摘要：针对传统控制策略下新能源制氢系统缺乏惯量响应特性,难以主动参与电网调节、系统频率稳定性差等问题,提出基于虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)的新能源制氢系统协调控制策略。首先,在建立新能源制氢系统模型的基础上,考虑到通过变流器并网的制氢系统惯量缺失和电解槽低功率运行的安全约束,提出基于电解槽与蓄电池的VSG控制方案,建立系统网侧VSG控制模型;其次,为防止VSG过度响应导致系统平抑新能源波动能力下降,提出考虑系统状态的VSG自适应方法;然后,针对系统功率波动影响直流母线电压稳定的问题,设计各单元控制策略,并在电解槽单元加入附加响应控制环节以缓解直流母线电压波动;最后,为实现能量合理分配,针对系统不同运行模式,提出考虑各单元运行状态的能量管理策略。仿真结果表明:所提策略充分发挥了电解槽调节能力,系统具备惯量与一次调频响应特性,频率稳定性增强等。

摘要：柔性低频交流输电是输送20 Hz的全新交流输电技术,可有效提升输送的容量、距离及效率,解决海上风电远距离输送、电网安全互联等难题。由于其频率较低,断路器切除短路故障时存在燃弧时间长、能量大等问题,需要结合选相分闸的技术方案。220 kV及以上电压等级的快速断路器常采用双重化继保装置,采用双脱扣方式,其动作时间与单脱扣存在一定的时间差,影响选相分闸的准确性。针对上述问题,该文设计了一种带去磁线圈的双冗余斥力机构,对斥力机构的磁场、机械特性及动作时间差开展了研究。基于磁场的耦合关系提出了采用去磁线圈减小动作时间差的方法,并设计了双冗余斥力机构;建立其数学模型,推导了去磁线圈与斥力线圈间的磁场耦合关系;分析了电容电压、电容容量及去磁线圈匝数等参数对动作时间差的多因素耦合影响规律,获得了最佳设计参数。仿真结果表明,去磁线圈的设计能够有效地减小快速断路器动作时间差。进行了样机制作,实验验证了其可行性,为提升快速断路器选相分闸准确性提供保障。

摘要：多电平换流器中,一般采用变压器实现每个全桥模块门极驱动电路和电源之间的隔离和绝缘。该文基于超声波式非接触电能传输技术,提出电声电型非电气接触式全桥模块门极隔离电源,它主要包括发射换能器、接收换能器、亚克力棒传输介质和补偿电路。分别给出声电、电声换能器和传输介质的设计依据,介绍了换能器的等效电路,采用COMSOL软件对压电换能器进行仿真并介绍了压电换能器的最简等效电路。详细叙述了补偿电路的设计方法,包括发射侧补偿电路的设计方法和接收侧补偿电路的设计方法。搭建实验平台,验证了补偿电路的有效性,对比了超声波式非接触电能传输技术和磁感应式非接触电能传输技术的抗电磁干扰能力。实验表明,该文设计的隔离电源可以有效地为门极驱动电路供电,使全桥模块正常工作,与磁感应式门极驱动电源相比,具有抗电磁干扰强的特点,适用于电磁环境复杂的各种门极驱动场合。

摘要：为了快速准确地辨识出短路电流参数并预测可用过零点及判断故障类型,设计了三相短路电流相控开断控制系统。以现场可编程门阵列EP4CE15F17C8N为控制核心,结合AD采样、总线传输等外围电路,设计完成了控制系统的硬件电路。基于相控开断的原理和改进RLS算法,进行了故障初始时刻检测和短路电流的波形恢复,完成了控制系统的软件设计。通过继电保护测试仪搭建实验电路对控制系统相控开断的准确性和稳定性进行了测试。测试结果表明,控制系统能够在故障发生3 ms内准确判断故障发生,短路电流过零开断误差的3σ范围在[-0.240 2,0.416 2]ms以内,满足短路电流相控开断对控制系统速度和准确性的要求。

摘要：采用喷射气流分散结合高压电晕静电分选手段,对二次铝工业中主要副产物细粒黑铝灰中铝资源进行回收。利用现代图像处理及扫描电镜分析方法验证分散后样品中铝与盐组分的分离状态,设计并采用闭环测试完成单次电选和连续电选,通过X射线荧光光谱(XRF)和X射线衍射(XRD)分析分选产物的铝含量。结果表明:喷射气流分散后的样品颗粒大部分以独立单体状态分布,铝与盐类组分实现有效分离;含铝组分更多存在于样品的大颗粒部分中且能通过电选得到有效分离,三步电选完成后,分选产物中铝含量达到饱和,Al2O3质量分数由50.74%提升至64.93%,其中金属铝含量由8%提升至31%。

