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中国电机工程学报 2004年第08期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力工程

电力市场中发电商的风险决策1-6

摘要：电力市场中的电价是最易波动的量,具有内在的不确定性.而电价的不确定性使每个市场参与者都面临着不同程度的风险.该文提出了不确定的电力市场环境中发电企业的风险决策方法.该方法准确地计及决策者行为的改变对整个市场环境乃至其自身的影响;使用收益的期望值一标准差无差异曲线与相应的效益函数来描述决策者不同的风险态度:通过对不同决策方案的效益水平进行评价、选择,最终得到了最优的风险决策方案.IEEE RTS算例研究表明,该文的分析方法能够全面、准确得到决策者最优的风险决策方案.同时,该文还对不同机组的市场影响力进行了简单的分析.

火电厂投资风险决策的模型与整体框架7-11

摘要：该文引入全新的机会成本评价原则,以投资商最关心的装机进度和规模以及融资结构作为决策变量,以资金在全局意义下得到最合理利用为目标,用蒙特卡洛模拟进行风险分析,并结合决策者对风险的主观态度,建立了电力市场环境下火电厂项目投资决策问题的实用而新颖的数学模型.在此基础上应用博弈论方法,分析了竞争对手投产策略对本项目的影响.后续文章中将给出模型的算法和算例分析.

电能期货合同市场的输电拥堵定价及其输电网的开放12-16

摘要：该文提出了一个输电拥堵管理的新方法,这个方法能确保对所有的输电网使用者公平开放电网,并且对输电价格进行公平定价.首先,输电网使用者对使用区域电网之间的输电线路进行容量投标.然后,电网调度机构(ISO)按照输电网使用者对容量投标的价格来分配输电线路的可用容量,使得输电可用容量的总价值最大化.在一条拥堵的线路上得到输电容量调度计划的用户按照边际成本价格为使用这条线路输电而付费.在ISO为缓解区域之间的输电线路拥堵而调整输电计划时,它要对每个发电商和它们的相应用户之间的输电量分别进行平衡.通过将每对发电商/用户组合的输电业务量分离出来,ISO就可以只组织管理输电市场,而不介入发电商和用户之间双边合同形式的电能交易.

计及输电约束和需求方投标的线性供应函数均衡点的求解算法17-23

摘要：在具有需求方投标的电力市场中,需求方通过策略性投标以获取最大利润,从而影响了市场的均衡结果.该文对线性供应函数均衡的应用加以推广,将需求方投标纳入线性供应函数均衡中,基于最优潮流灵敏度,在时市场中考虑需求波动的情况下,推导出了整个市场均衡点的迭代求解算法.算例表明,无论输电约束存在与否,需求方投标均可显著降低发电商行使市场力的能力;在没有输电约束的情况下,纯策略的线性供应函数均衡是存在的;在输电约束起作用的情况下,随着需求的升高,会达到阻塞状态的纯策略的线性供应函数均衡.

一种新颖的三电平软开关谐振型DC／DC变换器24-28

摘要：该文提出一种新颖的三电平LLC串联电流谐振型DC/DC变换器.每个主开关电压应力是输入电压的一半,并且全范围实现ZVS而不用附加任何电路.整流二极管工作在ZCS状态.该变换器通过二次谐振的手段使得以较小的频率变化范围就可以实现较大的输入输出调节范围.整个变换器只需一颗磁元件.该变换器在高压端输入时效率较高,应用在要求有保持时间的电源产品上特别有利.文中通过一个500V～700V输入,54V/10A输出的样机验证了它的工作原理和特点.该样机在额定条件下效率达到94.7%.

软开关三相逆变器磁链轨迹的研究29-33

摘要：近年来零电压开关PWM变频技术受到人们的普遍关注.其基本思想是,通过零电压开关电路使逆变器主电路在各载波周期起始时刻产生谐振,确保各功率开关器件在主电路P、N极间电压为零期间进行动作切换.为了使谐振电路正常工作,通常采用正负斜率交替的锯齿波作为载波,这使得该PWM模式的零电压矢量的作用时间较传统硬开关SPWM模式发生很大变化.该文利用空间电压矢量概念,深入分析了软开关PWM模式下磁链的运动轨迹.指出在硬开关PWM模式下,磁链的运动速度靠零空间电压矢量调节;而在软开关PWM模式下,空间电压矢量的作用时间发生了很大变化,有时甚至没有零空间电压矢量.但该模式依靠非零空间电压矢量进行调节,使得磁链的运动速度仍然保持与硬开关时完全相等.文章还分析了软开关PWM逆变器电流波形畸变的原因,并从磁链轨迹圆出发,提出相应的补偿方法.实验证明了该方法能有效地改善逆变器的输出电流波形.

