检索结果-内蒙古大学图书馆

成都大学学报（自然科学版） 2024年第1期43卷 40-45页

作者：严刚峰吴保宁柳恒敏成都大学电子信息与电气工程学院四川成都610106 大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室甘肃天水741020

详细分析单相不间断电源核心部分(逆变电路)的特点、类型、评价指标及控制方式,然后采用广泛应用的单相双极性正弦脉冲宽度调制法的全桥逆变电路作为研究对象,导出了逆变电路输出平均电压的表达式,采用仿真和理论相结合的方法讨论了频... 详细信息

详细分析单相不间断电源核心部分(逆变电路)的特点、类型、评价指标及控制方式,然后采用广泛应用的单相双极性正弦脉冲宽度调制法的全桥逆变电路作为研究对象,导出了逆变电路输出平均电压的表达式,采用仿真和理论相结合的方法讨论了频率调制度和幅值调制度的典型取值对输出电压谐波的影响.讨论结果表明,当载波频率为调制波频率的奇数倍时,取幅值调制度r=0.9左右,而当载波频率为调制波频率的偶数倍时,取幅值调制度r=0.5左右,此时输出逆变电压波形质量更好,谐波含量较小,对于改善逆变电路的设计和参数选择具有一定的参考价值.

关键词：不间断电源全桥逆变电路调制度谐波失真

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构网型与补偿型变流器稳定性分析及双模式切换

构网型与补偿型变流器稳定性分析及双模式切换

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作者：李成锴西安理工大学

学位级别：硕士

随着风电、光伏等可再生清洁能源的大量使用,作为能源并网接口的并网变流器被大量接入电网。根据同步原理的差异,这些并网变流器通常分为跟网型及构网型两类,分别为电网提供可控电能或电压支撑。另一方面,随着新能源渗透率的提高,电网... 详细信息

随着风电、光伏等可再生清洁能源的大量使用,作为能源并网接口的并网变流器被大量接入电网。根据同步原理的差异,这些并网变流器通常分为跟网型及构网型两类,分别为电网提供可控电能或电压支撑。另一方面,随着新能源渗透率的提高,电网逐渐变弱,此时非线性负荷和单相负荷的使用易使电网电压、电流产生畸变和不平衡,从而恶化了该区域电网的电能质量。此类电能质量问题通常应用有源电力滤波器进行补偿。但是无法作为供电设备向负载提供电能支撑。为了提升电力电子装置的综合利用率,使一台变流器同时具有供能、电压支撑以及无功、谐波、负序分量补偿的功能,本文给出一种具有构网型模式以及补偿型模式的双模式变流器控制策略并进行了相关研究,具体内容包括以下几个方面: 首先,控制模式之一的构网型控制采用虚拟同步机控制,在dq旋转坐标系下分别建立引入电压电流控制环以及未引入电压电流控制环的变流器阻抗模型。通过对比这两种变流器的阻抗特性,应用广义奈奎斯特判据分析电压电流控制环的引入对变流器及其调频能力的影响,揭示了不同电压电流控制环控制器参数变化对变流器稳定的影响。表明电压电流控制环在构网型变流器中的重要性。然后,针对电网出现电流畸变与不平衡问题,应用双二阶广义积分器快速提取正负序分量,给出变流器的补偿型控制策略。在dq旋转坐标系下建立补偿型变流器的阻抗模型,并利用奈奎斯特判据分析锁相环带宽对补偿型变流器稳定的影响。同时还分析了滤波电感以及滤波电容对补偿型变流器补偿能力的影响。其次,为保证变流器在模式切换后稳定运行,采用基于D分割法的多工况通用控制器参数整定方法。阐述D分割法基本原理,采用D分割法对构网型变流器电压电流控制环控制器参数和补偿型变流器锁相环控制器参数进行整定,并在控制回路中引入相角一增益裕度测试器,获得控制回路希望稳定裕度的参数稳定域,利用带宽定义,得出控制器带宽与控制器参数联系,叠加得到考虑稳定裕度与带宽的控制器参数稳定域。给出一种双模式切换策略,为避免在切换过程中由电压与相位不同步引起的冲击,引入预同步控制策略,降低切换过程的冲击。最后,在MATLAB以及硬件实验平台上进行相关仿真和实验,通过仿真与实验验证结果验证本文理论分析的正确性和可行性。