摘要：针对LCL-S拓扑补偿的感应式无线电能传输系统,分析其频率分叉特性,获得了次谐振点频率的特点。通过设计感应耦合功率传输(ICPT)系统的参数能够消除频率分叉,提高系统的稳定性。得到了一般固有谐振点工作时,系统的输出功率较次谐振点的输出功率低的结论。为提高ICPT系统的可控能力,提出一种一次侧采用直流可控饱和电抗器的LC复合谐振网络的ICPT电路,基于互感模型和电路理论,详细分析输出电压的特点。以方波脉冲作为系统电源,饱和电抗器产生的高次谐波电流经过补偿网络能够传输到负载,提高系统传输功率。利用有限元软件建立饱和电抗器模型进行仿真,搭建实物样机系统进行实验,仿真结果和实验验证了理论分析的正确性。

摘要：理论上相控开关技术能有效降低特高压输电系统空载线路合闸操作过电压,但实践操作中,断路器预击穿特性、机械分散性和线路拓扑结构的变化等因素都会影响选相操作的效果,一定程度上阻碍了相控技术在特高压系统的发展。传统方法很难确定相控断路器的关合性能与输电线路的故障率之间的定量关系。因此,在用统计法计算线路故障率的基础上,提出一种应用自适应神经模糊推理系统(adaptive-network-based fuzzy inference system,ANFIS)评估相控断路器关合性能的方法。该方法通过神经模糊推理系统,建立影射相控断路器性能参数和特高压线路故障率关系的模型。通过计算分析,该模型的结果符合特高压系统的精度要求。利用此模型,一方面可以预测不同断路器预击穿特性、机械分散性和不同线路拓扑结构下的线路故障率;另一方面,可以分析在不同故障率要求下的断路器关合性能参数要求,给特高压相控断路器的设计制造提供依据。

摘要：目前我国电网在频率控制性能评价方面实施的"时段CPS标准",存在指标设计缺乏理论依据、评价方式过于严苛等不足,导致一些电网出现机组调节频繁、评价结果与控制效果不匹配的现象。本文从系统安全运行的角度出发,以《电力系统安全稳定控制技术导则》为依据,抽象出频率控制的要求:正常运行情况下保证频率留有一定的安全裕度;Ⅰ类扰动情况下限制频率持续越限的时间。鉴于此,提出新的频率安全评价方法(FSAM),包括评价指标和评价方式的设计,以此对区域在正常情况和Ⅰ类扰动情况下的控制行为进行规范和评价。算例仿真表明:本文方法能够引导控制区域进行有利于系统安全运行的调节行为,保证频率在安全范围内变化,且能够减少机组调节次数,提高运行的经济性。

摘要：单相脉宽调制(PWM)整流器通常采用网侧电流与直流侧电压双闭环控制系统结构,一旦其检测系统中的传感器发生故障,将导致反馈值出现偏差,影响系统的控制效果与运行安全。设计一种准确可靠的单相PWM整流器网侧电流与直流侧电压传感器故障诊断与容错控制方案。采用解析冗余的方法实现故障诊断,基于单、双极性两种调制方法的开关函数取值设计了系统滑模观测器与状态估计器;将传感器采集值与观测器估计值作差并归一化建立系统残差,故障诊断单元通过比较残差与阈值定位故障传感器并迅速采取容错控制策略,以观测器的估计值代替故障传感器的测量值实现控制系统重构。通过仿真与实验模拟了三种传感器故障,验证了所提出故障诊断与容错控制方案的有效性与可靠性。

摘要：液态金属限流器(LMCL)具有独特的优势,在电力系统的限流方面有良好的应用前景。为了减小LMCL烧蚀,提高使用寿命,该文设计了一种阻性隔板液态金属限流器(RWLMCL)。首先,从腔体内部的电流分布角度,分析了RWLMCL减少烧蚀的原因。然后,通过实验与仿真探究了RWLMCL中液态金属自收缩效应的动态变化过程。结果表明,仿真与实验结果具有很好的一致,证明了理论模型的合理性。将LMCL的隔板由绝缘替换为阻性,液态金属自收缩效应仍然有效。最后,比较了RWLMCL与现有绝缘隔板LMCL的限流特性与烧蚀情况,发现与绝缘隔板LMCL对比,铁钴镍隔板LMCL的电流峰值减小了2.68%,电弧电压峰值减小了95.0%,弧前时间减少了23.9%,燃弧时间减少了68.8%,阻性隔板的氧化锌隔板LMCL与铁钴镍隔板LMCL的液态金属烧蚀明显减弱。结果证明,RWLMCL可以限制液态金属电弧剧烈燃烧,减少腔体的烧蚀,从而有效地延长LMCL的使用寿命。