SMES变流器监控系统及其可视化设计

针对用于超导磁储能SMES(Superconducting Magnets Energy Storage)的变流器监控需要,设计了具有人机交互功能的可视化监控系统。该系统基于微控制器(MCU)+数字信号处理(DSP)双处理器的形式,使用C8051F020单片机作为监控系统主处理器,实现SMES变流器监控系统液晶终端的监控参数显示和人机交互界面;采用TMS320F2812芯片作为DSP控制处理器,用于实时数据采集、数据处理和变流器功率模块开关管控制。对SMES变流器监控系统的工作原理、硬件接口电路、软件程序设计进行了研究。采用该监控系统,通过传感器、DSP、单片机实时采集和处理各监控量的运行参数判断变流器的运行状态,可将各监控量在液晶终端上实时显示,同时DSP接收液晶终端的控制命令,从而控制变流器的运行状态。实验测试结果表明设计的SMES变流器监控系统可以实现对变流器系统运行状态的实时可靠监控。     

基于CAN总线的大功率逆变电源监控系统设计

为了提高大功率三相逆变电源系统运行的安全性、可靠性、可控性和自动化程度,设计其监控系统是必要的。本文详细介绍了基于CAN总线的大功率三相逆变电源监控系统的工作原理,硬件设计包括上位机与CAN卡设计及下位机微处理器模块设计,软件设计包括CAN通信协议、软件设计流程及其设计的关键问题。在200kW三相逆变电源的台架上做了实验,该监控系统可实现对大功率三相逆变电源的运行参数和状态的远程监测和实时控制。实验证明该监控系统成本低,实时性和可靠性高。     

基于实时数据同步交换技术的统一潮流控制器监控系统

研制了一种基于实时数据同步交换技术的统一潮流控制器(UPFC)监控系统,阐述了UPFC的基本工作原理,介绍了其结构、功能和通信特点。该监控系统利用双口RAM 作为共享的数据缓冲区,实现实时数据的同步交换。系统以同步并行方式工作,确保了监控的实时性。系统采用模块化设计,有很好的兼容性和扩展性。为提高可靠性,该系统还具有自检功能。     

基于RS-485总线的断路器操作箱温度压力监控系统的设计

介绍了一种应用于断路器操作箱的温度压力监控系统,该系统是基于RS-485总线设计的。温度压力监控装置挂接在RS-485总线上,形成网络,PC机与其进行数据通信。系统实现了分布式温度压力的数据采集、显示、控制、管理等功能。监控软件采用VisualBasic6.0设计。该系统已经投入运行,实践表明该系统运行可靠,具有较好的实时性。     

固体氧化物燃料电池建模及并网控制

建立6 kW固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的机理模型,在此基础上设计包括Boost变换器、逆变器和滤波器的SOFC发电系统。为Boost变换器设计了比例积分(proportional plus integral,PI)控制器,以保证升压变换后直流电压稳定在365 V;对逆变器采用PQ闭环控制策略,直流电经空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)后成为220 V、50 Hz的交流电;通过所设计的LC滤波电路消除谐波干扰。以Simulink为仿真工具,分别对由96个单SOFC组成的电池组、Boost变换器、逆变器的工作性能进行测试,进一步研究了SOFC发电系统接入220 V低压配电网运行的性能。仿真结果表明:所构建的SOFC发电系统能正确反映SOFC的电化学特性,系统运行稳定,动态特性好。     

基于Qt的车载设备上位机监控系统的设计

车载设备是车载系统的重要组成部分,它的可靠性与安全性关乎整个车载系统的运行效率。因此设计一个上位机监控系统非常有必要。将面向对象技术与传统的软件技术相结合,在Linux平台上使用了Qt、tcp/ip、串口等计算机技术,结合模块化的设计思想,完成了车载设备上位机监控系统的设计。该系统主要包括界面模块、通信模块和数据库模块,具有实时监控车载设备状态、快速处理设备信息、与下位机网络/串口自适应通信、跨平台运行等功能。该系统已投入生产,在特定车辆中得到应用,运行稳定可靠,响应及时,界面操作友好。     

基于LabVIEW的风力机模拟装置上位机监控系统设计

风力机模拟装置,由上位机和下位机共同构成,能够控制异步电动机按照上位机给定的转矩运行,从而可在实验室模拟风力机对发电机的作用。采用LabVIEW语言建立了上位机监控系统,通过内部建立的风力机数学模型,完成了风速输入到转矩输出的转换,并利用串口实时向下位机发送转矩指令值;同时监控系统能够实时采集异步电动机运行参数,监视各模块的运行状态。实验室测试表明,上位机监控系统功能正常,达到了设计要求。     

