基于双层阻抗模型的三相单芯电缆自恢复故障定位

地下电缆的失效过程伴随着周期性发生的自恢复故障。快速准确地定位这类故障能够在电缆发生永久性击穿之前发现电缆潜在故障位置,为电缆的运维检修提供依据。计及电缆金属护层的影响,提出一种基于双层阻抗模型的三相单芯电缆自恢复故障定位方法。推导了双层阻抗模型下,三相单芯电缆导芯-护套自恢复接地故障和导芯-护套自恢复短路故障下的故障回路方程。利用电缆首端监测的电流电压波形,在较短故障时间下得到故障位置信息,最后通过最小二乘回归法实现了三相单芯电缆自恢复故障定位。大量仿真表明,计及电缆护套行为的故障定位算法能够准确识别电缆自恢复故障位置。该算法相对于只考虑导芯阻抗的算法更符合电缆实际模型,能够反映三相单芯金属护层的电气行为。     

基于平衡补偿法对负载中性点偏移电压的测量

配电系统中一般已知三相电压以及三相功率潮流,不能测出负载端中性点偏移电压,而在建立并求解三相电源电流数学模型的前提是必须已知中性点偏移电压。介绍了一种根据平衡补偿法测量中性点电压偏移量,应用并联补偿装置对不对称负载进行平衡补偿,得出补偿后系统对称电流和对称阻抗。采用不对称负载和补偿电抗的星三角变换对不对称负载进行修正,依据补偿前不对称电流等于负载电流为条件重复迭代计算精确求出不对称负载,并求得中性点电压偏移量。最后依据广东某一变电站为例,计算并用Matlab仿真证明了该方法的正确性。     

基于双平衡桥探测直流系统接地故障检测的新方法

针对电桥法、变频法等常用接地故障检测方法的不足,提出了一种新的双桥探测法用于直流系统的故障检测,该方法通过控制开关两次投切电阻,检测双桥不平衡电流以及支路漏电流,并计算接地故障电阻,从而定位接地支路。首先详细阐述了双桥探测的基本原理及应用,然后提出一种新的双桥探测法,该方法不仅能够解决检测死区问题,并且不受分布电容的影响。最后通过模拟接地电阻试验证实了该方法的可行性和有效性。     

新型结构高速无槽永磁同步电机研究

针对高速无槽电机电感普遍较小的问题,提出了一种新型结构的高速无槽永磁同步电机。该电机的定子采用一种集成电感的新型无槽结构,由一种新型无槽定子铁心和背绕式绕组两部分组成,能够显著增加每相绕组的漏感;转子采用双层Halbach永磁阵列,可以得到很高的气隙磁密正弦度。首先重点介绍了集成电感的无槽电机定子的结构,分析了漏感增加的机理。通过解析法得到了附加漏感的计算方法,并分析了附加漏感与定子结构尺寸的关系。其次介绍了双层Halbach永磁阵列的结构和特点。通过仿真分析,将新型电机与普通无槽电机的特性进行了对比,验证了增加漏感的优势。最后,制造了一台新型高速无槽永磁同步电机的样机,通过实验证明了新型电机的有效性。     

An Equalization Time Reduction Method Using a Pseudo‐Random Number Sequence for a Cell Voltage Equalization Circuit with an LC Series Circuit

When the cells of energy storage devices such as electric double‐layer capacitors are connected in series, it results in voltage imbalance in each cell because of the nonuniform properties of the individual cells. In a previous research, the authors proposed a novel cell voltage equalization circuit using an LC series circuit, and they examined the effectiveness of this circuit. However, the characteristics of the cell voltage equalization operation depend on each cell voltage difference. Therefore, the proposed circuit has a disadvantage that the equalization time tends to be longer than other cell voltage equalization circuits with a boosting circuit. This paper proposes an equalization time reduction method that uses a pseudo‐random number sequence generated by the linear congruential generators. The proposed method can reduce the average equalization time without adding any other active or passive elements. The effectiveness of the proposed method is verified through the experimental results. According to the experimental results, the proposed equalization time reduction method reduces the equalization time to 86.5% of the conventional method.     

