为有效降低电网换相高压直流(line-commutated converterhighvoltagedirectcurrent,LCC-HVDC)输电系统换相失败的概率,提出串联电压换相变流器(seriesvoltage commutated converter,SVCC)方案。该方案以直接增加换流阀换相电压面积为目标,将级联的全桥子模块变流链接入换流变压器与LCC换流阀交流端口之间,通过灵活控制串联电压对阀组辅助换相。...
针对电力电子变压器前级单相脉冲整流器直流侧电压含有二倍电网频率脉动的现象,该文以电力电子变压器中的双向有源桥式DC—DC变换器为研究对象,研究在输入电压脉动情况下变换器输入与输出之间的关系。首先通过变换器的小信号模型,分别针对输出电压开环和闭环控制情况,揭示输入电压脉动情况下输入与输出电压之间的定量关系。为了抑制输出电压脉动...
针对风电场接入串补输电系统,研制一种网侧次同步阻尼控制器(grid-side subsynchronous damping controller,GSDC)抑制次同步谐振(subsynchronous resonance,SSR)。GSDC由次同步阻尼计算器(subsynchronous damping calculator, SDC)和次同步电流发生器(subsynchronous current generator,SCG)构成,通过向风电场注入可控的次同步频率电流,实现抑...
近年来,直驱风机风电场引发的电力系统次同步振荡现象成为了研究的热点。然而,尚未有文献对适用于次同步振荡研究的风电场等值模型进行研究。该文提出在考虑风电随机性的情况下评价等值模型适用性的方法。首先,以风电场等值模型与详细模型对应特征根的平均欧氏距离为判别依据,采用二次函数逼近的方法刻画该距离与注入风功率之间的非线性关系,然...
双馈风电场经柔直接入交流电网可能成为未来“三北”地区大规模风电外送的输电方式。但是双馈风机与柔直系统之间的相互作用存在引发次同步振荡的风险。为此,该文在建立双馈风电场经柔直接入交流电网的系统等值模型的基础上,通过阻抗法分析次同步振荡产生的机理;研究风电场并网机组台数、风速、负荷等因素对次同步振荡特性的影响;同时引入变流器...
为分析最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制对光伏并网系统产生间谐波电流的影响,该文首先建立考虑光伏电池、并网逆变器及其控制系统在内的并网系统模型;其次,分析扰动式MPPT的三点周期振荡特性及其等效输出表达式,揭示扰动式MPPT产生间谐波的具体作用机理;接着,通过在最大功率点附近的线性化处理,推导基于MPPT周期振荡的输...
在向无源网络供电的电压源型高压直流输电技术(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)系统中,传统双闭环控制无法提供系统惯性和阻尼系数,而传统虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制虽然能实现一次调频,为系统提供频率支撑,但属于有差调节。为弥补上述两者的不足,提出一种优化频率同步控制策略(improved frequency ...
提出一种集成智能楼宇灵活负荷的主动配电网建模及优化调度方法。首先,根据楼宇蓄热特性,基于热阻热容网络模型,构建考虑楼宇内部不同温度区域的智能建筑能耗预测模型;基于能耗预测模型,构建智能楼宇的暖通空调系统优化调控模型,通过在温度舒适度范围内对楼宇室温进行优化调节,实现对暖通空调系统的能耗管理;进一步为考虑智能楼宇在不同优化调度...
换相失败是晶闸管换流阀逆变器的常见故障,为提高直流系统抵御换相失败的能力,实际工程中直流控制保护系统基于换流母线电压提出了许多预防换相失败的算法,然而在直流分层接入方式下,常规预防换相失败的控制功能在某些工况下失效。该文建立特高压直流分层接入系统电磁暂态仿真模型,基于分层接入相互作用因子和换流母线谐波特性,研究预防换相失败...
随着电力市场改革的深入,配电网需要自行解决功率平衡问题。电网公司向社会开放售电业务、鼓励可中断负荷参与辅助服务的市场竞争已成为发展趋势。此时,需要配套的控制策略指导可中断负荷调度。该文结合电力市场的要求,提出一种利用离散傅里叶变换的控制策略。在全新评价标准的约束下,于不同时段按需调度不同类的居民可中断负荷。仿真结果表明,...
