能量反馈式电力牵引试验系统研究

提出一种能量反馈型的电力牵引试验系统,本系统可以测试各种类型和功率等级的电力牵引设备,并可以对试验系统中的其它部分进行考核.在分析时,将系统分为四个部分,介绍了系统的组成、功能及具体实现方法.最后,重点分析了能馈逆变部分的工作原理和实现方法.     

城轨牵引供电系统车-地配合参数优化方法

对于牵引供电系统车-地配合参数优化问题,建立了包含中压能馈装置的牵引供电系统等效电路模型,推导了采用电压下垂控制方式的直流潮流计算方法,并考虑了中压能馈装置的容量配制对潮流算法的影响.考虑直流电压对再生制动的约束,以列车再生制动能力最大发挥和系统能耗最小为目标,提出基于遗传算法的牵引供电系统车-地配合参数优化方法,得到最优逆变启动电压阈值和下垂控制斜率.最后以实际线路为例进行了仿真研究,结果表明:中压能馈装置开通牵引供电功能后系统节能效果更好,优化后系统能耗降低2%以上,达到了良好的节能效果.     

ZQ—86牵引电动机FTA分析

运用系统可靠性工程设计理论,对地铁的ZQ-86牵引电动机进行系统可靠性问题,寻找导致故障的模式,判断潜在的故障,以利于改进设计方法和制订维修方案。     

HXD3电力机车主变流电路控制方法的分析

以HXD3型电力机车的牵引变流器为研究对象,重点对变流器中四象限整流、中间直流环节和牵引逆变环节的控制方法进行了系统研究,并对其控制特点和优越性进行了分析。     

三相正弦波逆变器容错控制

针对变频器逆变模块故障率高的问题,建立三相正弦波脉宽调制(SPWM)逆变模块中的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)发生短路故障后逆变模块的数学模型.根据这个故障模型,实现对系统故障的有效诊断,同时结合硬件冗余的容错控制策略对电路拓扑进行重构,使得三相逆变器在短路故障情况下仍能正常工作,从而提高系统硬件层的容错能力和可靠性.在MATLAB/Simulink环境下实施系统仿真,验证了三相正弦波逆变器容错控制的有效性和可行性.     

高压直流输电系统逆变站对次同步振荡的影响及鲁棒控制设计

基于复转矩系数法与特征根法,对交直流(AC/DC)并联系统的次同步振荡(SSO)阻尼特性进行了分析.结果表明,逆变侧交流系统的强度以及逆变站控制方式对SSO阻尼有显著的影响.运用H∞鲁棒控制理论设计了直流附加次同步阻尼控制器(SSDC),把逆变侧交流短路阻抗变化、逆变站控制方式的改变以及系统运行条件变化所引起的系统模型幅频特性的差异,看作系统模型的不确定性,把控制器的设计归结为H∞鲁棒控制理论中混合灵敏度问题的求解.特征根分析与仿真表明,SSDC具有良好的鲁棒性.     

牵引变流器模块温度实时监控的实现

针对高速动车组牵引变流器整流和逆变模块温度异常故障,目前通过故障发生时触发固态继电器动作进而封锁牵引.本论述采用一种多层分布式控制策略的模块温度实时监控方法,通过ATmega128单片机I/O口从DIF板卡上DNS8口接入温度传感器,与DIF板卡形成分布式控制,实现封锁牵引、真空断路器动作、上报故障信息、温度采集、温度...     

基于预测控制的逆变器数字控制技术研究

针对当前数字控制逆变系统中控制延时和参数扰动等问题,文章将无差拍控制和重复控制相结合,提出一种预测电压控制算法.以单相全桥逆变器为控制对象,设计出预测控制策略并进行系统的MATLAB/SIMULINK仿真.仿真结果表明,该预测控制算法有效地改善了系统的暂态和稳态性能,满足一定的控制精度和实时性的要求,具有良好的应用价值.     

