新型固态限流器控制系统的研制

分析了变压器耦合三相桥式固态限流器的系统结构及其控制策略;给出了该限流器控制系统硬、软件设计方案——双微处理器全数字硬件结构、“触发脉冲控制平台(基础层)” “固态限流器功能软件(功能层)”的双层模块化软件结构;并在所研制的380V／200A、最大限流1500A的固态限流器实验样机上进行了相关试验,证明了所提出的控制系统及其控制策略可行、有效。     

南方电网动态电压稳定对其西电东送能力的影响

使用国内首次引进的电力系统安全评估商业软件VSAT,基于2005年规划数据进行了南方电网动态(中长期)电压稳定对其西电东送能力影响的研究,结果表明:在负荷水平较低、系统无功较为充足时,用有载调压变压器可以有效地恢复负荷母线电压;但当负荷水平较高、系统无功不足时,调整有载调压分接头会引发负荷地区的发电机过励限制器动作限制励磁电流,从而加重系统无功不足,严重时会引起系统电压崩溃.动态电压稳定问题是影响南方电网西电东送能力的一个重要方面.     

频率选择表面电磁仿真

文中采用谱域法对频率选择表面(Frequency Selective Surfaces)进行仿真,谱域法是与矩量法结合在一起的.谱域法与国内常用的模式匹配法相比能仿真具有更复杂形状的FSS单元,且在计算多个介质夹层中的FSS计算量小,并能得出非常理想的仿真结果并用于设计.本文采用这种方法得到的结果与实测结果相吻合.     

新型固态限流器中饱和型耦合变压器的设计

变压器耦合新型固态限流器能够在满足有效限制电网短路电流的前提下,通过合理设计饱和型耦合变压器,达到缩小限流器整体体积、降低成本的目的。文中研究并提出一种变压器耦合新型固态限流器中饱和型耦合变压器的设计方法:首先,在空心电抗器设计的基础上,运用场路结合的有限元法,得出在特定匝数下饱和型耦合变压器的初步设计参数;然后,进一步得出在具有同样限流水平的前提下,饱和型耦合变压器正常运行(副边等效短接)时的漏抗压降,以及故障限流(副边等效开路)时副边电压随铁芯芯柱半径的变化规律,并通过曲线拟合寻优,得到最佳设计。最后,通过小样机实验,验证了该设计方法的正确性。     

考虑漏磁效应的永磁饱和型故障限流器磁路建模与实验研究

漏磁效应对永磁饱和型故障限流器(permanent-magnet-biased saturation based fault current limiter,PMFCL)的动态特性具有重要影响。针对一种直线式PMFCL的磁拓扑,以铁心磁通的工作零点作为分界阐明了其2个阶段的限流机理,指出铁心磁通自过零反向后将发生畸变,永磁体不再参与限流过程。基于磁场分割原理实现2类等效磁路模型中总漏磁导和漏磁系数的计算,针对拟圆环截面磁通管的漏磁导,提出基于曲线拟合而改变积分变量的求解方法。在Matlab/Simulink环境下建立了考虑漏磁效应的PMFCL仿真模型,分别与小电流和大电流工况的实验结果进行对比,验证了建模方法的有效性。     

一种非线性微分在协调控制系统中的应用

实际微分环节可以由一减一阶惯性环节构成,用速率限制非线性环节替代一阶惯性环节后,可得到一种非线性微分的描述函数,这种非线性微分的响应时间和微分作用随着输入信号幅值增加而增加。针对一典型300 MW机组协调控制系统,利用此非线性微分替代锅炉侧PID主控制器和负荷指令前馈中的微分环节,调试参数并仿真。实验结果表明：采用非线性微分的协调控制系统,在AGC指令大幅度变化时,微分作用较强,锅炉燃料量能够迅速变化从而保证机前压力稳定;在AGC指令小幅度变化时,微分作用减弱,能够有效减弱锅炉燃料量的波动幅度并维持机前压力在允许范围内。这种协调控制系统适合应用于电网AGC指令小幅度、高速率频繁变化的火电机组。     

具有串联补偿作用的新型故障限流器(FCL)的研究

提出了一种带串联补偿的故障电流限制器,它由电容和电感相串联而成。与电容相并联的是真空触发间隙或斥力机构开关,它控制着正常时的串补或故障时的限流。通过EMTP的仿真分析,证明它的良好特性,是电力系统中有用的保护设备。     

利用矩特征进行发电机线棒模型的局部放电模式识别

将矩特征应用于局部放电的特征提取和模式识别 ,制作了四种模型线棒以模拟发电机定子绕组中的典型局部放电。矩特征由三维 φ - q -n谱图计算得到。模式分类采用BP网络。BP网络的输入向量以四种方式构成 :表列数据、曲面拟合参数、矩和中心矩。文中对使用不同输入向量时局放模式识别的有效性进行了比较。研究表明 ,中心矩对区分发电机中某些典型放电具有令人满意的能力 ,而且使用矩特征可以大大减少输入特征向量的维数     

直流SMC铁心高温超导故障限流器的研究

分析了直流电力系统保护的发展现状,设计了一种铁心型高温超导故障限流器。为了尽量延长限流的时间,限流器的铁心采用软磁复合材料(SMC)。限流器在系统正常工作时对电力系统影响很小,当短路故障发生时,它会很快表现为大阻抗以限制短路电流。基于磁场有限元与电路耦合的计算方法,首先对限流线圈在短路过程中的非线性电感进行精确计算,然后结合计算结果,在电路仿真程序中计算短路电流。通过对比SMC与硅钢铁心材料限流器的限流情况,可以看出SMC铁心限流器对于直流电力系统短路故障的限流效果更好。在短路故障发生后8 ms时,该限流器能将短路电流限制到最大值的12%。     

一种新型多功能电力电子限流器的工作机理及仿真分析

传统故障限流装置常存在利用率低下、功能单一和一定程度上影响系统电能质量的问题。文中结合现有问题与电力电子装置的优势,提出了一种新型多功能电力电子限流器(MF-PECL)的拓扑结构。该拓扑可实现电能质量优化和故障限流的双工模式;通过对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和晶闸管支路的控制实现对新型MF-PECL的双工控制与切换控制。通过建立限流器阻抗等效模型,分析了其限流模式下的阻抗特性。最后,通过仿真验证了所提出的拓扑结构和控制方式的可行性。