通用变频调速系统的仿真研究

论文首先分析了通用变频器调速系统的结构和正弦脉宽调制的原理,并且给出了输入输出物理量之间的数量关系,针对减小输出电压谐波含量指出了两条途径,便于控制系统采用。其次,利用Matlab／Simulink电力系统工具箱,建立了系统的仿真模型,得到了调速过程中转速和转矩的波形,如实地反映了正弦脉宽调制系统的特点。     

基于虚拟同步发电机控制的光/储/燃料电池微电网能量管理

为提高微电网自主参与电网运行和管理的能力,提出一种基于虚拟同步发电机(VSG)控制的光/储/燃料电池微电网。针对逆变器VSG控制与前级分布式电源及附加储能单元的协调配合问题,以储能荷电状态(SOC)为依据,分别设计了光伏和燃料电池VSG的能量管理策略,使微电网响应电网需求参与一次调频且提供惯性的同时,实现了光伏发电的最大功率输出、燃料电池发电的燃料平衡调节以及储能单元SOC的安全可控。最后,利用MATLAB/Simulink软件搭建仿真模型,验证了所提能量管理方案能够实现VSG控制与分布式电源及储能的协调配合,在并/离网下都能保证微电网安全可靠运行。     

单相并联型有源电力滤波器主电路参数耦合关系研究

单相并联型有源电力滤波器(SAPF)主电路参数之间存在一定的耦合关系,这对各参数值的合理选择有较大的影响。通过分析现有单/三相SAPF主电路交流侧电感以及直流侧电压、电容值等参数的计算方法,得到了具体的单相SAPF电路参数解析表达式。针对所得表达式各变量之间的耦合关系,在MATLAB中进行建模优化分析,得出一套完整的参数设计方案。保证在特定负载下补偿后谐波含量低于2%的综合优化目标。仿真和实验过程验证了所选参数的正确性。     

磁饱和式可控电抗器的等效物理模型及其数学模型

概述了磁饱和式可控电抗器的基本结构和工作原理。根据磁饱和式可控电抗器两个铁心及绕组的结构完全对称以及它们工作状态在正负半周里呈镜像对称的特点 ,利用傅里叶级数分析方法分析了各支路电流谐波分量及其关系。通过对两种结构形式的磁饱和式可控电抗器电磁方程的推导和比较 ,发现它们的数学本质是一致的 ,由此得到了磁饱和式可控电抗器的一种比较简单的等效物理模型。通过引入绕组端口等效磁通的概念建立了它的数学模型。该数学模型概念清晰 ,重点突出 ,形式简单 ,有利于磁饱和式可控电抗器理论的统一分析 ,且对设计研究具有一定的理论指导意义。     

磁阀式可控电抗器磁化特性研究

磁阀式可控电抗器(MCR)的磁化特性是其理论计算的基础。通过对MCR工作特性的分析,首先基于MATLAB/cftool提出了一种用来描述MCR铁磁材料磁化特性的高精度拟合函数。结果发现,由于磁阀的存在,使得所提出的高精度拟合函数以及目前学者们所研究的具有相对高精度的拟合函数都没法应用到MCR磁化特性的求解之中。基于此,又提出了一种形式简单、精度较高的拟合函数。并求解了基于理想小斜率和基于该拟合函数的具有单级磁阀、双级磁阀和连续磁阀的MCR磁化特性。最后通过与实验数据的比较,发现该拟合函数不仅能够非常好的逼近铁磁材料的磁化曲线,而且基于该拟合函数求得的MCR的磁化曲线更贴近其实际磁化曲线,验证了理论分析的正确性。     

变压器式可控电抗器绕组电流分析

为提高变压器式可控电抗器的工作效率,对绕组电流进行了分析。为此,基于顺次单支路工作模式下的绕组分级原则,在考虑所有绕组自、互漏抗影响的基础上,推导出了不同工作状态下的绕组电流、额定电流利用率与等效漏抗的函数关系,并给出了能使电抗器高效工作的等效漏抗设计要求。通过算例说明等效漏抗会影响控制绕组电流的分配,导致额定电流利用率低下,并由此提出电抗器设计需满足"小漏抗"原则。结果表明,当等效漏抗小于由功率递增级数、绕组额定电流利用率设计值、第1级控制绕组容量比、绕组个数及短路电抗确定的最大值时,控制绕组额定电流利用率可以满足设计要求,即变压器式可控电抗器可工作于高效状态。     

变压器式可控电抗器的限流电感参数精确计算

变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)是用来保证高压输电系统安全运行的重要设备。限流电感是CRT的重要组成部分,合适的限流电感参数是CRT能安全正常工作的基本保障。文中主要提出了一种新的限流电感参数计算方法。首先给出了顺次单支路工作模式下CRT的绕组电流计算模型;然后,基于绕组电流计算公式,建立了限流电感的计算模型;最后,设计算例验证文中所提出精确算法的正确性,并和已有的递推算法进行比较,发现文中所提出的限流电感计算方法在满足谐波要求的基础上更精确合理。     

变压器式可控电抗器绕组电流与触发角的关系

变压器式可控电抗器(CRT)各绕组的电流与其各个控制绕组晶闸管的触发次序及触发角大小关系密切。在根据各个控制绕组触发角的大小规定触发次序后,采用分段线性化的方法,建立了用自、互电感表示的电路方程,通过求解电路方程,得出所有绕组电流瞬时值在任意时段上的矩阵表达式。通过傅里叶分解求得所有绕组基波电流的傅里叶系数与各个控制绕组晶闸管触发角之间的非线性函数关系式的矩阵形式,进而得到其基波电流有效值。分析和算例结果说明,所给出的CRT绕组电流计算公式适用于CRT的所有工作方式;控制绕组逐级短路的工作方式只是一个特例。     

Y/>/▽电力牵引平衡变压器应用的可行性研究

电力牵引变压器是电力系统的一种重要负荷,由于Y//▽电力牵引平衡变压器可以解决一般铁路牵引动力在供电系统中引起的负序电流,在很大程度上能够改善三相供电系统的不对称运行状态。首先介绍了Y//▽平衡变压器的一般原理、接线图,推导了Y//▽平衡变压器三相-两单相侧的电压、电流关系并对不平衡度进行了计算,应用Matlab对Y//▽平衡变压器带单相纯阻性负载供电系统进行建模、仿真。并通过在一台2 kVA的Y//▽平衡变压器样机上验证了应用的可行性和实用性。     

200 km/h高速风洞中动车组车顶环氧树脂绝缘子表面污秽分布特性

兰新线风沙环境影响动车组车顶绝缘子表面污秽分布,污秽在湿润气候条件下可致使动车组发生"趴窝"故障。为此在闭式风洞内试验分析时速200 km/h工况下积污时间对动车组车顶环氧树脂绝缘子表面污秽分布的影响规律。结果表明:绝缘子表面污秽呈现出扇形不均匀分布,背风面污秽密度值最大,除7号伞外,上表面污秽密度大于下表面;积污时间在2～20 h变化过程中,伞上表面背风面污秽密度随积污时间的延长而增加,污秽密度在积污时间为20 h时趋于饱和,值为5.6 mg/cm²;以背风面污秽密度为基准,积污持续时间越长,迎风面及侧风面伞裙上表面污秽密度同背风面污秽密度相对比值越小。该研究结果可为兰新线风沙环境条件下绝缘子闪络试验模拟及结果优化设计提供依据。