多路输出高压隔离驱动电源的研究

研究了一种具有高压隔离性能的多路输出驱动电源。利用全桥串联谐振在桥臂间形成电流型交流母线,配合高压电缆线、光纤传输实现高压隔离性能。利用磁环数目的增减可以灵活控制驱动电源输出路数。分析了该电源的适用环境、结构及其特点,分析了部分参数对驱动电源输出电压的影响并进行了仿真,验证了该驱动电源配合IGBT运用在轻型高压直流输电中的可行性。最后,制作了一台125 W/2.5 A的样机,进行了实验验证。实验证明,该驱动电源结构、控制简单,可以实现软开关,符合多路输出以及高压隔离中驱动的要求。     

一种分布式高隔离辅助电源隔离侧

介绍一种应用于驱动大功率电力电子器件的分布式隔离辅助电源系统的二次侧。辅助电源系统分为高压输入侧和高压隔离侧。采用新的变压器绕制,确保高的电气隔离,解决电路干扰通过辅助电源传导的问题,切断了干扰的该传递路径,并且给出了电路和市场上的普通辅助电源隔离效果的比较。实验结果证明了电路在阻断干扰上的优势。     

20kJ/s高频高压充电电源

为实现脉冲电容器组充电系统的大功率、小型化、适合野外工作并具有较高安全性能,研制了一台采用全桥逆变器结构和串联谐振电路且输出电压为10 kV、输出平均充电功率为20 kJ/s的高频高压充电电源,介绍了其电源结构、工作方式和电源的系统参数以及实验波形,其中重点介绍了电源的软件和硬件保护功能。针对高压电源要求的高压隔离问题,还介绍了高压继电器和光电隔离系统两项安全措施。实验证明该电源在大功率、小型化、工作安全可靠等方面达到了设计指标。     

高压隔离的多路低压直流电源

提出了一种基于高频电流互感器的多路低压直流电源设计方案,它实现了高低压电路的隔离。在低压侧采用电流型定频PWM控制器UC3842控制的单端反激电路产生稳定的脉冲电流,通过高频电流互感器传递脉冲能量和实现隔离高压,高压驱动供电电路之间的隔离由多个电流互感器实现,并且该电源可以实现输出不同等级的电压和电流以满足驱动电路的要求。试验结果表明,该方案能为大功率电力半导体器件提供足够大的驱动电压和驱动电流,提高高压控制系统的可靠性和稳定性。     

固态开关的多路输出高压隔离供能电源研究

研究了一种应用于直流断路器中固态开关的多路输出高压隔离供能电源,采用LCL-T谐振网络获得高频恒流源,以高压线缆作为电流母线并起到隔离高电压的作用,通过磁环从电流母线拾取功率并实现多路输出.首先,介绍了该电源的架构及特点,对组成模块做了详细分析.其次,重点分析了全桥逆变型LCL-T谐振网络工作原理和输出特性,对电源拓扑结构的品质因数进行优化分析,并结合LCL-T谐振网络作为恒流源和电流母线的思想,给出了整机设计准则.最后,试制了具备12路输出、每路额定输出功率5 W的样机,并且实验结果表明,该供能电源具有结构简单、扩展性良好、零电压导通(ZVS)、母线电流的总谐波畸变率低、能够输出稳定的直流电压等优点,可以满足各类固态开关器件的驱动要求.     

一种隔离80 kV大功率开关电源的设计

介绍了一台隔离80 kV,响应速度3 ms,最大输出功率90 kW脉冲工作开关电源的设计。为满足电源快速性和输出纹波要求,对主电路的拓扑结构进行了优化。应用高频变压器隔离80kV高压,分析了高频变压器漏感与占空比损失之间的关系,提出了高频变压器的直流等效电路。实验证明该电源能够稳定工作,电源性能都能满足设计要求。     

一种新型的可充电式高压感应取电装置

高压输电线路上需安装用于监测的辅助装置来提高输变电的状态监测能力,其电源提供不易。针对目前太阳能电池与感应取电电源的不足,设计了一种新型的可充电式高压感应取电装置,装置由取电模块、电能调理模块、智能保护模块和锂电池充电管理电路组成。给出了装置的工作原理与各模块的电路图,并对装置在实验室进行实验验证,得到了装置性能测试数据,实验表明该装置正确有效,可提供安全稳定不间断的电能。     

