摘要：为实现大容量三相三电平全桥逆变电源的分布式控制,首先提出了一种基于高速收发器的分布式控制架构,并根据逆变电源需要监测的状态变量,设计了一主六从控制器的硬件架构、资源分配和通信协议;然后,测试了高速收发器的通信速率、延时和误码率;最后,在一台20 kW缩比样机和一台兆瓦级样机上对该分布式控制架构进行了实验验证。实验结果证明了所提分布式控制架构的可行性和高速收发器的优异性能。

摘要：设计了一套统一潮流控制器装置,确定它的装置容量后,按其功率模型确定了串联侧注入输电线路的电压幅值、流过串联变换器的电流、并联侧变换器向系统注入的电流、串并联侧交换的有功功率、UPFC串联侧出口电压和并联侧接入母线电压的运行约束值。一套15kVA用于动模系统试验装置的仿真结果证明了在满足运行约束条件下,本文所设计的UPFC能快速有效改善系统的电压和潮流。

摘要：在建立三相电流型多电平整流器(MCSR)数学模型的基础上,分别对其控制系统和电路参数的设计方法进行了研究。在控制系统方面,首先研究了三相MCSR的双闭环控制策略,文中给出的设计方法充分考虑了整流器内部电路参数(如分流电感)对控制系统的影响。当考虑分流电感参数的影响时,三相MCSR直流侧电压的传递关系体现为二阶系统特性。由于二阶系统在谐振频率处有很大的幅值增益尖峰,这不仅使系统的性能变差,也给控制系统的设计带来一定的困难。为此,本文提出增加负载电流前馈控制环节,该方法解决了开环幅值增益尖峰和系统快速性之间的矛盾,使得系统即便采用较小的回路增益,仍可具有较快的动态响应和较好的稳态性能。在电路参数方面,提出了一种简单、通用的分流电感以及直流侧滤波电容参数的设计方法。最后,通过一台三模块并联的三相MCSR的试验工作,进行了验证。

摘要：在满足相同的高频滤波效果的情况下,LCL滤波器所需的总电感值比L滤波器小,因此更适于在大功率、开关频率较低的电流源控制型并网设备上应用。然而针对该类型滤波器的参数设计不仅关系到开关频率处纹波抑制效果,同时也会影响并网电流控制器的性能。本文首先建立LCL滤波器在并网模式下的谐波模型,其次研究滤波器各参数变化与纹波抑制和谐振频率之间的变化关系,在此基础上提出在尽量节约总的电感磁心材料的前提下,设计出滤波效果最优的LCL滤波器的参数值,同时还需要保证LCL滤波器的谐振频率不能太小,以免成为制约电流控制器设计时的因素。最后通过三相并网逆变器的实验装置给出LCL滤波器设计方案的实验效果。

摘要：当前国际风电界相继提出各种风电系统并网规范,要求并网风电机组在电网出现一定的电压跌落、不平衡、谐波畸变、频率漂移、相角跳变等故障情况下仍能与电网保持连接而不解列。为了研究和测试风电机组的故障穿越运行能力,需要设计各种特殊的试验电源装置以模拟各类电网故障。本文就此提出了一种新型可编程电网故障模拟电源的设计方案,能够较为完整地模拟风电并网规范中要求的各类电网故障。实验结果表明该装置操作简单、灵活可靠,故障种类齐全,故障参数柔性可调,且拓展性强,可作为风电机组及其他电力电子设备出厂性能考核的重要测试装置。

摘要：气体绝缘母线的散热性能研究是母线设计及状态检测的重要环节。分别建立了分相及三相共箱式母线涡流场、流体场以及温度场有限元分析模型,将涡流场分析得到的焦耳热损耗作为热源间接耦合至流体场与温度场。进行温升计算时,考虑了对流与辐射换热过程中流体密度、导热系数以及动力粘度随温度变化的特性。通过确定换热边界条件,求解出不同结构母线的温度场分布,与实验数据的对比验证了计算结果的正确性。应用此热计算模型研究了环境温度、气体压强以及负荷电流对不同结构母线温度场分布的影响,所得出的结论对于母线设计及其运行期间的状态检测具有一定的参考意义。