关键词：构网型变流器补偿型变流器阻抗模型 D分割法双模式切换

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医用加速器二极磁铁的非单一工作模式电源控制器设计

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原子核物理评论 2021年第2期38卷 159-165页

作者：黄玉珍李雨航姚玉玺高大庆张华剑谭玉莲中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学北京100049 天水电气传动研究所集团有限公司甘肃天水741020

近年来,离子治疗技术在国内外发展迅速。为满足加速器调试和不同治疗方案对医用回旋加速器装置的不同束流能量要求,二极磁铁电源要求工作在可相互切换的直流、有序触发和周期脉冲三种模式。使用中国科学院近代物理研究所自主研发的集成... 详细信息

近年来,离子治疗技术在国内外发展迅速。为满足加速器调试和不同治疗方案对医用回旋加速器装置的不同束流能量要求,二极磁铁电源要求工作在可相互切换的直流、有序触发和周期脉冲三种模式。使用中国科学院近代物理研究所自主研发的集成盒装式控制器,实现了对电源的控制和保护功能。为了适应调试和治疗两种不同场合的需求,控制器还支持本地和远程控制两种不同的网络协议,可通过触摸屏的控制按钮完成两者的切换。电源主回路和控制器设计并装配完成后,对各项指标进行了测试。测试结果表明,电源可正常工作在不同模式下,额定电流下长期稳定度达到了21×10^(-6),电流纹波小于万分之四,超出了设计指标。

关键词：离子治疗磁铁电源电源控制器非单一工作模式

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海底钻机机架的同步升降控制方案设计

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电气传动自动化 2024年第2期46卷 1-6页

作者：宋建峰黄鲁蒙张贺恩孙亚鹏禚晓刘秀全中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580 海洋物探及勘探开发装备国家工程研究中心山东青岛266580 中国石油集团海洋工程有限公司北京100028 大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室甘肃天水741020 胜利油田技术检测中心山东东营257000

为了满足新型海底连续管钻机对可变高度机架的功能需求,开展了机架升降控制方案设计。首先根据海底钻井工艺和深海服役环境,设计了一套基于超长行程柱塞缸和电液比例节流调速的双层机架升降方案及作业流程,具有结构紧凑、稳定性好、油... 详细信息

为了满足新型海底连续管钻机对可变高度机架的功能需求,开展了机架升降控制方案设计。首先根据海底钻井工艺和深海服役环境,设计了一套基于超长行程柱塞缸和电液比例节流调速的双层机架升降方案及作业流程,具有结构紧凑、稳定性好、油缸及高压管线安装方便、开发成本低的优点。为了减轻大跨距偏载和水下洋流扰动等因素对同步运动控制过程的影响,采用四缸主从同步闭环控制结构,并根据系统理论模型设计了一种内模鲁棒性控制算法,通过调节滤波器时间常数来改善控制器动态特性,仿真结果表明该系统具有良好的抗干扰能力,为深海环境下的准确和稳定控制提供了依据。

关键词：海底钻机液压同步内模鲁棒并行控制

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HIAF-BRing二极铁电源样机监控系统设计

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电气传动自动化 2024年第6期46卷 19-22页

作者：吴保宁张华剑天水电气传动研究所集团有限公司甘肃天水741020 大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室甘肃天水741020 中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000

强流重离子加速器(High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility,HIAF)是中国科学院近代物理研究所(IMP)正在建设的国家重大科技基础设施,HIAF-BRing二极铁电源是HIAF的关键核心设备。研制的HIAF-BRing二极铁电源样机,采用全储能、... 详细信息

