提高LCL型并网逆变器对弱电网适应能力的虚拟阻抗方法
摘要：随着分布式电源并网功率等级的增加及接入位置的广泛分布，电网越来越表现出弱电网的特性，即含有较大的电网阻抗和丰富的电网电压背景谐波。其中，电网阻抗会改变控制环路的增益，影响其控制性能，甚至可能导致系统不稳定，而电网电压背景谐波会引起并网电流的畸变，使其无法满足并网电流谐波标准。由于逆变器的输出阻抗模型能够同时反映控制系统对电网阻抗的鲁棒性及对电网电压的抗扰性能，因此，该文通过揭示它们之间的关系，提出采用虚拟阻抗的方法对输出阻抗进行校正，并给出虚拟阻抗的实现过程和参数的设计方法。采用该方法可使得逆变器在电网阻抗宽范围变化时仍然能够稳定工作，同时保证并网电流满足谐波标准。以单相LCL型并网逆变器为例进行实验验证，实验结果验证了控制策略的有效性。2014年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会征文启事
摘要：为了全面反映近年来我国在直流输电与电力电子领域科研、设计、生产运行、设备制造、教学等方面的科研成果，特别是特高压直流输电技术、智能电网技术方面的科研成果，中国电机工程学会直流输电与电力电子专业委员会定于2014年10月在武汉召开第三届全国直流输电与电力电子专委会学术年会。电磁搅拌用两相正交逆变电源的控制方法研究
摘要：为了提高钢铁连铸冶炼的品质以及电源自身的性能，研究一种前级脉宽调制（pulse width modulation，PWM）整流、后级三桥臂逆变的电磁搅拌用两相正交逆变电源的拓扑结构。根据电源装置的前后级能量平衡数学模型，分析推导直流侧电压二次纹波。然后，提出一种PWM整流器的综合控制方法，有效提高PWM整流器的工作性能，并抑制直流侧电压二次纹波引起的谐波电流。针对后级三桥臂两相正交逆变器，通过分析其数学模型，提出一种输出电流的前馈＋反馈复合跟踪控制方法，能有效结合前馈控制的快速跟踪性能和反馈控制的闭环跟踪性能，提高装置的动态跟踪性能，以满足电磁搅拌器频繁正反转交替的要求。最后，通过仿真和实验验证了所提控制方法的正确性。级联多电平换流器的高效仿真模型
摘要：级联多电平换流器是目前在柔性交直流输配电领域极具发展潜力的换流器拓扑，然而由于其拓扑中有大量独立的开关器件支路，如果在 EMTP 类仿真软件（如 PSCAD/EMTDC）中采用器件模型直接建模将使得仿真计算极其缓慢，给研究及工程应用带来障碍。提出一种基于 Dommel等值计算原理的级联多电平换流器仿真等值计算模型，可有效地解决仿真计算缓慢的问题，具有建模原理明确、计算结果可靠的优点。使用PSCAD/EMTDC软件对所提仿真模型进行仿真验证，结果表明，所提仿真计算模型与详细器件模型在暂态仿真中的响应高度一致，并且在仿真计算时间上具有明显的优势。电流谐波最小PWM开关角的计算及谐波特性分析
摘要：在电力机车牵引传动系统中，受到最高开关频率以及输出电压、电流谐波性能的限制，通常需要采用特殊的优化脉宽调制策略。其中，电流谐波最小PWM（current harmonic minimum PWM，CHMPWM）可以使电机电流谐波分量总体最小，从而有助于提高电机控制性能，减小系统损耗，降低开关管的电流应力，而受到越来越多的关注。对不同开关角个数下CHMPWM的开关角随调制比的分布进行计算，之后以异步电机为例，以加权总谐波畸变（weighted total harmonic distortion，WTHD）和单次电流谐波幅值为指标对CHMPWM的电流谐波性能进行了理论分析，并与特定次谐波消除PWM（selected harmonic elimination PWM，SHEPWM）的相应特性进行了对比，最后对 CHMPWM 下电机的转矩脉动特性进行了研究。仿真和实验结果都证明了理论分析的正确性和CHMPWM的优异性能。临界连续模式单电感双输出Buck-Boost功率因数校正变换器
摘要：针对传统两级结构的多路输出功率因数校正（power factor correction，PFC）变换器成本高、体积大的问题，提出临界连续模式单电感双输出Buck-Boost PFC变换器及其控制策略，分析其工作特性，通过对电感的分时复用控制，实现了两个输出支路的独立控制。相对于传统两级结构的多路输出变换器，减少了电感与控制器的数量，降低了变换器的体积与成本，提高了变换器的效率。实验结果验证了变换器高效率、高功率因数、低总谐波失真及两个输出支路的高输出精度控制特性。实现动态相量测量的FIR数字滤波器最优设计