高铁牵引供电系统对实时电网运行影响研究

以武广高速铁路沿线某牵引变电站为背景,研究高铁牵引供电系统对实时电网运行的影响.利用PSCAD搭建了适用于高速铁路的牵引供电仿真系统.运用Jiles-Ather-ton铁磁磁滞原理建立了V/v牵引变压器的暂态模型,并在仿真系统中通过统一电磁等效电路(unified magnetic equivalent circuit,UMEC)普通变压器模型表示.设置UMEC模型中分段线性的U-I曲线来等效铁芯的饱和特性,并进行空载合闸仿真.在此基础上,对电网侧进行单相短路故障仿真、三相短路故障时的有载合闸仿真.仿真结果验证了牵引变压器暂态模型和牵引供电仿真系统的实用性和有效性,并为相关调度运行部门提供了可靠的理论依据.     

基于替代模型的单粒子瞬态效应注入

牵引传动控制系统是高速列车的动力关键系统,牵引传动控制单元(TCU)的故障会引发高速列车的动力丧失.电磁辐射环境下的单粒子瞬态效应(SET)是引发TCU故障的主要原因.采用传统物理方法进行的SET测试具有一定的风险和成本,提出一种基于替代模型的SET注入方法.根据双指数模型建立SET注入替代模型,对TCU输出的信号进行SET的注入,解决在系统级虚拟仿真平台上无法对SET进行有效注入的问题,通过试验仿真验证该方法的可行性.为实时故障诊断、隔离和容错技术的研究提供较为真实可靠的故障模拟环境.     

结合频率预测的虚拟同步发电机自适应参数控制策略

在基于虚拟同步发电机的逆变器控制模块中加入频率预测环节,得到系统受扰动后频率的最低值或最高值。基于预测的频率最值,在满足储能释放最大容量不变和逆变器输出功率不超过额定容量的前提下,利用逆变器参数能够实时调节的优势,增大虚拟转动惯量和阻尼系数的整定区间。结合更灵活的参数取值方法,提出转动惯量和阻尼系数协调控制策略,从而改善受扰动后系统频率和输出功率的恢复效果。根据二阶系统响应指标要求,给出参数整定方法。最后,利用Matlab/Simulink仿真,在孤岛和并网模式下验证所提控制策略的有效性。     

多通道并联无线岸电系统扰动抑制技术研究

输入输出均并联型多通道无线岸电系统可通过模块化叠加实现舰船岸电大功率传输，解决单通道功率受限问题. 但在模块生产、安装及运行过程中难免产生参数差异和扰动，进而将引起岸电输出电压不稳定，影响无线岸电系统可靠运行. 为此，首先给出多通道并联无线岸电系统电路拓扑，建立了以逆变器移相角为输入、目标负载功率为输出的多通道并联无线岸电系统模型，采用能量?相角的方法降低系统阶数，建立系统小信号模型，基于Trapezoidal阶梯双线性逼近法设计了系统控制器，分别研究通道耦合器参数差异、系统直流输入电压扰动、负载扰动三种工况，通过Matlab仿真和实验验证了参数差异及参数扰动下控制器效果，结果表明控制器在三种扰动工况下均有较好的控制效果，保证了多通道岸电系统的稳定运行，该技术对大功率无线岸电系统的设计与应用提供了技术支撑.      

基于超级电容的交直交牵引供电系统及控制策略

针对传统电气化铁路中无功、谐波、负序等电能质量问题和电分相问题,并考虑牵引负荷的冲击性,提出一种由多端口交直交(AC/DC/AC)变流器、牵引变压器及超级电容储能构成的牵引供电系统及控制策略.牵引变压器的二次侧分别通过两个整流端口与变流器中的单相整流器相连,将整流器的直流母线并联引出,变流器的逆变端口连接在牵引网上;超...     

永磁同步并网风力发电系统双模块控制研究

针对永磁同步并网风力发电系统,研究了一种双模块控制系统。MPPT控制模块在整流器和逆变器之间设置Buck变换器,使用优化后的最优梯度-爬山法策略控制Buck变换器占空比。并网逆变控制模块采用直流母线电压瞬时值外环及并网电流瞬时值内环的双环控制策略,通过外环电压PI控制得到指令电流,进而采用PI瞬时电流控制经逆变器和LCL型滤波器得到并网输出电流。仿真实验波形表明,MPPT控制模块能够快速、稳定地跟踪最大功率。逆变器输出符合并网要求,控制效果具有较好的稳定性和动态特性。     

