摘要：通过直流风电机组(DC wind turbine, DCWT)建设直流风电场实现风能的直流汇集与直流传输是海上风电系统的主要发展方向之一。为了使DCWT具备高压绝缘隔离、能量双向流动以及直流短路故障自清除能力,提出了一种适用于串联型全直流发电系统的新型DCWT拓扑。该DCWT拓扑采用了H桥结构的DC/DC变换器代替传统的隔离型DC/DC变换器,将DCWT直接串联并加以调制实现低压直流到高压直流的变换。基于PSCAD/EMTDC搭建了基于新型DCWT的串联型全直流发电系统仿真模型。经风电系统的DCWT在输出功率均衡、输出功率不均衡、高压直流母线电压波动等稳态运行工况以及故障DCWT动态切入切出等故障运行工况下的仿真,验证了该DCWT的输出特性、系统的运行特性以及系统对故障DCWT的处理能力,提高了直流风电场的运行可靠性与灵活性,为直流风电场的建设提供了一种切实可行的解决方案。

摘要：未来海上风电场有望采用大型直流风电机组进行组网以降低电缆成本和损耗。为此,提出一种以二极管整流器作为中压并网端口,且具备储能端口与取电端口的多端口风电变流器拓扑,用其实现海上大型风电机组的直流化,其中,储能与取电端口用于实现机组自启动。直流并网端口无LC滤波装置,当发生直流短路故障时,由于无须采用电容器,则避免了对短路点的放电电流冲击。针对该系统方案,结合变流器数学模型,给出了包括启动、发电和故障穿越的机组级控制策略。详细推导分析了变换器关键元件的边界运行条件,并提出其主电路参数优化设计方法。在PSCAD中构建8.0MW直流风电机组仿真模型,仿真结果表明:变流器的全工况运行参数基本满足边界运行条件,启动并网过程平稳且无明显冲击,变流器能在100 ms左右清除直流短路故障电流,保护功率元件,并实现故障穿越。最后,利用基于RT-LAB实时仿真器和F28335控制器的半实物仿真平台,进一步验证了变流器启动与运行控制策略的有效性。

摘要：混合型直流换流器由全控辅助换流器与二极管整流器并联构成,相比传统模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC),所需子模块数目大量减少,用于海上直流输电时的经济性显著上升,但目前针对该混合换流器的预充电尚无研究。为此,提出了混合直流换流器的启动策略。首先将混合换流器的启动分为不控充电与可控充电2个阶段,针对不控充电阶段分析了子模块电容电压之间的关系,并给出了限流电阻的计算方法。针对可控充电阶段,提出了2种不同的预充电方案。第1种方案依托于参数设计,方案简单有效,但降低了拓扑的模块性,提高了应用成本。第2种方案依托于环流控制,可以不用降低拓扑的模块性,但流程更加复杂,充电速度较慢。最后在MATLAB/Simulink中构建了混合换流器模型进行仿真,仿真结果验证了启动策略的有效性。

摘要：近年来,随着新能源装机容量的不断增大,传统以同步机为主导的电力系统呈现出惯量弱化的趋势,电力系统频率稳定面临挑战。电压源控制使得风电机组具有自主支撑电网频率和电压的能力,是构建新型电力系统的关键技术。然而,当前针对电压源风电机组惯量响应的控制聚焦在最大功率点跟踪阶段,对其低恒转速、高恒转速以及恒功率阶段的惯量响应控制特性和方法缺乏系统研究,削弱了机组的总体惯量响应能力。针对上述问题,提出一种电压源风电机组的全风速段惯量响应控制方法,分析全风速段机组的惯量响应特性;提出调节器常饱和输出的双转速环控制结构实现机组的转速控制及不同运行区间的无缝切换,采用直流电压变化率和发电机转速复合判断方法实现全风速段机组的选择性惯量响应控制;提出评估机组惯量响应性能的参数指标并在此基础上给出惯量响应控制参数的设计方法。搭建了基于PSCAD的2MW永磁直驱风电机组的全电磁暂态仿真模型,验证了所提出控制方法的有效性。

