高低压电网保护接地网互联影响的分析

根据保护接地网互联特点，通过建立等效电路模型，提出了保护接地网电流和电压分布的数值计算模型，给出了仿真计算结果。结果表明，高压侧发生接地故障时将引起低压侧接地极对地电压的升高，从而影响低压电网的安全性能。     

消弧线圈在矿区电网中的应用

在中性点非直接接地电网中,当发生单相接地故障时,将产生相当大的电容电流,在接地点形成周期性的电弧而引起过电压,对电网非故障线路的绝缘造成破坏,严重影响电网的安全运行。因此,应装置消弧线圈来消除接地时的电容电流,以保证电网的安全正常运行。     

基于重复调节器的提升机能量回馈系统控制策略研究

传统的提升机控制系统不能充分利用提升机下放重物时的势能,造成大量的能源浪费。在提升机下放重物时通过BUCK型降压变换器将发出的电储存至蓄电池可节约大量的能源。传统的BUCK型变换器多采用PI调节器,对输入侧二倍频波动的抑制能力有限。为此,提出了将重复调节器引入至BUCK型变换器的控制系统,显著提高了系统对二倍频波动的抑制能力,改善稳态时的输出电压质量。最后,在PLECS下搭建了BUCK型变换器仿真模型,仿真结果验证了控制策略的有效性。     

基于Elman神经网络的煤矿井下电网故障选线研究

为了解决煤矿井下电网发生单相接地故障时的选线问题,将Elman神经网络引入故障选线领域,根据故障与非故障线路零序电流中谐波电流含量不同的特征,选出故障线路。采用零序电流中的三次、五次、七次谐波电流含量构成特征相量作为Elman神经网络的输入向量对网络进行训练,并用训练好的网络选取故障线路。为了验证该方法的正确性和有效性,在simulink平台上搭建煤矿井下电网仿真系统。     

基于信号距离的煤矿电网故障区段定位

针对煤矿电网受消弧线圈的补偿,在发生单相接地故障时,存在故障信息微弱,难以辨别的问题,提出了一种基于瞬时正序电流特征的煤矿电网故障区段定位方法.利用故障点异侧的暂态正序实部电流信号距离值较大,故障点同侧的信号距离值较小的特点,依次对分支节点处的信号距离值进行比较,节点处距离值最小的对应故障分支,从而确定故障路径,故障路...     

输出本质安全型Boost变换器的改进电路研究

本文提出一种基于输出本质安全要求的改进型Boost变换器。当其输出出现短路故障时,通过控制隔离开关的关断和主开关的导通,可彻底切断输入电源并旁路电感能量,阻止电源和电感能量传输到输出端。实验结果证明了分析的正确性和改进方案的可行性。     

三相电压型逆变器模型预测电流控制

针对目前电力电子系统中常用的滞环控制方法开关频率不固定的现象,提出了一种新的模型预测控制算法(S-MPC)。该算法采用离散时间模型,预测电力电子变换器中控制对象未来的数值,根据不同的控制对象特性以及约束条件,选择不同的优化函数来决定变换器的开关状态。以三相电压型逆变器输出电流为控制对象,建立预测控制模型、控制性能优化函数,并在MATLAB/SIMULINK上分别对S-MPC和滞环控制进行对比仿真研究。仿真结果表明,新型S-MPC算法能够准确地跟踪参考电流,解决了常用方法中存在的电流耦合情况,实现了电流解耦控制,达到了较好的控制效果,具有一定的应用价值。     

电动矿用运输车恒功率充放电策略的实现

为了实现电动矿用运输车的恒功率充放电过程,简要介绍了电动矿用运输车充放电系统的基本结构,借助PSCAD软件实现双向DC/DC变换器和三相电压型PWM变换器的控制方案,采用恒功率充放电策略进行仿真试验,从而完成了电网与电动矿用运输车之间能量的双向流动过程,结果显示可实现以单位功率因数运行,网侧谐波含量很低,大幅度提高了电能质量。     

三相光伏逆变器多机并联谐振抑制控制策略

大型光伏电站必须采用三相并网方式以保障电网三相平衡,而采用传统PI加电压前馈控制方式,当接在并网变压器同一绕组达到一定数量后,逆变器并网电流会发生震荡,严重时甚至会因为超过安规THD而发生逆变器脱网,严重影响光伏电站的运行.通过研究逆变器多机并联系统电网侧输出电流的谐振特性,提出以虚拟电阻串电容替代实际硬件电路的控制策略,不仅有效抑制多机并联谐振问题且保证了逆变器的高效.最后,通过仿真与实验研究了最优虚拟阻值的选取,且验证了该控制策略的实际应用性.     