针对大型互联电网中可能存在的低频振荡问题,提出一种基于数据驱动的背靠背柔性直流输电系统自适应广域阻尼控制器(adaptive wide-area damping controller,A-WADC)。该A-WADC选取广域测量信号作为输入,同时调节柔性直流输电的有功和无功控制环。为了适应系统运行状态变化,采用基于数据驱动的目标表示的启发式动态规划算法进行控制器设计,无需受...
燃气轮机、燃气锅炉以及热电联产系统等耦合单元的广泛应用使电力系统、天然气系统和热力系统之间的联系日益紧密,而各网运行主体不同导致的可交互信息有限,又给全网潮流分布的计算带来挑战。该文模型计及热电联产系统、燃气轮机、燃气锅炉、压缩机、水泵等多种耦合单元,并重点考虑耦合单元位于电网、热网平衡节点的影响,提出在各网之间有限信息...
基于单一指标的主网在线安全态势(即安全水平及趋势)表征,便于运行经验的获取和积累,也易于"知识"建模。基于电网的有功路径映射弹性网模型,分析了主网静态功–角安全性特征;从适配性和抗噪性方面,选择并研究了量化指标的可行性,进而提出了基于摄动–安全态势感知的经验获取方法。分析发现,电网静态功–角稳定的充要条件是所有全路径都满足功–...
在高浓度尿素水解制氨工艺中,为减少中间产物甲铵对设备的腐蚀,提出一种蒸汽汽提工艺来促进水解液中甲铵的分解。文中通过建立蒸汽汽提工艺的机理模型,并结合中试装置开展试验研究,分析了蒸汽汽提对尿素水解制氨过程的影响。试验结果表明,汽提蒸汽改变了水解反应体系的气液相平衡,促进了液相中甲铵的分解。水解产氨速率由动力学控制,蒸汽汽提工...
为了研究运行工况对四面体涡流发生器MgO颗粒污垢特性的影响,选用粒径为50nm的球形MgO颗粒为研究对象,通过矩形通道内的正交设计实验,考察了流速、浓度、入口温度以及水浴温度对颗粒污垢特性影响的主次顺序,探究了各工况参数对MgO颗粒污垢特性的影响,并且在实验范围内探寻了各工况参数的优水平组合。结果表明:在各工况参数中,浓度对污垢热阻渐近...
光滑环形密封静态气流力及刚度系数直接影响转子系统稳定性。采用计算流体力学方法建立了光滑环形密封全三维数值分析模型,计算密封在阻塞/非阻塞、不同偏心及长径比情况下流动特性,分析导致光滑环形密封静态不稳定的形成机理及影响因素。结果表明:在高偏心状态下小间隙流体周向速度梯度变化引起的黏性效应增强是非阻塞状态下实验密封(L/D (28) ...
以针对超超临界燃煤锅炉用高温耐热材料而开发的镍-铁基合金为研究对象,在模拟锅炉烟灰/气环境中研究轧制态和热处理态合金的高温腐蚀行为。通过不连续称重法测量试样的重量变化,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)X-射线衍射(XRD)等分析方法研究合金组织结构、腐蚀产物形貌、元素分布和腐蚀产物物相。结果表明:合金耐烟灰/气腐...
故障预测及健康管理(prognostics and health management,PHM)对于增强系统的可靠性以及提高系统的可维护性具有重要意义。随着电力电子装置在各领域的广泛应用,研究电力电子装置的PHM技术势在必行。由于具有非侵入性的特点,基于混杂模型的LC参数辨识方法是一种先进的PHM技术实现方式。然而,由于忽略了开关瞬态的二极管电流的突变,现有的混杂模...
提出一种集成Buck型无桥有源功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器及其控制方法。变换器能够工作于升压模式或降压模式,使得直流侧电压能够在宽范围内调节;采用载波层叠脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制策略,使变换器能够根据网侧电压和直流侧电压的大小关系能够自动工作于单级模式或准单级模式,集成Buck变换器仅需处理部...
电网阻抗的存在可能引发光伏并网逆变器的谐波谐振,甚至不稳定。通过建立单相光伏并网逆变器的等效阻抗模型和等效控制模型,分析系统稳定性和谐振的关系,指出当光伏并网逆变器处于临界稳定状态时,系统由于阻抗匹配而出现谐振现象,且阻抗匹配的频率为系统开环截止频率。为降低并网电流中的谐波含量,应使光伏并网逆变器始终具有足够的稳定裕度,为...