摘要：基于双重傅里叶变换方法,对多模块并联的三相电流型多电平整流器在频率域的一些工作特性定量地进行了数学分析。文中主要研究了采用载波相移SPWM技术时,三相电流型多电平整流器交流侧电流的谐波特性和直流侧电压的谐波特性。研究结果表明,采用载波相移SPWM技术时,该整流器不仅在交流侧可以获得等效高频载波的多电平PWM电流波形,而且其直流侧电压中不包含低次谐波,最低次边带谐波群发生在N(N为整流器的并联模块数)倍载波频率处。最后,本文将频域分析结果应用于该整流器的参数设计,提出了一种简单、通用的分流电感参数的设计方法。仿真和实验结果对本文的理论分析进行了验证。

摘要：针对电动汽车低速大转矩以及高速恒功率运行需求,本文提出变档电机概念,以满足复杂运行工况。采用绕组在线切换的方法,获得等效普通电机与变速器集成后的输出特性,低速时电机绕组串联,每相匝数增加,实现低转速下的大转矩输出;高速时电机绕组并联,每相匝数减少,电机反电势下降,从而拓宽电机调速范围。本文以一台150W三相12/8极开关磁阻电机为控制对象进行仿真和实验,用二维查表法构建电机模型,实现对绕组切换前后及切换过程的动态分析,利用开关磁阻电机电流特性,结合电机转子位置,提出了零电流下的安全切换控制策略。设计得到切换电路的拓扑结构,为了验证该策略的可行性和有效性,搭建了实验平台,实验结果证实了所提方案能在电机相电流为零时实现电机绕组的快速、安全切换。

摘要：针对目前类似多级电容串联分压结构的电子式电压互感器的不足之处,设计了一种新型的电子式电压互感器。该互感器采用传统倒立式SF6互感器的绝缘结构,通过在高压电极和地电极之间构造中间同轴电极形成SF6同轴分压电容,检测SF6同轴电容的电容电流iC即可获得高压侧被测电压大小。该互感器的主要特点是利用高压壳体与接地金属屏蔽罩的双重屏蔽作用,有效地提高分压电容的抗外界杂散电场干扰能力和稳定性。该文对位置、温度、压力等影响同轴电容大小的因素进行了仿真计算。在国网电力科学研究院对研制的高压电子式电压互感器进行了型式试验。仿真和试验结果表明,该电子式电压互感器准确度达到了IEC 60044-7规定的0.2级精度要求。

摘要：随着新能源、直流输电、储能等技术的发展,大规模电力电子装备接入电网并深刻地改变着现代电力系统的动态特性。与同步发电机不同,电力电子装备由半导体开关器件所构成,它与电网之间的同步特性不是由物理旋转的转子主导,而是由相应的控制策略决定,即电力电子装备的大规模渗透使得电力系统逐渐由同步发电机主导的"物理同步"转变为"控制同步"。电力电子装备的高可控性与灵活性为提高电力系统的同步稳定性和动态性能提供了可能,但目前由于对电力电子装备"控制同步"特性的认识尚未完全清晰,难以做到发挥电力电子装备的优势以提升系统动态性能,甚至在很多情况下还会因为同步控制设计的不合理而出现同步失稳现象,危及电力系统安全稳定运行。为此,简要回顾当前电力电子装备的同步稳定分析与控制设计等方面的成果,并基于现有的同步控制结构,提出一种涵盖了锁相环型控制与组网型控制的统一同步控制结构,通过将不同类型的同步控制结构解析为控制回路之间连接方式的不同,进而将不同的同步控制结构参数化,并以此探索更优的同步控制结构。最后,对现有的同步稳定分析方法、技术路线与物理认识进行总结,并从中凝练出未来可能的研究方向。