摘要：为实现动态和暂态条件下同步相量的精确测量，提出基于一组线性相位有限冲激响应数字滤波的动态相量测量算法，系统阐述了算法的理论基础和设计方法。动态相量表示成一组基函数的加权和，由基函数优化选取和权重最小二乘估计实现测量滤波器的最优设计。通过将干扰分量加入优化目标产生陷波效果，实现对任意指定频率的谐波和间谐波，以及故障条件下衰减直流分量的有效抑制。测量滤波器的频响分析和相量测量的误差检验结果表明算法具有很高精度和良好适应性，特别适合于工程应用。2014年中国电机工程学会电力系统专业委员会学术年会征稿启事
摘要：近年来，伴随特高压交直流输电的快速建设、智能电网研究的日渐深入以及新能源发电的迅猛发展，我国的电力系统面临着诸多新的机遇和挑战，为促进新形势下我国电力系统技术与学术研究的发展和交流，中国电机工程学会电力系统专业委员会决定于2014年8月在北京召开学术年会。为加强学会与高校的交流合作，本次会议将与中国高等学校电力系统及自动化专业第30届学会年会联合举行，会议将邀请国内各行业的知名院士、专家、教授就广泛关注的热点问题做主旨发言，并就大家广泛关注的热点学术问题进行交流讨论。潜液式LNG泵低温电机及其关键技术发展综述
摘要：潜液式液化天然气（liquefied natural gas，LNG）泵低温电机（简称LNG泵低温电机）是LNG泵的核心部件。为了便于LNG泵低温电机的研制，该文对该类型电机的发展情况及相关技术进行了综述。文中详细调研了已存在的几种类型的低温电机的特点及其发展现状。根据备选电机的特点和LNG泵的应用环境，总结了LNG泵低温电机关键技术及发展现状，提出了亟待研究的技术问题，设计了LNG泵样机的试验平台及相关测试原则。根据LNG泵的应用环境，该文提出的LNG泵低温电机的选用原则指出，低温异步电机和低温永磁同步电机适合作为LNG泵的备选电机，并认为在技术不成熟的初期阶段，低温异步电机更为适合作为LNG泵低温电机进行研制；随着技术的积累，LNG泵低温永磁电机将逐步研制成功。这些工作为LNG泵低温电机的研制提供参考。油膜力和电磁力作用下发电机组非线性动力学模型及稳定性研究
摘要：针对汽轮发动机励磁绕组匝间短路会导致机组的振动加剧的现象，建立了油膜力和电磁力耦合的发电机组非线性振动响应求解模型及动态稳定性分析方法。模型中发展了一种改进打靶法的不平衡电磁力激励的滑动轴承支承的汽轮机转子系统周期解计算方法，并提出了考察不平衡激励周期解稳定程度的系统阻尼指标。通过对某型300 MW机组受非线性油膜力和电磁力耦合下的振动特性计算，分析了一类故障模式下的振动响应特性及其失稳程度。研究结果表明，在汽轮发动机励磁绕组匝间短路可能导致激发接近于系统一阶临界转速的低频涡动失稳现象；这将为由振动检测直接预知励磁绕组匝间短路故障提供技术支持和理论基础。四相电励磁双凸极发电机转子极加宽对外特性的影响
摘要：转子极宽对基于磁阻原理工作的电励磁双凸极发电机输出特性有重要影响。文中详细介绍了四相电励磁双凸极电机的结构特点及其运行原理，采用二维有限元方法分析了四相电励磁双凸极电机的电磁特性并对比研究了不同转子极弧系数对整个电机的发电输出特性的影响。有限元分析表明转子极弧系数在1/3时发电机的带载能力更强，短路电流更大。最后，设计制造了一台转子极弧系数为1/3的四相电励磁双凸极电机，发电实验数据与仿真数据相吻合，从而验证了理论分析和有限元分析方法的正确性。分析结果表明，将转子极弧系数由1/4增加到1/3可以有效改善发电机的性能，提高电机的带载能力。异步电机无速度传感器模型预测控制
摘要：模型预测控制（model predictive control，MPC）是近年来在交流电机控制领域得到广泛关注的一种优化控制方法。对于两电平逆变器驱动的异步电机系统，传统MPC需要对定子磁链和定子电流进行7次预测得到使目标函数最小的最佳电压矢量，计算量较大，不利于在线实施。通过解析推导定子电流和定子磁链之间的关系，该文提出一种改进的MPC，只需对定子磁链进行预测，省却了计算相对复杂的定子电流预测，使算法复杂性和计算量得到显著降低。另外在MPC的基础上，为了提高系统的可靠性和降低硬件成本，采用速度自适应全阶观测器实现了无速度传感器运行。文中考虑了数字控制延迟对MPC的影响，并提出了补偿方法，采用预励磁的方法获得较大的启动转矩并减小启动电流。最后在两电平逆变器异步电机平台上进行仿真和实验，结果表明，该文提出的无速度传感器模型预测控制，在较宽的速度范围内都具有良好的动静态性能。电机轴电流问题中轴承等效电容和电阻的计算模型