一种烟管自动填充设备监控系统的实现

以工控机作为上位机,利用LabWindows/CVI软件编写监控系统软件,实现对烟管自动填充设备运行状态的控制与监测。上位机作为主站,与各从站之间遵循Modbus协议组成现场总线网络,主站通过发送相应的命令实现对子站的控制或获取相关信息。采用多线程技术解决了系统运行过程中多任务并行的冲突问题,保证了系统的实时性。监控系统能够实时监控各从站的工作状况,并对各从站的工作过程进行精确控制。经过试验验证,烟管填充设备的填充时间以及填充质量均满足研制需求。     

微电网中SOFC发电系统控制策略的研究

研究了按主从方式运行的微电网中,以固体氧化物燃料电池(SOFC)发电系统为主控机的控制策略。将该发电系统划分为原动机模块及接口模块两部分,探讨了功率偏差与模块间直流电压的相关性。在考虑电池利用率指标对安全运行影响的前提下,分别为DC/DC变换器以及逆变器设计了多环反馈控制器,使SOFC发电系统通过模式开关切换,在微电网联网模式下输出设定功率;在孤岛模式下作为平衡机组,输出给定电压并为微电网提供频率参考。还引入了直流电压-频率下垂特性,将主控机与负载之间的有功偏差转化为全网的频率偏差,则微电网中的一次调频机组据此调整出力,以达到改善网络暂态响应特性的目的。仿真分析验证了该控制策略的正确性。     

Windows NT远程访问服务技术的应用

WindowsNT 4 .0是目前在工厂供电监控系统 (PDMS)中采用最多的操作系统 ,其内部集成的远程访问服务 (RAS)功能 ,非常适合在供电监控系统 (PDMS)作为远程访问服务系统 ,当用户只有内部程控电话网条件下 ,向多个远方后台机提供远程访问服务。结合广钢总降压站供电监控系统 (PDMS)改造实例 ,设计了一种远程访问服务系统配置方案 ,并介绍系统详细的调试方法。运行实践证明该多点的远方访问服务系统经济实用 ,运行可靠     

Compressive sensing‐based adaptive sparse predistorter design for power amplifier linearization

Greedy algorithms in the compressive sensing theory have been formed the essential method for pruning power amplifier (PA) behavioral models and digital predistorters (DPDs). However, the inherent batch mode of these algorithms limits their application in adaptive digital predistortion framework. In this paper, a powerful subspace pursuit greedy scheme combined with stochastic gradient descent adaptive algorithm is proposed to design a class of adaptive sparse DPDs. According to the given sparsity level, the proposed approach can obtain the sparse terms of DPDs and extract the corresponding coefficients adaptively. Performance improvement of the proposed method is validated by simulation results on the adaptive DPD excited by 15‐MHz 3‐carrier Long‐Term Evolution signals and 50‐MHz 16 amplitude/phase‐shift keying signals. Meanwhile, measurement results on a Doherty PA excited by 30‐MHz 3‐carrier Long‐Term Evolution signals are also performed to verify the advantage of the proposed approach. Simulation and experimental results show that proposed algorithm can efficiently construct the adaptive sparse DPD models with only a small number of parameters; both nonlinear distortions and memory effects in the PA can be almost completely removed. A comparison with the nonsparsity aware DPD techniques and batch mode compressive sensing pruning techniques has been demonstrated that the proposed method exhibit faster convergence, improving tracking capabilities and reduced computational complexity.     

气体绝缘开关设备中特快速瞬态过电压研究的新进展

气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear,GIS）中的隔离开关操作空载短母线会产生陡波前、高幅值的特快速瞬态过电压（very fast transient overvoltage,VFTO）、瞬态壳体电位和电磁干扰,对GIS及其连接的具有绕组的设备、与壳体连接的二次设备绝缘产生危害,干扰二次设备工作,严重影响设备的安全运行。对2009年前国内外在VFTO测量方法、特性试验、数字仿真和对绝缘影响以及外部VFTO方面的研究状况进行了综述。概要总结了国家电网公司在特高压GIS中VFTO实测及仿真研究方面取得的新进展,提出了特高压GIS中VFTO需要深化研究的内容,即重点关注VFTO的传播特性与仿真建模,VFTO下的绝缘特性和机制研究,以期全面掌握特高压GIS中VFTO特性,对特高压输变电设备的研制、工程设计和运行提供依据和有益的参考。     

基于Smallworld的配电AM/FM/GIS分布式系统

随着我国城网改造的逐步升温,配电管理系统（DMS）成为提高配电网运行和管理水平必不可少的手段,而AM／FM／GIS系统是配电系统整体管理水平提高的集中表现之一。本文围绕电力AM／FM／GIS系统的设计、功能规划,接口方案、一体化设计思想等问题进行了深入的探讨。     

