直流输电换流阀晶闸管级阻抗测试系统设计

为了满足高压直流输电换流阀晶闸管级阻尼回路阻抗现场测试的需要,基于STM32F4ZGT6控制器的高精度参考电阻自动切换技术,提出了一种晶闸管级阻抗快速检测方法,并设计了测试系统的高频正弦信号产生模块、高精度基准电阻选择切换模块、电压信号调理采集模块和STM32控制模块.将晶闸管级阻抗测试系统应用于特高压换流阀晶闸管级的阻抗检测与结果判定.结果表明,阻抗测量误差小于5%,满足现场工程应用需求.     

直流输电换流阀晶闸管级阻抗测试系统设计

为了满足高压直流输电换流阀晶闸管级阻尼回路阻抗现场测试的需要,基于STM32F4ZGT6控制器的高精度参考电阻自动切换技术,提出了一种晶闸管级阻抗快速检测方法,并设计了测试系统的高频正弦信号产生模块、高精度基准电阻选择切换模块、电压信号调理采集模块和STM32控制模块.将晶闸管级阻抗测试系统应用于特高压换流阀晶闸管级的阻抗检测与结果判定.结果表明,阻抗测量误差小于5%,满足现场工程应用需求.     

一种基于虚拟惯量控制的非故障雷击多端柔直低频振荡平抑方法

多端柔直(Modular Multilevel Converter Multi-Terminal Direct Current,MMC-MTDC)系统输电线路多采用架空线形式，当换流站直流输电线路遭遇非故障雷击时，短时间线路内换流站直流电压、电流会出现幅值逐步衰减的高频振荡，继而可能导致直流侧后续发生低频振荡。针对雷击导致的换流站直流侧低频振荡问题，文中首先以振荡最为严重的受端直流电压控制站为研究对象，分析直流侧低频振荡机理，提出一种直流附加阻尼控制器优化方法，通过在电压外环加入虚拟惯性环节，提高系统惯性并抑制直流线路中电流振荡。最后，基于RT-LAB5600实时在线仿真平台，搭建四端MMC-MTDC系统仿真模型，验证了低频振荡理论分析的正确性，直流附加阻尼控制器的有效性。     

风电与多端柔性直流输电系统自适应分频协调控制策略研究

针对风电接入多端柔性直流输电系统,为充分发挥风电参与系统调频能力,解决交直流并网故障引起的直流系统电压和交流电网频率波动问题,本文在现有下垂控制基础上提出了附加自适应分频控制策略。将直流电压偏差信号作为控制器输入信号,通过一阶低通滤波器将输入信号分为高频波动信号和低频波动信号,根据风电和直流输电系统各自调频能力的不同,将高频波动信号附加在风电机组转子侧换流器有功功率控制环,低频波动信号附加在直流有功功率控制外环,同时将电压源换流器（voltage source converter,VSC）实时功率裕度与直流电压变化量引入分频控制,实时调整低通滤波器的时间常数,动态调整功率输出,提高系统稳定性。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,仿真验证所提控制策略的有效性。     

非平稳噪声下稀疏表示的DOA估计算法

为提高非平稳噪声下远场非相干窄带信号波达方向（DOA）的估计精度,提出了一种基于稀疏重构的DOA估计算法.采用类协方差差分算法构造差分矩阵,抑制非平稳噪声的影响;基于类旋转不变子空间参数估计算法基本原理构造稀疏表示模型与权函数;利用加权l₁范数对模型求解,实现DOA估计.仿真结果表明,与传统的协方差差分算法、噪声协方差矩阵估计算法、秩迹最小化算法以及稀疏重构算法相比,所提算法不仅能较好地抑制非平稳噪声的影响,而且在低信噪比、低快拍数情况下具有较强的稳健性和较高的估计精度.     

含串补输电和VSC-HVDC输电的风电场并网系统次同步振荡机理研究

针对交—直互联系统的次同步振荡问题,利用复转矩系数法研究含串联电容线路的风电场经VSC-HVDC系统并网的次同步振荡机理.首先,利用小信号模型推导了转速变化对发电机电磁转矩的变化量;然后基于直流输电的控制参数、控制策略、直流线路长度等方面来研究系统次同步振荡影响因素,利用测试信号法得到系统阻尼特性;最后,利用PSCAD...     

