基于FPGA的高速电力电子半实物仿真器

针对传统电力电子仿真系统仿真算法步长太长.仿真速度不够快的问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)模块化并行计算的半实物仿真系统,可用于电力电子的控制器测试中。首先阐述了如何在FPGA中实现电力电子元器件模块建模,并提出各模块交互连接的并行计算策略。通过FPGA仿真软件Modelsim仿真与半实物仿真系统实验结果得出:该半实物仿真系统的单步仿真步长为0.1μs,可用于控制器实时控制中。通过对搭建在仿真系统上的并联逆变器进行起动控制实验,结果表明该仿真系统仿真速度快、准确度高且成本低,易于普及推广使用。     

FPGA全数字电力电子变换控制器设计

针对目前的电力电子变换控制器多以数字信号处理器为核心进行设计、其存在的固有延时以及指令顺序执行特性无法满足一些实时性高、灵活性强的应用场合需求问题,研究了具有硬件并行与准模拟电路特性的现场可编程门阵列,可更好地用于构建高性能数字控制系统.通过分析电力电子控制器设计现状和FPGA电力电子控制器的典型应用,得出以FPGA为核心的电力电子控制器的特点,提出了具有指导意义的FPGA全数字电力电子控制器设计原则和设计方法.基于此,设计了有源电力滤波器FPGA全数字控制器,并与DSP控制器在控制性能上进行了具体比较,最后结合电力电子装置发展趋势对FPGA全数字控制器的应用前景进行了展望,期望为FPGA在电力电子控制器中的设计与应用提供有益思路.     

基于FPGA的模块化多电平换流器并行化控制器设计及实验验证

模块化多电平换流器(MMC)中数以千计的子模块(SM)给控制器计算带来很大负担。海量数据采集、复杂控制计算以及不同控制器间通信等因素导致整个控制链路延时较长,恶化系统动态特性,甚至导致并网后系统不稳定。设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的集成控制器,在单块FPGA板卡中实现MMC的全部控制策略。控制器充分发挥FPGA的并行特性,每种控制模块尽可能采用并行设计,并将相互独立的控制模块并行执行,以提高控制器的计算速度。基于RTDS平台进行了硬件在环实验,对所开发控制器进行功能验证。结果表明：所开发控制器链路延时短,响应速度快,可用于控制策略开发测试、控制参数调试等领域。     

基于FPGA的微电网并网控制器的设计与实现

针对微电网与大电网能量交互的问题,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的微电网并网控制器。该并网控制器以ADS7864芯片为核心实现数据的同步采样;同时,根据锁相原理,研究了一种改进的基于同步空间坐标变换的锁相控制算法,给出了锁相环模块中滤波器和PI调节器参数的设计方法。通过Matlab/Simulink仿真分析验证了锁相环的有效性,最后研制出基于FPGA实现的并网控制器并应用于微电网实验平台。实验表明该控制器能实现快速准确的数据采集和锁相控制,从而实现微电网的平滑并网。     

一种模块化通用测试平台的设计

针对现阶段电子装备的测试需求复杂化程度高和更新速度快的特点,设计了1种模块化、通用化的测试平台.该测试平台基于常用的测试技术,采用模块化的设计思路,通过对硬件电路和FPGA固件进行合理的分块设计,实现灵活组建多种电子装备的测试设备.模块化测试平台的设计,具有较高的通用性和实用性,为缩短测试设备的研制周期和降低开发成本提...     

面向 MMC型电力电子变压器可视化平台的设计与开发∗

为实现 “双碳目标”,电力系统逐步向清洁低碳的能源互联网形式发展.电力电子变压器在能源互联网中广泛用作电能路由器的执行机构,因而催生出对全新测控系统的需求.针对模块化多电平电力电子变压器 (Modular Multilevel Converter Based Power Electronic Transformer,MMC-PET)的结构特征,设计一个人机交互可视化平台. 基于 ModBus协议,实现触摸屏端与主控器间的通信,通过对触摸屏界面的设计完成平台开发.实物验证结果表明, 该平台运行稳定,能够进行良好的人机交互.     

基于ARINC659测控系统的测试平台设计与实现

ARINC659背板总线为综合化模块化航空电子(IMA)中在线可更换模块(LRM)之间数据传送的标准总线.多重冗余可重构的特性以及时间窗口触发的帧收发运行控制机制是ARINC659背板总线的突出特色,同时也使得基于ARINC659总线的系统测试变得更加复杂.采用SOPC技术构建基于FPGA的测试平台,32位高性能软核处理器NiosⅡ作为控制核心和数据交换枢纽,W5300 TCP/IP硬件协议栈实现测试平台中FPGA与上位机的通信.通过仿真实验,验证了该通信测试平台可以准确、可靠地实现所需功能.     