TDC-3000分散控制系统的实际应用

广州恒运企业集团有限公司210MW机组采用了Honeywell公司的TDC-3000分散控制系统，该系统完全具有数据采集(DAS)、协调控制(CCS)、顺序控制(SCS)和炉膛安全监测系统(FSSS)功能，这种应用在国内电厂中尚属首次。为此，详细介绍了该系统网络结构的特点，系统主要硬件、软件的组成，分析该系统在机组运行中出现的问题并提出行之有效的解决办法，强调今后在设备选型时应特别注意的问题。     

分布式电源的配电网重构和电容器优化投切

综合考虑最优潮流、配电网重构和电容器优化投切,建立了计及分布式电源的配电网经济运行模型。鉴于模型的复杂性,采用结合最优潮流和改进蚁群算法的混合优化方法进行求解。该方法将最优潮流嵌入改进蚁群算法中,利用最优潮流求解考虑网络安全约束的分布式电源优化调度问题,利用改进蚁群算法优化配电网结构和电容器档位。为了提高蚁群算法的优化效率,建立含有局部搜索蚂蚁的混合蚁群,平衡蚁群算法的全局和局部搜索能力。通过对16节点和33节点的测试系统仿真,表明提出的模型和算法正确有效。     

An Application of the Recombination and Generation Theory by Shockley, Read and Hall to Biological Ion Channels

We have applied the Shockley-Read-Hall (SRH) model for the generation and recombination of charged carriers to biological ion channels. We show how to include this important effect in the traditional PNP model. The idea is to use the software of computational electronics that has been developed to solve Shockley’s equations. In particular we have used the simulator PROPHET to simulate biological ion channels and to include particle like properties and dynamics such as the capture and release of ions. The considerable reduction of effective diffusion coefficients can be well simulated. The saturation effect observed in current-concentration curves, which is not predicted by the conventional PNP model, has been successfully reproduced in our simulation. We also show that PROPHET can be used to perform both steady state and time dependent simulations for ion channels. The timescale can be microseconds, far beyond the range of molecular dynamics simulations. Our results demonstrate the useful role of PROPHET simulations in a multi-scale simulation approach.     

开关磁阻电机的自抗扰控制策略研究

开关磁阻电机由于其具有结构简单、可靠性高、调速范围宽等优点,在多种场合如新能源汽车以及家用电器等领域内得到应用和发展。本文以直驱型宽转速调速的多功能食品料理机为研究对象,结合开关磁阻电机特性及机械运动方程,建立系统仿真模型,利用自抗扰控制设计了开关磁阻电机宽转速稳定的调速系统,验证自抗扰系统能更好地抑制外部负载变化引起的扰动影响,并且具有更好的动态响应及稳态性能。最后对一台四相8/6开关磁阻电机进行实验,结果表明自抗扰控制可以有效控制电机的转速和转矩,在宽转速范围变工况条件具有优良控制性能。     

10kV架空线配电自动化系统的初步实施

分析 10kV馈线保护的二次重合闸与柱上真空开关 (PVS)的配合 ,实现 10kV架空线配电自动化系统的初级阶段———电压型馈线自动化 ,即当发生故障时 ,及时准确地确定故障点 ,方便维修人员处理 ,自动隔离故障点 ,恢复非故障区间供电 ,减小客户停电时间和停电范围。同时介绍了广州电力局电压型馈线自动化的应用实例。     

基于最优潮流方法的传输容量计算研究

可用传输容量计算已成为电力市场研究的一个重要部分，而总传输容量又是可用传输容量计算的基础，该文在介绍可用传输容量计算的基本概念，计算原则的基础上，建立了基于最优潮流（OPF）的总传输容量计算模型，提出了6种区域间传输容量计算目标函数，并通过定量证明了在一定条件下这六种目标函数计算的等价性，文中通过对IEEE－30节点系统进行的仿真计算，验证了基于OFP计算总传输容量的可行性，同时也通过实例算例验证了所提出定理的正确性。     

A novel auto-reference ultra-wideband receiver scheme

A new auto-reference (AR) transmit-receive scheme and a corresponding group decision algorithm on the generalized likelihood ratio testing (GLRT) principle is proposed in this paper to overcome the drawbacks of the power inefficiency and the high noise vulnerability in transmitted-reference (TR) ultra-wideband (UWB) systems. A partly overlapped detection window structure is introduced in which the decided data frames are regarded as the reference signal so that energy and time resources in the reference frame are saved and full-rate data transmission is achieved. Differential coding was utilized to solve the error propagation problem introduced by the overlapped detection windows. The group decision algorithm on the GLRT principle was utilized to estimate the correlation template through all data frames in detection windows and could offer better noise suppression. Simulation results reveal that the AR scheme with its decision algorithm outperforms the conventional and other modified TR schemes in generalized signal-to-noise ratio (SNR). Translated from Journal Xi’an Jiaotong University, 2006, 40(8): 932–935 [译自: 西安交通大学学报]