基于Clark变换的VSC-HVDC系统控制器设计 及其PI参数整定

随着我国对输电技术要求的不断提高,发展和应用电压源型高压直流输电技术(VSC-HVDC)已经成为必然趋势.VSC-HVDC技术中的控制系统对柔性直流输电的正常运行尤为重要,柔性直流输电系统的控制直接关系到柔性直流输电系统的安全、经济运行.利用Clark变换建立数学模型的思想,经常应用于无功功率补偿、故障分析、锁相环设计和单端控制器设计中,故沿用该思想方法,提出一种基于Clark变换的VSC-HVDC系统PI控制器结构并利用状态空间平均法进行PI参数整定.并且分别从耦合、稳定性、跟随性和总谐波畸变率四方面与传统PI控制器进行了比较.并通过Matlab仿真软件搭建基于Clark变换的VSC-HVDC系统PI控制器模型并对设计的PI控制器进行仿真验证.     

异频法测量长线路工频参数的误差分析及校正

基于长线分布参数模型对输电线路开路阻抗和短路阻抗进行了仿真分析和模型试验,分析了异频法单端测量超长距离交直流输电线路工频参数时由分布参数影响造成的测量误差,直流输电线路的工频参数的现场测试数据验证了分析结果,并依据分布参数模型进行数据校正,解决了长线路尤其是直流输电线路工频参数的测量误差问题.     

HVDC引发次同步振荡的复转矩系数法分析

次同步振荡是电力系统运行的不正常状态,发生后可能损坏汽轮发电机组转子,危害电网运行。我国直流工程附近电厂已多次发生次同步振荡,因此高压直流输电引起次同步振荡的问题亟待解决。以高压直流输电引发次同步振荡的机理分析为基础,利用复转矩系数法,对含高压直流输电的系统建立数学模型进行理论分析。然后基于PSCAD/EMTDC搭建含高压直流输电的系统仿真模型,应用复转矩系数法对算例系统进行理论计算与仿真结果综合分析,验证复转矩系数法对于高压直流输电引起次同步振荡研究的有效性。最后,通过复转矩系数法,分析与高压直流输电相连的送端电网强度对系统次同步振荡的影响。     

柔性直流换流站关键设备宽频模型

为研究柔性直流换流阀正常运行时产生的电磁骚扰的传播规律及其对换流站内的二次设备和周围的无线电台站的影响,基于黑箱理论,以点对点阻抗模型(NIF)为基础,利用网络分析仪测量了三相设备在外部端子不同的连接方式下的端口阻抗,根据测量的端口阻抗参数与NIF模型中虚拟阻抗的关系得到三相设备的宽频模型(频带范围100 k Hz~50 MHz)。以华北电力大学新能源实验室VSC-HVDC换流系统为实验平台,对换流站内的三相设备变压器、EMI滤波器、换相电抗器进行建模。将建立的模型根据实际系统互相连接,模拟了整个交流系统对高频信号的衰减特性,为换流站的电磁干扰预测和电磁兼容提供可靠依据,并通过实验测量与仿真结果对比证明了本文方法和模型的有效性。     

基于阻抗角的交直流输电系统交互影响分析

采用短路比对交直流输电系统的交互影响分析只考虑了交流系统等值阻抗模值的大小,为了更准确地评估系统稳定程度,需要考虑阻抗角对系统稳定裕度的影响。以单馈入和两馈入直流系统为基础,研究阻抗角和耦合阻抗角对直流系统输送功率极限的影响,并且在CIGER标准模型的基础上,保持系统短路比不变,研究阻抗角对受端交流系统暂态过电压的影响。仿真分析结果表明,当受端交流系统等值阻抗角较小时有利于提高直流系统输送功率极限,增大稳定裕度和提高最大直流功率,同时也有利于改善系统故障后的暂态过电压。     

考虑直流侧CLC滤波的三相PWM整流器输出阻抗特性研究

PWM整流器能够实现AC/DC变换,既能为直流负载提供稳定的直流电压,又能控制交流侧电压电流同相位,实现单位功率因数;然而,一旦直流负载呈现负阻抗特性,系统可能出现震荡风险,影响系统稳定性.因此需要对其稳定性进行分析.CLC滤波电路对抑制三相PWM整流器直流侧纹波有一定作用,文中通过小信号建模方法推导出了考虑CLC滤波的PWM整流器直流侧输出阻抗,并通过扫频法验证了阻抗模型的准确性,并且分析了滤波参数、交流侧电感、电压外环比例系数和电压外环积分系数对阻抗的影响,当增大电压外环比例参数时,可以降低阻抗中频段幅值进而提高级联系统稳定性.     

大规模风电外送中的次同步振荡问题

目前,中国正在建设7个千万kW级风电基地,大规模风电外送成为必然.串补交流输电和高压直流输电作为风电外送的2种重要方式可能会诱发次同步振荡问题.分析鼠笼异步型、双馈感应型和永磁同步型风电机组的结构特点,论述次同步谐振、装置引起的次同步振荡以及风电机组控制器引起的次同步振荡,并分析总结不同类型风电机组可能发生的次同步振荡类型.最后,指出亟待研究解决的问题.     