强流重离子加速器(High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility,HIAF)是中国科学院近代物理研究所(IMP)正在建设的国家重大科技基础设施,HIAF-BRing二极铁电源是HIAF的关键核心设备。研制的HIAF-BRing二极铁电源样机,采用全储能、变前励、多个全开关功率单元串并联的实现方案,使用基于全光纤介质传输的主从数字控制器。本文研发的HIAF-BRing二极铁电源样机监控系统,通过UDP与数字控制器通信,获取电源数据并显示,从电源整机的状态、总输出电流、各支路输出电流、各功率模块状态、各功率模块母线电压、各功率模块电容组温度等多维度实时监测样机的工作状态。为结构复杂、系统庞大的样机提供了一套数字化的监控手段,能实时掌控和分析每一功率模块的工作情况,提高了样机研制的工作效率。

关键词： HIAF 变前励全储能大功率脉冲电源分布式电源控制器电源监控系统 UDP

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基于小波变换与改进时间序列模型的船舶升沉运动预测方法

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山东科学 2024年第6期37卷 1-11页

作者：刘志臻黄鲁蒙孙亚鹏张颖刘振东天水电气传动研究所集团有限公司甘肃天水741020 大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室甘肃天水741020 中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580

船舶升沉运动信号的检测滞后严重影响了海洋升沉补偿系统性能,通过对升沉运动进行准确预测可以有效改善系统的稳定性和实时性。为了提高预测模型的实用性,设计了自回归时间序列模型,具有计算效率高、编程简单的特点。在此基础上为了进... 详细信息

船舶升沉运动信号的检测滞后严重影响了海洋升沉补偿系统性能,通过对升沉运动进行准确预测可以有效改善系统的稳定性和实时性。为了提高预测模型的实用性,设计了自回归时间序列模型,具有计算效率高、编程简单的特点。在此基础上为了进一步解决该模型对非平稳复杂海况和预测时长适应性差的问题,引入小波多尺度分析方法,形成了一种基于小波变换与改进自回归的组合预测模型,通过对历史数据进行分解变换、重构、子序列预测及预测数据合成实现了对升沉运动的在线多步预测。对平稳随机波形和船舶实测非平稳波形的理论测试与实验结果表明:该组合模型具有良好的预测性能,能有效减少由于升沉运动信号检测滞后而引起的海洋升沉补偿系统控制误差。

关键词：海洋工程升沉补偿时间序列预测小波变换

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不同场景下电动汽车充电负荷预测及充电设施规划

不同场景下电动汽车充电负荷预测及充电设施规划

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作者：温一凡西安理工大学

学位级别：硕士

电动汽车(Electric Vehicle,EV)因其节能、环保的特点,近年来在全球得到了快速发展,但是EV充电设施配置的不科学、不合理使许多地区出现充电困难和充电设施闲置共存的现象,很大程度上制约了 EV的发展。因此对EV充电设施进行科学合理的... 详细信息

电动汽车(Electric Vehicle,EV)因其节能、环保的特点,近年来在全球得到了快速发展,但是EV充电设施配置的不科学、不合理使许多地区出现充电困难和充电设施闲置共存的现象,很大程度上制约了 EV的发展。因此对EV充电设施进行科学合理的规划具有重要意义。本文针对城市大区域——行政区、城市和特定小区域一一园区、商业综合体、交通枢纽的停车区域两种场景,分别开展EV充电负荷预测及充电设施规划设计方法的研究。具体研究内容如下: 首先,分析EV充电负荷的多源影响因素并给出预测方法。针对城市大区域,挖掘区域交通路网和地理信息,基于地理信息点(Point of Information,POI)分类数据对城市建筑物进行地理识别,利用图论法建立计及速度-流量模型的路网数学模型;再基于不同类型的EV出行规律构建EV出行模型,采用蒙特卡洛法按概率抽取所有特征量,结合Dijkstra算法模拟行驶路线并判断充电活动,得到EV充电负荷的时空双尺度分布。针对特定小区域,分析EV车位分布、停放规律、充电意愿等因素,建立EV充电模型并采用蒙特卡洛法模拟充电活动,累计得到EV充电负荷在时间轴上的分布。其次,开展考虑多方利益的充电设施选址定容规划,主要涉及建设投资者、EV用户和电网三方利益。针对城市大区域,构建充电站投资建设成本和用户耗时成本综合最小的双目标规划模型,以寻站距离和充电站规模为约束条件,采用优化算法求解获得充电站初步选址定容方案;再以充电负荷接入线路后不过载为前提,以电网扩建最便利为约束,给出充电站的二次规划方案。针对特定小区域,以投资成本、电网线路损耗和用户满意度综合最优为目标,以功率平衡和电压波动为约束条件,构建规划模型,结合电网潮流计算和优化算法得出满足EV充电需求的容量配置和并网位置的最优方案。最后,针对两个具体的应用场景,城市大区域以西安市碑林区为例,特定小区域以某机场远端停车场为例,分别开展EV充电负荷的预测和充电设施的规划工作。结果表明,模型和求解算法具备可行性,规划方案能够指导充电设施规划建设,有利于促进EV的进一步推广和发展。