多电平直流变换器中飞跨电容电压的一种控制策略34-38

摘要：多电平直流变换器利用飞跨电容使得输入电压在串联的各开关管之间均分,以降低各开关管的电压应力.合适的飞跨电容电压是保证多电平直流变换器正常工作并具有良好性能的关键.文中提出一种新颖的控制飞跨电容电压的方案,该方案首先将输出电压与飞跨电容电压解耦,使得控制飞跨电容电压的同时不影响输出电压的调节.继而对飞跨电容电压进行解耦控制,采用这种控制方案有利于分别独立设计各个飞跨电容电压和输出电压的控制闭环.此控制方案通过四电平直流变换器进行了实验验证.

四象限变流器的一种统一性建模及分析方法研究39-44

摘要：四象限变流器(4QC)在电力有源无功与谐波补偿、FACTS和电气传动等系统都获得了广泛的应用.鉴于状态空间平均建模方法通常对于类似于4QC半桥单元这种仅具有两种电路开关状态的变流器拓扑的建模研究比较简便,而对于开关状态比较多的情况,直接应用该方法将变得十分复杂,该文根据任意多相PWM型4QC乃至各类变流器拓扑大都具有多单元对称组合的结构特点,通过研究多相拓扑与半桥单元之间的内在联系以及相间对称结构与控制关系,建立一种适用于多相4QC的具有一般性的统一数学模型,并在此基础上通过大量的理论推导分析,得出一组适合多相4QC的单元组合统一性分析结果.通过单相和三相4QC特例及仿真结果,进一步表明了这种单元组合统一性建模和分析方法的正确性与可行性.该方法也可以拓展到其它各类变流器拓扑的建模和分析研究.

电流连续型Boost变换器状态反馈精确线性化与非线性PID控制研究45-50

摘要：基于非线性系统的微分几何理论并结合传统PID控制的优点,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型并推导出非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Boost变换器状态反馈精确线性化模型.文中结合基于输出误差的PID控制,提出了变换器非线性PD解耦控制策略.研究结果表明,Boost变换器非线性PI解耦控制,比传统的PI控制有更好的动态响应和稳态特性,状态反馈精确线性化能对Boost变换器这类分段线性系统实现完全控制解耦.DC/DC变换器利用状态反馈精确线性化技术并结合传统PI控制技术的优点进行解耦控制,其结果对进一步研究具有一般性理论和实际意义.

飞跨电容多电平逆变器开关损耗最小PWM方法51-55

摘要：该文在理论分析的基础上建立了飞跨电容多电平逆变器载波相移PWM方法和空间矢量PWM方法之间的联系,并以此为依据,提出了飞跨电容多电平逆变器开关损耗最小PWM方法.与传统的载波相移PWM方法相比,该方法使飞跨电容多电平逆变器每相输出在一个开关周期内有120°不开关区域;根据负载的功率因数角,通过调整注入的零序电压,使120°不开关区域最大程度地位于负载电流的最大处,因此该方法大大减小了开关损耗,提高了系统的效率.仿真和实验结果证明了该方法的正确性和可行性.

三电平变频调速系统的三相短路制动仿真与实验分析56-60

摘要：三相短路制动是变频调速系统中常用的一种制动方法.文中从电路的PSIM仿真和实际的55kW变频调速系统的试验结果出发,针对三电平变频调速系统的三相短路制动方法进行了有针对性的分析.文中详尽阐述了三相短路制动的原理和可行性,并通过仿真和试验结果的比较,剖析了在三相短路制动的瞬间过程中,由于制动电流过大而可能导致出现的电动机三相突然开路,直流母线电压跳升和IGBT闭锁等一系列问题.最后综合仿真和实验的分析结果给出三相短路制动的客观评价、使用建议及制动方法的改善措施.