用于振动抑制的正位置反馈控制及其FPGA实现

使用正位置反馈控制 (PPF) 对结构进行振动抑制。阐述了正位置反馈控制器的基本形式并分析了其控制机理，说明PPF控制器可以达到主动阻尼的效果，且具有较高的鲁棒性。详细分析了FPGA (可编程门阵列) 平台用于主动控制的优势以及在FPGA平台上对控制器进行快速原型实现的基本流程。完成了基于FPGA的PPF控制器设计，通过同位配置的压电片作为传感和驱动元件，实现对飞机壁板其中的一个模态的振动控制。实验结果表明，使用FPGA可以实现常规控制器难以完成的高速反馈控制，且简化了控制系统，振动控制效果可达8分贝。最后根据对控制器不同阻尼比参数的选取，阐述了阻尼比对控制效果的影响。     

基于FPGA的单相有源电力滤波器控制系统设计

针对有源电力滤波器(APF)的控制算法复杂且对实时性和精度要求高,而传统的DSP软件方法实现过程中存在着不能并行运算等问题,提出了一种基于可编程逻辑器件(FPGA)的APF控制系统设计方案。阐述了谐波检测方法及改进后的补偿电流控制方法。以FPGA EP1C12Q240C8为控制器搭建了试验平台。试验结果验证了该控制方法及APF控制系统设计的正确性。     

VXI总线高速大容量数据采集模块

根据某舰空导弹自动测试系统的要求,设计了基于VXI总线的4通道高速数据采集模块.它以同步动态随机存储器(SDRAM)为数据缓冲单元,用现场可编程门阵列(FPGA)实现控制和与VXI总线的接口.控制程序采用自顶向下的模块化设计方法,用VHDL实现电路行为的描述.采用状态机(FSM)控制整个流程,实现了各路控制信号的可靠同步.针对SDRAM控制复杂的特点,设计了基于FPGA的SDRAM控制器.驱动程序和应用程序用LabWindows/CVI写.测试结果表明,模块的采样频率可达200 Msps,有效位数为7.76位,达到了预期的指标.     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

锅炉停用保护剂对水汽氢电导率的影响研究

电站锅炉停用保护剂多采用十八胺和表面活性胺。对这2种停用保护剂进行了应用效果对比研究,即对湿冷机组、空冷机组采用十八胺或表面活性胺、有无凝结水精处理系统等6台机组停机和启动过程中给水、主蒸汽和凝结水的氢电导率变化情况进行分析。研究结果表明：在停机过程和启动过程,2种保护剂均会在水汽系统中发生部分分解,导致水汽系统的氢电导率显著升高;表面活性胺和十八胺比较,使用前者,机组启停机过程可保持凝结水精处理系统正常投运,因而可使水汽质量迅速达标,对机组安全运行有利,因此推荐采用表面活性胺作为锅炉停用保护剂。     

大规模储能系统发展现状及示范应用

随着储能技术的飞速发展,大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段。介绍了储能技术的类别及其在电力系统中的作用,并阐述了其在电力系统中的应用研究现状和目前的主要示范应用实例,论述了储能技术未来发展趋势。     

基于电流变化率的准恒频滞环电流控制方法

针对滞环电流控制存在的开关频率不固定,设计输出滤波器困难的缺点,通过对开关频率与滞环环宽关系的分析,提出了一种根据电流变化率调节环宽的准恒频滞环电流控制方法。控制方法根据电流变化率来实时调节滞环控制的环宽,实现开关频率的恒定;具有响应速度快和稳定性好的优点,同时克服了滞环电流控制开关频率不固定的缺点;较已有方法计算量小,不依赖于系统参数,容易实现,并通过理论推导和仿真证实了方法的可行性和正确性。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

What’s next for Cuba’s electricity sector?

Cuba’s electric sector is approaching an inflection point. Although the country has historically relied upon non-commercial barter agreements for imported oil to meet its electric demand, a combination of factors including reducing imports, increasing demand, and ambitious climate change goals suggest new pathways forward may be warranted. The way Cuba responds to near- and long-term challenges will help set the stage for its energy future. This article describes Cuba's electric sector and provides a set of key recommendations to consider going forward.     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

550 kV SF6 气体绝缘高海拔套管绝缘屏蔽结构

介绍了550 kV SF6气体绝缘金属封闭式组合电器（GIS）高海拔套管的绝缘屏蔽结构参数对电场分布的影响。针对套管单屏蔽结构方案,通过有限元法研究了接地屏蔽层翻边结构参数组合对套管内部最大电场强度的影响;研究了接地屏蔽层高度对GIS套管内外绝缘电场强度分布的影响。从而通过最优化接地屏蔽层高度和接地屏蔽层翻边结构参数组合,得到合理的套管内外电场分布,有效解决了高海拔型套管外绝缘修正后的内外电场分布均匀化问题,为550 kV SF6气体绝缘高海拔套管的绝缘结构设计提供了理论依据。     

Difficulties and Solutions for Desulphurization of Thermal Power Plants in China

As coal is the most important primary energy in China, SO2 , the main pollutant of coal-fired power plantsseriously pollutes the environment in the course of energy utilization and conversion. Flue gas desulphurization is inevitable in China, however, it is rather difficult to reach the stipulated standards without any compulsory administrative measures of the government. What are the exact difficulties and solutions for the desulphurization in power plants?