基于相位补偿和交叉前馈补偿的VSG功率振荡抑制策略

针对虚拟同步发电机（VSG）潜在的同步频率处功率振荡问题,建立二阶VSG的小信号动态模型,分析VSG输出功率与虚拟电动势、功角的关系,指出较小的线路阻抗比R/X使控制系统在同步频率处存在谐振点,且引入的180°的滞后相位降低了系统稳定性,促进了功率振荡的产生.通过建立VSG控制环的频域模型,分析小线路阻抗比时功率控制参数对功率振荡的影响,给出功率耦合与稳定性的关系.根据功率振荡的产生机理及模型分析,引入相位补偿和交叉前馈补偿的2种补偿策略来抑制同步频率处的功率振荡.通过搭建的仿真模型,验证VSG存在的功率振荡现象以及2种补偿抑制策略的有效性.     

大规模光伏电站经柔性直流并网系统故障穿越策略

大规模光伏经柔性直流并网系统采用直流架空线路是未来新能源并网的趋势之一。然而,架空线直流短路故障发生概率较大,极易导致光伏电站脱网或换流站电力电子器件损坏。本文首先根据柔性直流输电系统、光伏电站特性,建立了相应的数学模型及仿真系统模型;其次,针对大容量光伏经双极模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流功率传输系统发生直流架空线路单极短路接地故障工况,分析其故障特性;最后,提出综合考虑直流断路器(direct current circuit breaker,DCCB),换流站控制方式,光伏电站功率出力控制的直流故障穿越的协调控制策略。即故障发生时利用非故障极换流站继续进行功率传输,根据换流站额定功率与光伏电站输出功率计算得到不平衡功率,充分利用光伏阵列自身功率输出特性,优化光伏电站内的直流线路电压,实现控制光伏电站输出功率减载;对直流架空线路在瞬时故障情况下的故障穿越问题,提出了光伏电站减载以及换流站功率前馈增量控制,从而维持系统功率平衡,提高系统的并网稳定性;基于PSCAD/EMTDC的建模仿真,通过故障穿越措施前后的系统参数对比,表明所提方法能够有效的维持光伏电站与柔性直流系统运行特性,平稳实现故障穿越。     

一种SPWM逆变电源的设计

介绍了用PICA位单片机实现SPWM正弦波逆变电源的电气组成、控制算法和软件设计,用高频载波的方案实现高效率的从直流到交流的转换。实验结果表明,该电源采用单片机数字化SPWH控制方式,电路简单,控制灵活方便,频率可调,具有很强的过载能力,符合设计所需的要求。     

基于ATT7022的SVC无功功率补偿集中控制器的研究与设计

无功功率与电力谐波是电力系统中影响电压稳定运行的重要因素,它在电网中传输会加大网络损耗,降低电能利用率,影响供电质量与设备寿命.在柔性输配电系统中,SVC静态无功功率补偿是目前电网使用的主流方案,而基于钜泉光电科技(上海)股份有限公司的ATT7022CU芯片是该方案中解决无功功率补偿及电力谐波的抑制的核心芯片.本文主要阐述基于ATT7022CU的SVC主控制的设计与研究     

同步发电机的新型励磁系统

为提高电力系统的暂态稳定性,提出一种基于全控器件的新型励磁系统．该励磁系统能通过直流励磁和与机端交换无功的双通道为系统提供阻尼,起到STATCOM和常规励磁的效果．通过PSASP环境下多机系统的仿真研究,表明新型励磁系统能够迅速阻尼功率振荡,维持良好的机端电压特性,较常规自并励励磁系统表现出更好的动态性能．     

传输线多分支结构的阻抗匹配技术研究

阻抗匹配技术是高频电子电路设计的关键。因此,为了解决特殊结构传输线的阻抗匹配计算问题,该文在阐述传输线阻抗匹配的基本原理的基础上,给出了传输线多分支结构的基本特征。在深入分析了传输线多分支结构的信号传输特性的基础上,结合传输线零阶模型得到了多分支结构阻抗的匹配条件,并对比给出了仿真结果。该文还对传输线多分支结构模型中影响信号传输特性的主要因素进行了分析总结,进一步优化了传输线多分支结构阻抗匹配的解决方案。     

基于65-nm CMOS工艺的W波段两路电流合成型功率放大器的设计

采用三级差分共源结构设计了一种基于65-nm CMOS工艺的W波段功率放大器,并利用两路电流型功率合成结构进行功率合成以提升输出功率.为了同时实现单差分转换、阻抗匹配、直流供电,匹配网络采用变压器结构.仿真结果显示,在1V的电源电压下,该功率放大器的小信号增益为12.7～15.7 dB,3?dB带宽为84～104 GH...