考虑平行系统特征的双活调度系统的设计与应用

为提高电网运行的稳定性,需要构建稳定可靠的电网调度系统,现提出一种考虑平行系统特征的双活调度系统。通过构建主备两个数据中心,平常根据应用业务量在主备调间进行调整,实现对资源的充分利用。发生故障时,另一个正常运行的中心将承担所有业务。并将平行系统视为电网虚拟运行系统,将真实与虚拟系统结合后得到电网双活调度系统,并具有管理和控制模块、实验和评估模块、学习和培训模块等功能。该系统通过对数据进行初始化处理,计算出电力分配结果,建立双层任务调度模型,利用遗传算法求解模型,从而实现双活调度系统的优化调度。对系统进行试验测试,试验结果表明：本文设计系统所提方法达到最优分配值所需时间短、效率高、电网信息调度总量大,调度能力强,调度信息的安全性高。说明所设计的双活调度系统具有可行性,利于区域电网的优化调度。     

电压型逆变器新型触发方式的研究

对电压型逆变器在换相过程中出现的贯穿短路现象进行了分析与研究，利用ＭＣＳ－９６系列中的８０９８单片机开发系统，进行电路换相失败的预测．文中利用单片机已有资源，设计出了可靠性高、体积小、造价低的门控电路，简单易行的检测电路使得该系统的应用更为方便，文中所提出的逆变器新型触发方式在超大功率逆变器中有较好的应用前景。     

基于VMD-EWT-IASSP-EBILSTM的短期电力负荷预测

电力系统在国家工业基础设施中起着举足轻重的作用,维持系统负荷高精度预测是保障电力系统高效供应的关键。针对负荷数据的非平稳性、随机性与非线性,负荷预测误差较大的问题,结合变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)、经验小波变换(empirical wavelet transform, EWT)、改进的空洞卷积金字塔模块(improved atros spatial pyramid pooling, IASSP)、集成双向长短时记忆模块(ensemble BiLSTM,EBiLSTM),提出了一种短期电力负荷预测模型。为解决负荷数据的非平稳性引起的模型预测波动问题,通过变分模态分解方法与经验小波变换的结合分解为若干子序列,显著降低了原始负荷序列的复杂性;为提高模型预测精度,将分解的负荷子序列利用过零率指标划分高低频序列,在低频序列中构建一种时序依赖捕获模块EBiLSTM提取长期负荷特征,高频序列中构建特征提取模块IASSP提取局部负荷特征,最后累加各子序列的预测结果,实现电力系统负荷的短期预测。选取行业通用客观评价指标：平均绝对误差、均方根误差,...     

基于实时仿真硬件在环的光伏逆变控制器参数辨识

为准确获取光伏逆变控制器参数,在仿真中实现对光伏系统的精确建模,以便正确分析光伏并网系统的动态性能。提出了一种基于实时仿真硬件在环测试的光伏逆变控制器参数辨识方法。该方法采用基于粒子群算法的dq轴参数解耦辨识策略,通过搭建光伏逆变控制器-实时仿真硬件在环测试平台,将测得多种工况下光伏逆变器的响应数据作为实测数据。利用快速原型控制器(rapid prototyping controller, RCP)对所提出辨识策略准确性进行验证后,利用平台对实际控制器进行硬件在环实验,并依据辨识结果在Simulink中建立仿真模型与实测数据对比。结果表明:所提辨识方法正确性及有效性,可以满足电力系统暂态仿真需求。     

一种新型的电压源换流器

为了改善轻型直流输电网络的波形质量,目前电压源换流器使用较多的高频开关器件,导致成本增高,损耗加大,限制了其实际应用.提出了一种Buck型电压源换流器(BVSC),该BVSC由一组双Buck变换器和一个工频逆变桥组成,仅用2个高频开关,即可取得较好的输出波形.为了进一步解决大功率应用时的高频开关的局限性,还提出了一种新型的双频控制Buck型电压源换流器(DBVSC),DBVSC在BVSC的基础上附加了一个双Buck变换器,使原BVSC工作在高频,仅处理谐波功率,而附加的BVSC工作在低频,处理基波功率.DBVSC既可以改善换流器输出电流波形质量,又可以减小系统损耗,提高功率等级,特别适合于大功率应用.推导了基于单周控制思想的控制方程,运用简单的控制电路实现要求,通过仿真研究,证实了理论分析的正确性.