三电平空间矢量脉宽调制整流器的简化控制算法

针对二极管箝位型三电平PWM整流器,根据其在同步旋转由坐标系中的数学模型,采用有功、无功电流解耦的双闭环控制策略,并提出一种简化的三电平空间矢量脉宽调制（SVPWM）及中性点平衡控制算法,解决了传统三电平SVPWM算法计算量火,难以实现实时控制以及中性平衡控制复杂的问题。仿真结果表明,摹于简化控制算法的二极管筘位型三电平SVPWM整流器直流电压稳定、功率因数高、交流侧电流谐波含量低、能量双向流动,可广泛应用于高压、大功率整流场合。     

海上风电经VSC-HVDC系统受端电网不对称故障抑制策略

海上风电经柔性直流输电技术（即基于电压源换流器的高压直流输电系统,VSC-HVDC）送出系统中受端电网故障不仅影响受端换流站交直流侧系统的运行状态,严重情况下也会阻碍送端换流站和海上风电机组的正常运行。针对这一实际问题,分析了海上风电经VSC-HVDC送出系统中受端电网发生不对称故障的传播机理,提出了一种基于Lyapunov函数方法的负序分量抑制策略。首先,建立了海上风电机组经VSC-HVDC送出系统的拓扑结构,并分析了受端电网发生不对称故障的传播机理。其次,根据受端换流站的数学模型推导出满足Lyapunov函数全局稳定性的负序开关函数,并求解出开关函数的系数,进一步设计出相应的Lyapunov函数控制器。最后,基于MATLAB/Simulink软件仿真将所提策略与传统PI控制进行对比,验证了所提策略的正确性和有效性。     

永磁同步电机低复杂度双矢量预测电流控制

针对永磁同步电机传统模型预测电流控制中存在计算负担重和电流脉动大的问题,提出一种低复杂度双矢量预测电流控制方法。首先,利用电流无差拍控制原理快速获得下一周期的第一电压矢量,相比传统方法可减少一个周期的预测次数。其次,进行第二电压矢量的选择时可以采用非零电压矢量,增大备选电压矢量的覆盖范围。最后,根据均方根电流脉动方程,确定满足最小电流脉动条件下各个电压矢量的最佳作用时间。仿真和实验结果表明：相较于传统单矢量、双矢量预测电流控制方法,所提低复杂度双矢量预测电流控制方法能够有效抑制电流脉动,降低算法的复杂度和计算量,提高了永磁同步电机控制系统在实际中的运行性能。     

一种双串励直流电机操动装置的研究

为研制具有自主知识产权的特大容量发电机断路器的隔离开关分合操动装置,研发了一种双串励直流电机驱动的大功率传动装置,该装置具备大扭矩输出且能够短时分合的操作能力。经试验研究结果表明,利用串励直流电机的软特性,采用双串励直流电机驱动、双蜗轮蜗杆传动、单轴输出的传动方式可以满足特大容量发电机断路器的隔离开关分合操动装置的技术要求。在保证操动装置串励直流电机输出转矩不变的情况下,通过降低串励直流电机转速可以消除因隔离开关分闸速度过快所引起的反弹现象。在控制回路中加入延时继电器,可以消除电磁离合器得电打滑的现象。     

基于空间矢量双滞环策略的STATCOM直接电流控制方法

提出一种适用于STATCOM的直接电流控制新方法以减小开关频率和电流跟踪误差。该方法通过指令电流求导矩阵替代参考电压预测方法,能够准确判定参考电压矢量的位置,并根据误差电流矢量与双滞环阈值的大小选择优化的开关状态输出。与其它电流控制方法相比,基于空间矢量双滞环策略的直接电流控制方法可以保证无功电流的快速响应性能,同时有效降低开关频率。仿真与实验结果证明其良好的动静态性能。