摘要：在PWM逆变器供电交流电动机运行中，轴电流问题影响着系统安全。预测轴电压和轴电流需要确定轴承的等效电容和电阻。该文通过分析轴承受到应力作用发生的弹性形变推导了轴承滚球与滚道之间的赫兹接触面积与油膜厚度的计算公式，继而得出轴承电容的计算公式。通过该模型分析了轴承电容与电机轴承温度、电机转速和轴承受力之间的关系。推导了轴承等效击穿电阻的计算公式，指出该等效电阻会随着油膜击穿点数的增大而减小。对一台变频供电2.2 kW 感应电机进行轴电压和共模电压测量，结果表明所提出的计算模型是合理的。自积分式D-dot电压互感器原理及试验研究
摘要：电力系统中的传统电压互感器有绕组或铁芯，可导致暂态响应不能跟随一次电压变化，易产生铁磁谐振过电压，且响应频带窄、体积大，测量过程需要与高压导体进行接触。文章基于D-dot测量原理，提出一种新的互感器结构，可作为非接触的电压互感器。D-dot互感器是通过电场耦合原理对导体电位进行无接触测量，通过差动输入结构和多重电极并联结构，避免负载电阻、积分电路及引线寄生电感的影响的同时，可减小互感器的相位误差。通过有限元仿真计算对传感器结构进行优化，并将传感器制成印刷电路板在10 kV电压等级下进行误差和暂态性能试验。试验结果表明，互感器可满足准确测量要求并具有良好的暂态特性，符合智能电网测量传感器智能化、小型化、便捷化的发展需要。非正弦负载电流下特高压换流变压器绕组的谐波损耗分析
摘要：以一台型号为 ZZDFPZ-340800/500-800的特高压换流变压器为研究对象，分别采用时域分析法和频域分析法对换流变压器在非正弦负载电流作用下绕组的损耗进行计算，得到绕组损耗的详细分布情况，并对这2种方法进行对比分析，得知频域分析法更适用于实际设计。针对 GB/T 18494.2-2007和IEC-61378标准在计算绕组各次谐波损耗时未考虑不同频率下集肤深度不同的缺点，引入一个谐波损耗因子对其进行修正，获得更加准确的结果值。以修正后的结果值作为变压器设计时的损耗评估保证基准值，可以降低换流变压器的制造成本。基于先导放电理论的雷击上行先导起始研究
摘要：作为输电线路雷电屏蔽分析模型中的关键物理过程，关于上行先导起始机制及其判据的研究尚待深入。基于先导放电物理机制，建立了导线表面稳定上行先导起始仿真模型，并利用模拟电荷法计算分析了导线周围电场分布特征。结果表明，稳定先导起始时，导线周围平均电场强度达到流注场强的区域几乎不受雷电参数和导线参数的影响，由此提出一种上行先导起始新判据，即当线路周围一定区域内的平均电场强度达到流注场强时，稳定连续的上行先导起始。长间隙放电观测结果及对国内外典型线路雷电屏蔽性能的计算结果与运行数据相符，验证了该判据的有效性。通过与以往上行先导起始判据的比较分析，指出已有的输电线路先导起始判据可能会夸大上行先导的引雷作用。特高压换流站复合支柱绝缘子伞伸出对其高海拔直流污闪性能的影响
摘要：为了研究高海拔地区伞伸出对复合支柱绝缘子直流污闪电压的影响规律，选取一大一小和一大两小两种伞形结构的10种伞伸出参数复合支柱绝缘子，在海拔2100 m的条件下，采用恒压升降法进行人工污秽试验，研究伞伸出参数对复合支柱绝缘子污闪电压的影响，同时测量了试品单元伞裙表面电阻在雾室随时间的变化，用紫外放电仪和高速摄像机观测试品的临闪前局部放电和沿面电弧发展。研究结果表明：试品污闪电压值随着平均伞伸出增大存在最大值，提出了平均伞伸出与污闪电压值的二次函数关系；由于绝缘子表面电阻随着伞伸出的增大而减小，临闪前局部放电现象趋于明显，表面电弧桥接概率加大，电弧“飘弧”现象严重，大大降低了爬距利用率，导致污闪电压值下降。激光拉曼光谱应用于变压器油中溶解气体分析
摘要：变压器油中溶解气体在线监测是实施变压器状态检修的重要手段之一。激光拉曼光谱技术能直接使用单一频率的激光对混合气体进行非接触式的测量，符合在线监测的要求。利用激光拉曼光谱对变压器油中溶解气体进行分析，能克服传统在线监测方法的诸多不足。对激光拉曼光谱在变压器油中溶解气体分析中的应用进行了研究。分析了变压器油中7种主要故障特征气体（H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2）的拉曼特征频谱，并阐述了基于特征频谱和最小二乘法对7种特征气体进行定性定量分析的方法。利用共聚焦拉曼技术和镀银石英玻璃管制成的气体样品池，构建了激光拉曼光谱气体分析试验平台。结合平台研究了7种故障特征气体的拉曼光谱检测特性，并与实验室气相色谱法的测量结果进行了对比。对比结果表明，激光拉曼光谱能有效地对变压器油中溶解气体进行定量分析，为变压器油中溶解气体的拉曼光谱在线监测奠定了基础。