基于罗氏线圈二次信的煤矿高压电网接地故障区段定位

煤矿高压电网的单相接地保护仍需依靠动作时间的级差配合以实现纵向的选择性,这对井下供电安全是潜在的威胁。为此,分析并阐明了煤矿高压电网单相接地故障时各线路区段零序电流的基波有功分量、高次谐波无功分量的分布特点;同时提出将罗氏线圈引入到零序电流信号的检测中,对其二次侧电压信号的幅值与相角特性的分析表明利用罗氏线圈测量零序电流可有效提升谐波分量在被测电流中的含量比例。在此基础上构造了基于罗氏线圈二次侧信号的综合零序电流判据,并给出了煤矿高压电网单相接地故障区段定位算法。该算法不仅可实现无级差的单相接地故障区段定位,而且可有效提高单相接地保护的灵敏度。建立了基于PSCAD/EMTDC的10 kV煤矿高压电网模型,通过典型故障仿真验证了算法的正确性。     

直流发电机的控制策略

提出了虚拟直流发电机控制策略,即模拟直流发电机特性的变换器控制方案。通过虚拟直流发电机控制变换器可维持负荷侧电压处于额定值状态,且于母线电压受到扰动下降时,尽可能减少母线功率取用,恢复母线电压,并在电压变化时缓解震荡,避免剧烈冲击,从而保障直流电网稳定性与可靠性。通过控制策略仿真分析表明,虚拟直流发电机控制策略超调性与可行性十分突出,值得大力推广应用。     

高压换流站交流侧滤波装置设计研究

为了加强高压换流站交流侧滤波器的谐波抑制以及无功补偿效果,针对高压换流站交流侧滤波装置设计展开研究。针对无源滤波器的结构及原理进行分析,构建了滤波器阻抗稳态计算的目标函数,进而对其参数进行选择。针对直流输电检修状态时谐波特性,设计无源滤波器的配置方案和参数设定,并搭建仿真模型。其仿真结果得到:在交流侧装设品质因数为50的无源滤波器,对母线第3、5、7、9次谐波有显著的抑制效果,谐波总畸变率从加装前的1.80%减小至0.14%。当系统直流双极在全压情况下运行时,加装滤波器后能够有效抑制系统的谐波电压含有率,并能够降低其电压波形崎岖程度,进而变得光滑。研究结果表明,设计的无源滤波器对换流站交流侧产生的谐波能够起到很好的抑制作用。     

基于VSC-MTDC的城市电网增容研究

国民经济迅速增长、城市建设不断推进的进程中,城市用电设施以及工业产量急剧增加,使得用电负荷在城市中迅猛增长,造成城市中已有的支撑电源不足的问题。采用多端柔性直流输电系统（Voltage Source Converter based Multi-Terminal Direct Current,VSC-MTDC）对城市电网进行增容,这一输电系统相较于传统的交流输电来说,效率较高。通过对应用于城市电网增容中的这一多端柔性直流输电系统的换流站故障退出运行、静态稳定分析以及动态稳定分析研究,得出其既可以作为城市重要负荷的安保电源,又能够独立控制有功功率、无功功率,而且能较好地隔离受端电网故障,其正常运行状态相当于一个无惯性发电机,能够及时抑制电压波动,对提高电网的电能质量具有重要意义。通过PSCAD/EMTDC仿真验证表明多端柔性直流输电应用于城市电网增容的正确性和可行性。     