矩阵变换器的电流控制策略61-66

摘要：该文以矩阵变换器的输出电流为控制目标.首先将矩阵变换器等效为整流器和逆变器的串连,得出变换器基本滞环控制开关策略;并分别以改善其输出输入电流品质为出发点,分析得到正弦环宽滞环控制方法和输入电流空间矢量合成控制方法;在分析输入电压对输出电流影响的基础上,结合预测电流控制,得到了变换器独特的27矢量电流控制法.仿真证实了这些方法的有效性.

统一电能质量控制器控制策略研究67-73

摘要：该文讨论了一种统一电能质量控制器,分析了其内部的有功功率平衡.在这个基础上提出了一种基于两相同步旋转d-q坐标系的控制方案.在这种控制方案中串联电力有源滤波器被控为电流源使得输入电流为正弦,而并联电力有源滤波器被控为电压源使得负载端为标准正弦电压.最后利用仿真和实验验证了在UPQC中采用这种控制方式的有效性.

基于Bang-Bang控制的宽量程电流互感器74-77

摘要：当一次工作电流大范围变化时,电流互感器的测量误差也将发生较大变化.该文在分析造成互感器误差变化原因的基础上提出采用双级互感器的手段,通过Bang-Bang控制对互感器的误差曲线进行平滑改造.该方法利用Bang-Bang控制的快速响应特性,可以有效提高互感器的测量准确度,拓宽互感器的量程.实验证明,一次电流从额定值的2%变化到120%,该电流互感器的测量误差不超过一次电流额定值100%时准确度为0.1级的测量标准.

检测电感电流预测电感电压的非线性处理方法78-82

摘要：电力电子系统单一传感器测量技术是提高变换器集成度的一种全新技术,它通过单一传感器检测电感电流,能够有效地对变换器其他变量和参数进行辩识.该文在考虑电感非线性磁饱和现象条件下,提出一种电感电压的非线性预测方法,并据此设计了一种非线性补偿预测方案.该非线性补偿预测方案克服了由于电感饱和而带来的计算误差,能够提供更准确的预测结果,从而解决了由于电感的饱和非线性特性而带来的困难,并使单一传感器测量技术在电力电子系统的变量控制和参数监测等方面具有更大的实用范围.

PWM逆变器共模传导电磁干扰的预测83-88

摘要：在PWM逆变器系统中,IGBT的高速开关动作会产生很高的dv/dt、di/dt,导致严重的电磁干扰.对PWM逆变器共模传导电磁干扰的机理进行研究,得出了共模传导干扰源和传播途径.通过与buck变换器进行对比,提出了一种用于研究PWM逆变器共模传导干扰的等效电路,利用实验测得等效电路中无源器件的参数及对等效电路的电压源进行傅立叶变换,在10KHz-30MHz频段进行了频域分析,计算的共模传导干扰频谱与实验结果进行对比基本一致,证明文中提出的共模传导干扰等效电路模型及其分析的正确性.

检测GIS局部放电的内置传感器的模型及性能研究89-94

摘要：全封闭组合电器(GIS)局部放电检测对于保证其安全可靠运行具有重要的意义.该文从电气测试的角度,研究了GIS局部放电信号的内置传感检测,研制了圆板型和圆环型两种内置传感器,采用电容耦合模型和天线模型研究了这两种传感器的性能.GIS局部放电实测结果表明,文中所研制的内置传感器性能优异,能够传感纳秒级的局部放电脉冲信号,频率响应特性好,完全能够满足GIS局部放电信号测量要求,圆环传感器的灵敏度高于圆板传感器.

中国电机工程学报杂志电机电工

反推式控制在永磁同步电动机速度跟踪控制中的应用95-98

摘要：把新颖的非线性反推(Backstepping)控制策略应用于永磁同步电动机速度跟踪控制中,简化了一般系统设计过程,减少了系统控制中调整参数数目,同时保证系统具有良好速度跟踪性能.给出了系统稳定性证明,并通过Matlab仿真和一般PID控制对比,验证了系统设计的有效性和可行性.