关键词：电动汽车充电负荷预测选址定容充电设施规划多目标优化

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基于自适应虚拟阻抗的并联系统功率电压控制和稳定性分析

基于自适应虚拟阻抗的并联系统功率电压控制和稳定性分析

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作者：李悦西安理工大学

学位级别：硕士

下垂控制策略能实现无通信自同步以及在微电网孤岛运行时提供电压支撑,因此被并网变流器广泛应用。对于并联的变流器,由于并网线路阻抗比与设备容量比不匹配,致使变流器的无功功率难以按照设备容量比进行分配。这会导致容量小的变流器... 详细信息

下垂控制策略能实现无通信自同步以及在微电网孤岛运行时提供电压支撑,因此被并网变流器广泛应用。对于并联的变流器,由于并网线路阻抗比与设备容量比不匹配,致使变流器的无功功率难以按照设备容量比进行分配。这会导致容量小的变流器反而承担大的无功,甚至产生无功环流。解决该问题的传统方法是采用虚拟阻抗来抵消并网线路阻抗之间的差异,虽然无功按比例分配,但是会降低输出电压,从而影响电源的供电能力。为此本文致力于解决无功功率按并联变流器的容量比分配和输出电压过低这一矛盾问题,同时确保系统稳定运行。本文的主要研究内容如下: 首先利用小信号分析法建立了采用下垂控制的单台并网变流器的输出阻抗模型,并分析了各参数的影响。接下来建立了两台并联变流器的阻抗模型,通过对系统进行合理的源载划分,采用广义奈奎斯特判据对并联系统进行不同参数下的稳定性分析,为各控制器参数的选取提供了理论依据。其次通过分析虚拟阻抗对于采用传统下垂控制的并联变流器系统的无功功率分配以及输出电压降落的影响机理,给出一种具有电压提升功能的基于自适应虚拟阻抗的改进下垂控制策略。该方法通过自适应、宽范围的重塑系统阻抗,并引入并联点电压的闭环控制,有效解决了无功分配按变流器容量比分配的问题,同时变流器的输出电压具有可控性。最后,在MATLAB/Simulink软件及硬件平台上分别进行了仿真和实验,分析了控制参数和下垂系数对于并联系统的稳定性影响,并验证了改进下垂控制对于无功分配和电压提升的有效性。

关键词：下垂控制稳定性自适应虚拟阻抗功率分配

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三电平并网变换器低频振荡的成因及其抑制

三电平并网变换器低频振荡的成因及其抑制

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作者：兰雪梅西安理工大学

学位级别：硕士

并网变换器是典型的电力电子装置,作为新能源发电的关键环节,并网变换器具有复杂的动力学行为,导致系统出现低频振荡,严重影响电网的安全运行。因此,本文以三电平并网变换器系统为研究对象,对其发生的低频振荡现象成因进行深入研究,设... 详细信息