级联静止同步补偿器(STATCOM)系统原理及故障分析研究

随着煤矿自动化水平的提高,STATCOM装置在井下电网无功补偿和谐波治理等方面得到了广泛地应用,尤其煤矿井下综采工作面和辅助运输系统的设备电源电压多数为1 140 V电压等级的设备,1 140 V电压等级的设备大多是感性负载和非线性负载,这些设备与井下电网之间存在着大量无功功率与谐波电流,日常使用过程中,该装置中的IGBT作为核心元件,经常会发生各种故障,影响生产,还会导致井下电网的功率因素降低、设备和线路的损耗增大、保护装置易误动作,甚至会导致线路的末端设备不易启动、故障性瘫痪等严重的机械事故,影响井下正常生产。因此,以井下1 140 V级联H桥STATCOM系统作为研究对象,根据其原理和参数的设计方法,分析STATCOM中可供采集的信号,分析负载变化和IGBT故障对系统中其他信号的影响。为矿上处理井下存在的大量无功功率与谐波电流提供理论基础,重点对STATCOM装置的稳定运行起到了很关键的作用。     

矿用大功率装备全数字变频调速节能设备研发

传统有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)存在开关频率不固定,采样频率过高等缺点,造成PWM整流器功率脉动较大;而交直交变频器前端采用三相脉宽调制整流器,可有效提高金属矿山球磨机等大功率设备的电能利用效率。三相电压型PWM整流器采用固定开关频率模型预测电流控制(MPCC-CSF),通过评价函数优化算法得到期望电压矢量来代替FCS-MPC中8个离散的电压矢量,增加了系统控制集的覆盖范围。首先,构建包含电流偏差的评价函数;然后,将数学上的二分法思想引入到评价函数中,迭代寻优得到期望电压矢量的幅值和相位,为了提高寻优效率,利用电网电压矢量构建虚拟扇区,缩小寻优范围;最后,结合脉宽调制(SVPWM)技术输出最优开关状态。对所提MPCC-CSF策略与传统的FCS-MPC方法进行的可行性和优越性的仿真和试验对比分析表明,MPCCCSF方法较传统FCS-MPC方法具有控制精度高等优点。     

反激同步整流模块的研究

随着电力电子技术的发展,数字处理电路的工作电压不断降低,保持电路的高效受到了很大的技术挑战。这是由于在低压电源中,二极管的正向压降引起的损耗占了电路总损耗的50%以上。由于MOSFET同步整流管SR的低导通电阻,在大量的电路中都用来代替效率低的肖特基二极管,特别是在低压电源中。在反激变换器的基础上,将同步整流方案应用到反激变换器的副边,大大简化了传统电流源高频链逆变器的控制方案,从而有效地降低了整流管导通损耗,将整机效率大幅提高。该反激变换器模块的研究适合中小功率开关电源的推广应用,具有较好的应用价值。     

基于DSP的无功补偿装置研究

某煤矿10 kV变电所实行技术改造,利用三组交流互感器实时采集三相供电线路的电流值和电压值,送入DSP中进行数据处理,并将发出指令通过驱动电路使串入电容器组的高压真空接触器动作,从而补偿电网中的无功功率,提高输电效率。经仿真结果,系统补偿后,功率因数有明显改善。     

新型煤矿电网D-STATCOM电流检测方法

针对煤矿电网无功补偿技术方面的难点,即传统的p-q电流检测法应用于三相不平衡电网以及电网电压畸变时存在的误差,提出一种新型的电流检测方法。该检测法通过在电网后面接入一个正序电压检波器检测输出三相对称正序电压来代替实际电网中的三相电压。此种方法能够精确地确定正序电压V′的相角和频率从而能够实现基波正序电流无功分量的精确检测,达到STATCOM对负载端电流谐波和无功并补的功能。     

基于抗扰动能力和结构重要性评估的新能源电网脆弱性研究

基于改进的加权节点数来计算节点及线路的差异性,以此作为节点结构重要性评估指标;针对新能源接入后的随机扰动性,引入节点电压及故障影响度来作为节点抗扰动能力评估指标.由此,融合抗扰动能力和结构双向指标,完成新能源电网脆弱性的综合评估.通过仿真实验,验证了上述方法可精准辨识电网中的脆弱点,且可基于脆弱性的综合排序完成针对性防...     

UPQC在改善煤矿电网电能质量中的应用

随着矿井提升系统、井下绞车、通风系统以及运输系统采用变频器驱动后,煤矿电网出现大量的高次谐波,造成电力系统电压、电流波形畸变,电能质量下降,对电力系统的安全、经济运行产生重大危害。为改善煤矿电力系统的电能质量来保证煤炭生产的正常进行,采用统一电能质量控制器(UPQC)来补偿电网侧的电压、电流畸变。最后利用MATLAB仿真验证了UPQC的补偿效果。