兆瓦(MW)级海岛微电网通信网络架构研究及工程应用

分析海岛微电网的保护控制及管理系统的业务需求,研究借鉴智能变电站及智能配电网、并网型微电网的通信架构方案,提出了一种分级结构的海岛微电网通信网络方案。分级结构的海岛微电网通信网络由"上"至上级远方调度主站的通信网络、微电网主站内配置的两层通信网络和对"下"至配用电环节接入通信网络的三级通信网络构成。以我国首个兆瓦级的南麂岛微电网示范工程为例,介绍了海岛微电网系统结构、保护控制及管理系统的架构,给出了分级结构的海岛微电网通信网络架构、组成及配置原则和工程应用实例。     

精密直驱龙门系统的交叉耦合互补滑模控制

针对龙门定位平台上双直线电动机伺服系统的位置精确同步控制问题,提出一种基于交叉耦合控制(Cross-Coupled Control,CCC)与互补滑模控制(Complementary Sliding Mode Control,CSMC)相结合的控制方案。考虑到永磁直线同步电动机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)易受系统存在的端部效应、参数变化、外部扰动及非线性摩擦等不确定性因素的影响,建立含有不确定性因素的直线伺服系统的动态模型。为了使系统实现高精度强鲁棒性的位置跟踪性能,设计基于CCC和CSMC的双直线电动机伺服系统。利用CSMC对系统不确定性因素不敏感和抖振小的优点,来保证双直线电动机伺服系统中单轴的位置跟踪精度;并将CCC引入到双直线电动机伺服系统中,消除了双电动机之间存在的耦合,进而减小了系统的位置同步误差。系统实验结果表明,该控制方法具有快速的跟踪性和较强的鲁棒性,能够满足高精度强鲁棒性的实际加工生产需求。     

电容法微力测量中轴偏对电容梯度的影响

电容法微小力值测量中电容传感器会存在轴偏现象,影响测量精度。基于理论模型,分析计算了电容传感器在轴偏情况下的电容梯度。设计了合理的测量方案,通过高精度图像传感器及机器视觉算法,实现了轴偏及电容梯度测量,对轴偏与电容梯度之间理论数值关系进行了实验验证。实验证明了理论推导的正确性及测量方案的可性行,为后续的微力精密测量提供了误差补偿依据。在当前的电容传感器条件下,轴偏不大于50μm时,可满足误差1%以内的系统整体测量目标。     

电解质溶液碳纳米管复合材料热电性能研究

热电材料,是一种能实现电能与热能交互转变的材料,可用于温差发电、热电制冷等。到目前为止,所研究的热电材料一般都为固体材料或者高温条件下的液态金属,尚未见文献在电解质溶液热电性能方面有过报道。相关的研究表明,低维度纳米多孔化结构可能成为提高材料热电性能的重要途径,为此,进行了以碳纳米管(canbon nanotubes,CNTs)堆积床为骨架,在其中注入电解质溶液的试验研究,发现其表观塞贝克系数(Seebeck,S)可提高一个数量级,而导电系数在碳纳米管体积分数较小的情况下几乎保持不变,从而可能使热电材料的热电优值ηZT(themoelectric figure of merit,ZT)再提高1~2个数量级,而ηZT直接决定热电设备的转换效率。     

基于油纸绝缘等效电路的变压器微水含量研究

水分会严重危害变压器油纸绝缘系统的绝缘性能,因此准确诊断变压器中的微水含量,对分析变压器的老化受潮状态具有重要意义。本文通过应用油纸绝缘变压器弛豫响应等效电路及回复电压极化谱特征量,结合改进粒子群算法对等效电路参数进行有效辨析,进一步探讨了微水含量与油纸绝缘等效电路参数之间的关系,得出了大时间常数支路的弛豫时间越大,则变压器微水含量越少的重要结论。同时结合分析比较绝缘电阻、极化电阻以及极化电容的变化规律来辅助判断变压器的受潮情况。最后,通过现场测试的实例验证了这一结论的正确性。     

台湾用户电能管理整合智能电网的技术发展与展望

以客户端电能管理系统为出发点,介绍了台湾智能电网相关技术发展及计划推动起源与现状,并针对配电系统中分布式能源整合技术进行深入浅出说明。主要介绍了智能家庭(建筑)电能管理系统、自动需求响应系统、配电系统分布式能源电能管理系统、数据采集与监控服务系统以及电能转换通信控制接口等关键技术演进,并汇总了目前已完成或进行中的示范系统建置,介绍了目前台湾相关技术发展现况与未来趋势。     

基于嵌入式网关的光伏微网自控系统的研究

以光伏发电为主体的微电网具有绿色、可持续性强等优势,是国家大力支持的能源方式.在国家大力推行城镇化建设的同时,微网更成为一种有效的电力供应方式.在分析微网结构的基础上,以嵌入式作为核心,以无线传感网为依托,构建了光伏微网自动控制系统,保证了数据传递的及时性,提高了太阳能系统的稳定性.     

10kV三相异步电动机相间放电机理及指纹模式的研究

通过实时监测运行中10k V三相异步电动机定子绕组局部放电水平,可为在线监测其绝缘状况提供判断依据。然而,对于一些高能量放电,往往会导致局部绝缘的迅速劣化,必须及时发现并安排维修。针对这一现象,本文选取10k V三相异步电动机定子绕组相间放电这一高能电容性放电,对其放电机理进行分析,利用真机定子绕组,在实验室提取出相间放电指纹分布。研究表明,相间放电属于一种典型的介质阻挡放电(DBD),其放电模式分布表现为正负电压半周窄相位段的高幅值分布。本文研究内容可为高压电机定子绕组绝缘在线监测提供依据。     

能量暂存式集成光电微能源能量管理及系统设计研究

为满足MEMS无线传感器节点微型化的设计要求,设计了一种能量暂存式集成光电微能源系统。其利用传感器节点功耗特性,采用暂存式能量管理方案,在传感器节点休眠状态存储能量,在传感器节点激活状态为节点供电。并通过设计合适容量的能量暂存器,将光伏电池输出电压控制在最大功率区,提高光伏电池的能量转换效率。设计的能量暂存式能量管理方案能有效解决光伏电池面积较大和能量利用率低的问题。另外,设计系统所用器件具有较好的集成工艺兼容性,且所设计系统具有较好的输出稳定性。     

一种开路电压和短路电流相结合的MPPT算法研究

为了能够有效地提高光伏发电系统的最大输出功率,根据光伏电池的输出特性和数学模型,提出了一种新型MPPT算法,即开路电压和短路电流相结合的MPPT算法。利用开路电压、短路电流和S-function函数快速解得最大功率点。针对不断变化的外界环境会给引入该算法的光伏系统带来频繁扰动,以及该算法在理论推导过程中采用了大量的估算算法,因此在该算法中引入阈值电流?I和微变步长扰动法。阈值电流?I降低了系统的扰动,减少能量的损失,微变步长扰动法进一步的修正了系统的最大功率点,解决了因理论估算而带来的误差问题。实验证明,引入了阈值电流和微变步长扰动法的开路电压和短路电流相结合的MPPT算法能快速、准确的跟踪最大功率点,提高转换效率。