并网变换器是典型的电力电子装置,作为新能源发电的关键环节,并网变换器具有复杂的动力学行为,导致系统出现低频振荡,严重影响电网的安全运行。因此,本文以三电平并网变换器系统为研究对象,对其发生的低频振荡现象成因进行深入研究,设计合理的控制器,以避免和抑制振荡,提高系统稳定性。首先,本文基于频闪映射法建立了二极管中点箝位(NPC)型三电平并网变换器系统的离散数学模型。基于此离散数学模型,用降阶Jacobian矩阵法设计了系统控制器参数的稳定范围,同时采用Jacobian矩阵法和分岔图法进行了设计验证,通过折叠图法和PSIM电路仿真验证了理论分析的正确性。结果表明:控制参数设计不当,三电平并网变换器系统会发生低频振荡现象。此外,还对导致系统出现低频振荡的其他因素进行了详细分析。比如并网电感、非理想电网阻抗以及数字滤波器,它们都会使并网系统出现低频振荡,导致其稳定性和鲁棒性变差。其次,本文设计了延时washout滤波控制器来抑制系统的低频振荡现象。建立了加入延时washout滤波控制器后三电平并网变换器系统的离散数学模型,采用降阶Jacobian矩阵、分岔图设计了延时washout滤波控制器的控制参数,并基于折叠图和电路仿真验证了延时washout滤波控制器参数设计的正确性和有效性。最后,基于功率等级7.5kW的二极管箝位型三电平并网变换器实验平台,完成了三电平并网变换器低频振荡的成因及其抑制的研究实验,验证了本文的设计及抑制策略的有效性。

关键词：三电平并网变换器低频振荡成因抑制延时washout滤波器

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SiC MOSFET三电平并网变换器无电流传感器的电流重构技术

SiC MOSFET三电平并网变换器无电流传感器的电流重构技术

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作者：左冉阳西安理工大学

学位级别：硕士

中点箝位型三电平并网变换器因具有功率器件承受电压低、输出电流谐波含量低等优势,广泛应用于分布式电网中。然而三电平并网变换器的应用中经常会出现由于控制错误或者器件老化等引起的短路、过流故障。因为变换器中功率开关器件数量较... 详细信息

中点箝位型三电平并网变换器因具有功率器件承受电压低、输出电流谐波含量低等优势,广泛应用于分布式电网中。然而三电平并网变换器的应用中经常会出现由于控制错误或者器件老化等引起的短路、过流故障。因为变换器中功率开关器件数量较多,所以当发生故障时无法迅速判断故障发生位置,增加了故障诊断的时间和成本。针对以上问题本文基于SiC MOSFET三电平并网变换器提出了一种无电流传感器的电流重构技术。首先,分析了SiC MOSFET的结构和工作原理,根据SiC MOSFET通态电阻和门极阈值电压与温度的关系建立了含有温度补偿的SiC MOSFET输出特性曲线模型。设计了SiC MOSFET漏源电压检测电路,根据所测得的SiC MOSFET通态漏源电压VDS（on）以及SiC MOSFET输出特性模型,设计了基于DSP的SiC MOSFET漏极电流的重构方法。该方法不需电流传感器,只需通过检测SiC MOSFET漏源电压就可实现对其端电压以及电流的检测。仿真和实验结果表明了所设计的无电流传感器的电流重构方法可有效对SiC MOSFET漏极电流进行重构。其次,建立了SiC MOSFET三电平并网变换器数学模型。根据三电平并网变换器的8种工作模态推导了开关管漏极电流与交流侧并网相电流以及直流母线电流之间的关系式。实现了通过每相桥臂2、3管的漏极电流重构三电平并网变换器的交流侧并网相电流以及直流母线电流的目的。最后,论文在以TMS320F28335芯片为核心的SiC MOSFET三电平并网变换器实验平台上完成了SiC MOSFET无电流传感器漏源电压检测电路设计,基于DSP编制了SiC MOSFET漏极电流、并网变换器相电流以及直流母线电流的重构程序,实验结果验证了本文的电流重构技术的正确性和可行性。

关键词：三电平并网变换器 SiC MOSFET 漏源电压无电流传感器电流重构

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