基于电网电压定向矢量变换的TCR控制装置的研究

SVC的控制算法是静止无功补偿的关键。要及时和准确地跟踪无功功率的变化,实现对SVC的控制就要求控制算法必须快速和准确。电子及计算机技术的发展使得更加复杂和精确的算法得以应用于SVC的控制中。在电网电压定向矢量变换算法的基础上,以DSP芯片TMS320F2812为核心,开发了一套新的晶闸管控制电抗器(TCR)的控制装置。使用ALTERA公司的CPLD芯片实现脉冲的触发,触发方式灵活,可以根据需要快速地跟踪负荷的情况进行三相平衡或者不平衡的无功补偿。     

级联H桥换流器避免窄脉冲的NL-PWM策略

最近电平-脉宽调制(NL-PWM)是将最近电平调制(NLM)和脉宽调制(PWM)结合的混合调制方法,在级联H桥(CHB)型换流器中具有广泛的应用前景,但其在实施过程中会出现窄脉冲,对CHB工作效率、输出电压质量和功率器件的安全运行产生不利影响.此处分析了传统NL-PWM窄脉冲问题的产生机理,提出了一种能够避免窄脉冲的改进型NL-PWM策略,分析了其避免窄脉冲原理并对其进行频谱分析.研究表明改进型NL-PWM在有效避免窄脉冲的同时,谐波特性优于传统NL-PWM.仿真和实验验证了理论分析的正确性.     

MMC直流电压控制策略研究

为了对模块化多电平换流器(MMC)的直流侧电压进行控制并减小开关损耗,首先介绍了MMC的结构及子模块充放电原理,然后提出了MMC的直流电压控制是由系统级直流电压控制和子模块电压控制两部分构成;针对系统级直流电压控制,分析了直流电压控制原理,并提出相应的控制策略;针对子模块控制中存在的因开关器件盲目动作而产生的开关频率高的现象,提出了一种改进型子模块电压均衡控制策略,通过对传统电压排序方法的改进,避免了这一现象。最后以PSCAD/EMTDC为平台进行仿真研究,结果表明MMC直流侧电压可以稳定在额定值,并且器件开关频率明显降低。     

基于双电源供电的10kV电压暂降抑制装置

电压暂降可能对企业造成巨大的经济损失,已成为当前最为突出的电能质量问题。以10 kV双电源供电系统为应用背景,提出了一种由多绕组变压器和功率单元构成的电压暂降抑制电源。该电源通过快速开关实现双电源切换,并由直流电容提供电源切换期间的电能供应,从而实现系统电压暂降对供电负荷的抑制和隔离。此外,对功率单元直流电容的参数设计进行了讨论,并通过PSCAD/EMTDC建模,对所提电路以及电容设计方法的正确性和有效性进行了验证。     

基于晶闸管的动态低电压补偿器研究

针对农网中存在的低电压问题,提出了一种基于晶闸管的动态低电压补偿器技术方案。该方案通过并联多抽头变压器取能,控制晶闸管选取次级相应抽头电压,利用串联变压器将该电压注入至电源与负载之间的供电线路。对该方案的工作原理及补偿策略进行深入讨论,并通过验证样机的10 kV实验结果验证了该方案的正确性及有效性。     

集成化的模块化多电平换流器功率模块设计与研制

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)由于模块化的设计使其能够方便的应用于各种高电压场合,并且能够在较低开关频率下输出正弦度很高的电压波形。本文以1000V/90k VA MMC型换流器的功率子模块研制为研究核心,围绕该换流器中子模块一次电路主要元件参数选择、控制系统设计开展相关研究工作,研制了由4个子模块构成的集成化功率模块;通过子模块控制系统功能验证、功率模块的功率脉冲和带载实验,证明本文所研制的功率模块达到设计预期,能够正常、可靠、稳定工作。     

北京优质电力园区优质供电方案

鉴于优质电力园区技术的发展现状,针对中国首批在建优质电力园区工程之一——北京优质电力园区工程面临的工程技术问题,研究了优质电力园区供电质量等级划分、定制电力装置配置等方法,提出了四级供电的优质电力园区供电方案,对我国后续优质电力园区工程建设具有指导作用。     

采用模块化多电平换流器的统一电能质量控制器预充电控制

基于模块化多电平换流器的统一电能质量控制器(MMC-UPQC)是一种可应用于中、高压配电网的电能质量综合治理装置。在保证设备安全情况下完成装置的预充电过程是装置正常工作的前提,文中对预充电过程3个阶段(不控整流阶段、串联部分子模块电压提升阶段以及可控整流阶段)进行了数学建模与分析,认为在不控整流阶段,各相桥臂子模块中与子模块直流电容并联的反并联二极管将耐受最大冲击电流;在串联部分子模块电压提升阶段,限流电阻仍是限制冲击电流的主导因素,且该阶段所能产生的冲击电流要小于不控整流阶段。由此提出了MMC-UPQC的预充电控制策略,并通过数字仿真和低压物理样机对所提策略的有效性和可行性进行了验证。     

中压级联H桥换流器提高输出电能质量的锯齿载波NL-PWM策略

最近电平-脉宽调制(nearest level pulse width modulation,NL-PWM)技术是将最近电平调制(nearest level modulation, NLM)与脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)有机结合的先进调制策略,适用于中压配电网级联H桥换流器,具有开关频率低和谐波特性好的优点。现有的NL-PWM调制基于三角载波,在中压配电网应用CHB子模块数较少的情况下,其输出电压的THD含量相对较高,并且其开关点随参考电压变化,不利于均压控制。由于锯齿载波具有固定的跳变点便于均压控制,通过对NL-PWM调制的基本原理的分析,推导了基于锯齿载波的NL-PWM输出电压波形的频谱;通过仿真分析了不同电平情况下锯齿载波NL-PWM的谐波特性,并将其调制性能与基于三角载波的NL-PWM调制方法进行了对比。最后,搭建了每相4个H桥模块级联的电力电子换流器进行了基于锯齿载波NL-PWM调制的实验验证。仿真和实验结果表明,锯齿载波的NL-PWM调制的输出电压和电流THD含量明显小于三角载波的NL-PWM调制。     

NB-IoT系统中窄带物理广播信道的盲检测

在窄带物联网（NB-IoT）系统中，为了正确解调窄带物理广播信道（NPBCH）以获取系统信息，提出了两种NPBCH的盲检测算法，包括常规检测算法和功率检测算法。常规检测算法采用遍历1/2两种发射天线数和8种不同扰码序列的方法进行盲检测，而功率检测算法是在常规检测算法的基础上改进天线端口数的获取方式，主要采用两种天线端口下窄带参考信号（NRS）的功率比值进行判断天线端口数的方法，以降低常规检测算法的计算复杂度。仿真结果表明，当信噪比小于-17 dB时，常规检测算法相比于功率检测算法解调有3~4 dB的增益，检测可靠性能较好；当信噪比大于-17 dB时，两种算法的检测正确率均超过0.98，但功率检测算法较常规检测算法降低了近50%的时间复杂度，更加有利于工程的实践。