在大功率低压大电流应用中,常将多路变换器并联运行以提高效率和可靠性。由于LLC谐振变换器的增益对元器件参数非常敏感,因此并联运行时,各路之间由于器件参数不一致引起的均流问题较突出。通过减少均流误差源的办法,该文提出一种具有自动均流特性的并联LLC谐振变换器。利用共用谐振电容、耦合谐振电感,该谐振变换器无需增加额外的元器件和控制...
永磁同步电机低速无位置传感器控制系统的性能与位置检测精度密切相关。基于脉振高频电压注入法,分析电机参数不对称和电流检测偏差对位置估计误差的影响,指出两者均会导致估计位置中产生2次谐波误差。提出一种有初相角的双重滤波补偿方法来消除谐波误差,为解决初相角难以准确获取的问题又提出了一种改进的方法。在一套1.5kW的PMSM驱动平台上进...
随着全数字式控制系统的出现,交流伺服电机凭借效率高、结构简单的优点,在国防、工农业生产和日常生活中得到广泛应用。交流伺服电机的精确定位控制离不开准确的转子位置信息检测。由于外置位置传感器的位置检测方法存在体积大、成本高、安装不便等缺点,以及无传感器检测方法存在参数不稳定、实现较为复杂等问题,提出将隧道磁阻(tunnel magnetor...
气隙磁动势谐波次数较多,且旋转方向不同,其相互作用关系对悬浮力的影响是多相无轴承电机研究的一大难点。为解决这一问题,该文提出一种谐波注入式五相无轴承永磁同步电机,将传统电机马鞍形永磁体的优点引入到无轴承电机中。以10槽8极结构为例,基于绕组函数法建立电枢绕组的定子磁动势数学模型;为获取最大平均转矩,计算马鞍形永磁体中3次谐波的...
在动态边端效应的作用下,直线牵引电机参数会发生显著地变化,导致无速度传感器控制性能恶化。该文以中低速磁悬浮列车直线电机为研究对象,利用backstepping控制理论和MRAS相结合的速度辨识方案实现高性能直线电机无速度传感器矢量控制。首先,给出以定子电流、转子磁链为状态变量的直线电机状态空间模型;然后,在状态空间模型的基础上引入附加状态...
基于开关磁阻电机的运行原理和横向磁通电机的结构特点,提出一种新型的模块化开关磁阻式横向磁通电机(modular switched reluctance transverse flux machine,MSRTFM)。该电机结构简单,其定、转子铁心均为采用硅钢片叠制的U型结构,定子绕组直接绕制在U型铁心上,易于模块化加工。相比于传统的开关磁阻电机,MSRTFM具有横向磁通电机的优点,可以实现...
机械故障是高压断路器的主要故障,利用传感器采集数据分析断路器状态,从而诊断其机械故障已成为电网智能化发展的重要需求。为了实现对高压断路器机械故障的精准便捷检测,提出一种基于声音信号识别高压断路器机械故障的方法,利用K-S检验搜索故障信号与正常信号的幅值分布差异区间,并提取差异区间内的幅值和作为特征向量,通过分析贡献最大的若干...
实时评估变压器负荷能力,保障设备安全前提下充分挖掘变压器负载潜力,是资产精益化管理的发展方向。通过分析变压器的热源组成与传热过程,将日照辐射吸收功率引入到变压器热点温度估算中,依据绕组直流电阻和油黏度温度变化特点,对热源功率和热阻的算法进行了修正,提高热点温度估算精度。然后综合考虑顶层油温、热点温度、相对损失寿命和辅助设备...
大电流冲击放电电弧对电极和临近物体会产生很强的冲击力。以吉瓦–百千安级气体开关为例,结合爆炸波理论和电弧通道能量平衡方程,研究讨论了电弧对电极的冲击波超压以及冲击波超压在传播过程中的衰减特性,给出了电弧通道能量不再转化为冲击波的分界点。分析计算表明,冲击放电电弧膨胀产生的冲击波超压与电弧电流上升率(di/dt)密切相关,冲击波超...
以30kV双断串联口直流真空断路器为研究对象,建立换流回路拓扑结构,采用连续过渡模型,考虑换流回路元件参数的影响,提出非同步下短路电流及暂态恢复电压计算模型,分析同步以及不同延时时间下(0.1~0.5ms)双断口直流真空断路器开断特性与暂态恢复电压分布差异。搭建机械式双断口直流真空断路器样机实验平台,在4.5kA短路开断电流下进行延时开断实验...
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