提出了基于谐波正负序分离的非线性变阻尼无源控制。首先,结合延时消去方法提出谐波正负序分离算法,使谐波正负序分量分离;其次,设计基于端口受控耗散哈密顿模型的电流环正负序分离无源控制器,通过设计非线性阻尼优化定阻尼无源控制的暂态过渡过程。实验结果表明,所提控制方法在模块化多电平混合配电变压器中,馈网电流稳态总谐波畸变率降低,负荷电压接近额定有效值,电流补偿和电压补偿的暂态过渡更平滑。     

一种基于线性化模型的并网逆变型分布式电源故障特性分析方法

受逆变型分布式电源功率波动和控制特性的非线性影响,现有的逆变型分布式电源故障特性分析方法存在一定的局限性。在研究现有并网逆变型分布式电源控制策略的基础上,提出了一种适用于多种控制策略的逆变型分布式电源线性压控电流源模型,避免了功率波动对故障分析的影响,同时实现了控制量电压和受控量电流之间的线性化。在此基础上,利用传统故障分析所用的对称分量法和迭代法分析逆变型分布式电源系统的故障特性,并在实际系统中进行了实验验证。     

采用补偿技术的电子式电流互感器高压侧电源

一种基于补偿法的电流互感器式电源被用来为电子式电流互感器高压侧供能。因采用反相的补偿电压和非线性反馈技术,当一次电流很大时仍能保持稳定的输出电压。测试结果表明,当一次电流变化范围为10A到3500A时,电源样机能输出稳定的。5V直流电压,最大输出功率200mW,足以满足电子式电流互感器高压侧电路对电源的要求。     

影响中压电子式互感器准确度问题的研究

中压电子式电压互感器和电流互感器在试验和运行中暴露出了一系列的问题,笔者主要针对电子式电流互感器的饱和特性以及电子式电压互感器的温度特性进行讨论。非线性励磁特性的电流互感器通常都是由闭合铁心制成的,在大多数情况下,由于在过渡状态中铁心饱和,而使这种电流互感器变换一次电流的周期性分量产生的误差大大超过容许值。同时分析铁心带气隙的电流互感器,总结了铁心有非磁性气隙的特点。介绍了基于电阻分压原理的电子式电压互感器的原理及结构,分析了影响其温度特性的因素,提出采用热敏电阻的温度补偿办法提高中压电子式电压互感器温度稳定性。     

变压器有载合闸的非线性数学模型及仿真

已提出的变压器有载合闸模型,都是将时变的励磁电感进行线性化或分段线性化处理,这种处理方式不能光滑地反映铁芯的非线性特征,造成仿真误差。建立了一个比较合理且精确的变压器有载合闸的非线性数学模型,铁芯的励磁特性采用了多值磁滞特性。根据该模型建立各支路电流的状态方程,并通过数字实时仿真证明了目前各种采用涌流特征进行闭锁的变压器差动保护经历带负载合闸时,尤其是在外部故障切除后电压恢复过程中受超饱和现象的影响,存在误动的可能性,指出应规定不推荐进行变压器有载合闸。进一步验证了变压器差动保护原理的局限性。     

基于基波磁通补偿的串联混合型APF滤波特性分析

在基于基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器(APF)中,由脉宽调制逆变器实现了一个受控基波电流源.串联变压器一次侧的系统电源与系统阻抗、无源滤波器和非线性负载共同作用,使串联变压器二次侧端口呈现一个谐波干扰电压,导致逆变器输出电流中含有一定谐波,影响了滤波器的滤波效果.文中以脉宽调制逆变器为核心,建立了滤波器的数学模型,并对其滤波特性进行了分析.提出了改善其滤波效果的3项有效措施,即适当增大逆变器输出滤波电感、合理选择串联变压器原副方变比、采用电压前馈控制技术.设计了一套基于数字控制的10 kVA APF样机,实验结果证明了原理分析的正确性.     