摘要：基于不可控整流单元(DRU)的风电低频交流送出系统不具备功率返送的能力,需采用构网型换流器实现海上风电场的自组网。同时考虑传统跟网型换流器所具备的快速功率响应能力对海上风力发电带来的正面影响,以六相永磁同步电机构成的风电机组作为研究对象,阐明在风电机组内,采用两种控制策略的换流器并联经DRU低频交流送出系统的拓扑结构和运行特性。分别设计风电机组网侧换流器的构网型控制策略与跟网型控制策略,并在此基础上探讨两组网侧换流器之间的功率不平衡问题,进一步设计环流抑制策略,实现风电功率经DRU送出。通过搭建Simulink仿真模型和RT-LAB半实物仿真系统验证方案的可行性。

摘要：针对弱电网缺乏频率支撑能力以及引发接入风电机组振荡失稳的问题,该文给出全功率风电机组的一种电压源控制方法。网侧变换器根据直流侧电压的动态直接实现对电网的自主同步,省略了锁相环;机侧控制环路中附加惯量传递控制环路实现风电机组对电网的惯量响应功能。特征值分析结果表明,电压源控制下的全功率风电机组可在短路比为2的弱电网下稳定运行,加入惯量传递控制会降低风电机组弱电网运行的稳定性。为了便于致稳控制策略的设计,采用“复功率系数法”,从阻尼特性的角度揭示附加惯量传递控制降低风电机组弱电网运行稳定裕度的机理。在此基础上,分别提出在机侧变换器与网侧变换器增加阻尼的致稳控制策略,使电压源控制的全功率风电机组能够在短路比为2的弱电网下稳定运行,且同时具备较强的惯量响应能力。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,验证了控制方法的可行性以及理论分析的正确性。

摘要：直驱风力发电机组的全功率变流器并网前直流母线电容处于完全放电状态,为了避免并网时的大冲击电流对网侧断路器、母线电容等产生损害,需要设计预充电电路在变流器调制前将直流母线电容充电到一定的电压值。本文在分析了常见预充电电路缺点的基础上,对三相和单相全桥预充电电路原有设计方法进行优化,并用仿真结果验证了改进后方法的准确性。另外,对于直流母线电容容量较大的变流器,推荐了一种低功耗电容式预充电电路。

摘要：龙游石窟是一个大型古地下洞室群,具有重要文物价值。但龙游石窟正面临着风化速度加快,围岩变形破坏越来越严重等问题。在洞室群内部设置安全通道的方法是保证旅游安全和实现洞室群长期保护的一个重要措施。为制定设计安全通道的合理方案,对洞室群分布区的变形破坏现象进行了现场地质调查,并根据调查结果重点分析了洞室群洞口区域、顶板、公共边墙和岩柱的变形破坏特征。并利用有限差分程序FLAC3D进行了数值计算分析,对安全通道所经过区域的洞室围岩稳定性进行了评价。在计算过程中,利用网格单元的安全系数计算方法对比分析了安全通道的不同设计方案,初步确定了龙游地下洞室群1～3号洞室安全通道的设计路线。

摘要：充填质量是充填法采矿安全生产的保证,而充填工艺是影响充填质量的重要因素。针对金川镍矿存在的充填质量问题,开展了充填系统与工艺的调查与分析研究。首先进行了金川镍矿一、二期工程的充填系统、工艺以及充填体质量的现场调查;然后,分析充填系统和工艺与充填体质量的关系,由此找出了影响充填体质量的主要因素,揭示了充填工艺对充填质量影响规律。最后,根据充填工艺的调查分析结果,提出了提高充填质量的关键技术与采取的措施。研究结果对金川矿矿区充填系统技术改造和工艺优化提供了理论依据,为提高矿区充填质量奠定了基础。同时为类似矿山的充填采矿优化设计和工艺技术改造提供了宝贵经验。

摘要：21世纪将是地下空间高速开发和利用的一个世纪．隧道工程作为跨越大江大河、重要海峡等水域的重要形式．也将进入高速发展的阶段。我国盾构法隧道面临地质条件复杂、建造风险大、耐久性与环保要求高等方面的挑战。在资源集约利用、实现隧道直径和长度突破、多功能隧道的综合防灾体系等方面，十分有必要开发具有引领作用的设计方法与关键技术。