基于Lagrange插值法的变压器励磁涌流评估与应用

二次谐波含量是作为判断变压器励磁涌流的主要特征之一。对于一台变压器,影响励磁涌流二次谐波含量因素中合闸角度、铁心磁通饱和点、变压器容量、变压器结构、变压器电压等级是确定的,唯一不确定的是剩磁的大小。将根据MATLAB建立的模型仿真出来的离散数据,通过Lagrange插值法得到高次非线性插值函数,并画出函数的图形,评估剩磁影响下变压器励磁涌流二次谐波含量的边界范围。基于一起事件案例,证实该方法的实用性和有效性。     

应用于断路器中的光供电式空心电流互感器

介绍了一种应用于断路器中的光供电式空心电流互感器的原理、结构及性能。提出采用光纤在高、低压侧间传送测量信号及其高压侧所需要的能量,绝缘结构相对简单,将空心电流互感器组合在断路器中可减小设备占地面积和体积。所研制的电流互感器采用基于印刷电路板的空心线圈的结构,线圈二次绕组无需手工绕制和电阻调整;并对额定电流20 A,300 A及3 000 A的样机分别进行了测试,结果表明该系列电流互感器计量准确度均达到0.2S级,保护准确度为5P20。     

基于CT的交流电源及其控制策略研究

针对目前高压线路在线监测装置供电难的问题,文中基于电流互感器的电流-电压变换原理建立了一种可为变负载供电的交流电源模型。采用一个三绕组电流互感器,通过电力电子设备来控制第三辅助绕组的状态。当辅助绕组短路时,铁芯饱和使得负载绕组输出电压为零;当辅助绕组开路时,负载绕组输出电压恢复,从而对负载绕组输出电压起到幅值调制的作用。设计了稳压反馈控制电路与基于多项式最小二乘曲线拟合函数法的稳压控制器算法,解决了在一次侧电流和所带负荷发生变化时,输出电压不稳定的问题,使负载及电流在一定范围内变化时输出电压能保持稳定。通过MATLAB/Simulink仿真平台验证了在可变负载情况下,所提出的基于CT交流电源有着良好的稳态和暂态输出特性,并对一次侧线路产生的影响可忽略不计。     

互感器二次压降及二次负荷模拟测试系统研究

互感器二次压降及二次负荷直接关系到电能计量的误差,是电力系统必须定期检定的项目。本文研制了一套用于电力技术人员培训用的模拟测试系统,采用三相电压电流源来模拟互感器的二次侧输出,用电阻、电抗序列模拟互感器的二次负荷及压降,接线方式包括三相三线制和三相四线制两种。以数字信号处理器(TMS320F206)为核心控制器,来控制各个模拟设备的参数,并通过A/D转换和运算放大等电路来采集电压、电流、功率因数等参数,整个系统由上位机软件进行控制,采用RS485串口通讯协议。实践表明该系统具有较好的稳定性和可靠性,模拟测试的各项指标符合现场测试的技术要求。     

基于极性变化直流电压源的铁磁元件铁心剩磁通测量方法

剩磁通可能给变压器带来较大的励磁涌流,影响测量互感器的测量精度。然而目前对于变压器的铁心剩磁通测量还没有规范的方法。为了便捷地测量铁心剩磁通,提出一种采用极性变化的直流电压源来测量铁磁元件铁心剩磁通和剩磁系数的方法。该方法采用半桥电路获得极性变化的直流电压,并施加在绕组两端,使铁心分别达到正、负饱和点。绘制整个过程中的磁通与电流关系曲线,即可得到铁心的部分饱和磁滞回线,根据获得的饱和磁滞回线来计算铁心剩磁通和剩磁系数。并且在电流互感器上开展实验,测得在正、负饱和剩磁点和退磁后的磁通零点的剩磁通平均值分别为4.001m Wb、-3.844m Wb和0.048m Wb。结果表明,该方法具有较高的准确性和稳定性,而且需要的退磁电源功率小,方便携带。     

基于电子电力变压器的无功优化研究

EPT应用于配电系统原、副方无功功率可独立灵活调节,电力系统无功优化问题可以转化为局部网络无功优化问题,大大降低了求解规模和难度,从而容易实时实现全网无功优化控制。通过改进的遗传算法验证了配电系统采用EPT后,对无功潮流有更灵活的调节能力,在实现无功潮流优化调度时,具有比OLTC更好的效果。