高电压宽范围输入低电压输出的DC-DC辅助电源设计

高电压宽范围输入的DC-DC辅助电源技术是中高压、大容量电力电子变流系统的关键辅助技术。基于双管反激电路,本文设计了一个高电压宽范围300~2 500V输入,低电压24V输出的DC-DC辅助电源样机,并给出了电源详细的设计方案。相比传统辅助电源,设计的辅助电源启动支路在电源工作后可自动断开,实现了电源输入电压范围更宽目标;电源主电路由变压器隔离,控制、反馈电路由辅助绕组供电,确保了电源输入/输出高电压隔离;开关管驱动电路采用带耦合电感的脉冲变压器,满足了驱动信号高压隔离和同步驱动要求。此外,计算电源效率的结果表明,双管反激辅助电源更适合高电压输入场合。最后,进行了相关实验,结果验证了所设计的高电压宽范围输入的DC-DC辅助电源方案可行性和正确性。     

通信隔离电源

现今用的电源大多是“砖块”式电源，其可满足各种应用电路要求，使用方便。但输出电压不灵活，价格昂贵。下面介绍用于电信，数据通信中和中央办公室、PBX、服务器以及任何输入电压为36～72V的通信隔离电源。这种电源关键技术是初、次级问电气隔离，在很宽的输入电压范围内保持高效率及足够的坚固性。优点是可充分利用系统的剩余空间，使输出电压灵活、降低总成本。     

光伏发电系统辅助电源设计

为光伏发电系统辅助电源设计了一种采用UC3863控制芯片的多路输出LLC谐振变换器.通过采用高频交流母线和分布式电源供电技术,解决了多路隔离输出的难题.主开关管和输出整流二极管均实现了ZVS和ZCS,提高了能量传输效率.结合200～380 V输入20W输出的样机试验结果,分析了电路的工作特点、励磁电感的设计要求,以及针对不同次级电流所需的次级电路结构设计.该变换器具有效率高、体积小、价格低等优点.     

基于差流检测法的分布式直流接地巡检系统

绝缘监察装置是变电站和发电厂用直流操作电源必备的检测装置。对传统的绝缘监测的方法的原理进行了分析,并指出其存在的问题。在此基础上,对差流检测法的基本原理进行分析,其采用对正负母线绝缘检测电阻的定时切换,形成不平衡桥,可检测出正负母线对地绝缘电阻;与直流漏电传感器相结合,可实现直流馈出支路绝缘故障的极性和阻值检测。介绍了以此为基础的分布式直流接地巡检系统的工作原理,该系统能准确定位绝缘电阻下降或接地分支,既可监测输出直流支路任意极性绝缘下降或接地故障,也可监测直流支路正极、负极绝缘同时下降的情况。该系统组态灵活,尤其适合监测范围大,分支回路多的直流电源系统。     

一种新型零电流零电压开关功率因数校正全桥变换器

介绍一种单级式零电流和零电压开关功率因数校正全桥变换器，利用变压器的漏感和输出电容的储能，在很宽的负载范围内实现了超前管的零电流开关；而通过移相控制方式，利用开关管的结电容则实现了滞后管的零电压开关。由于软开关的实现不需要任何其它的辅助元件，所以与通常的零电流开关PWM Boost全桥变换器相比，该变换器结构简单，容易实现。通过对电路的运行机理和工作模态的分析，可以看出该变换器能同时实现功率因数校正、AC／DC转换、输出电压调节和电气隔离，实验结果证明了该变换器的优越性。     

核电厂厂用电设计的自主化道路

目前我国已进入三代核电的建设阶段,核电作为一种清洁能源,已作为我国电力建设的重要的战略方针,尤其是CPR1000的技术已经成熟,不能一味地依靠国外的技术,核电的自主化建设及设计已经提上日程。提出了厂用电系统的自主化设计路线,论述了核电厂厂用电系统自主化设计的重要意义和必要性。     

用于高压电力电子装置的辅助电源的设计

高电压宽范围输入的辅助电源在中大功率电力电子装置中被广泛应用,提出了采用工作在DCM状态下单管反激电路的方案设计高压输入辅助电源,计算了变换器的电路参数;根据输入电压高的特点,优化设计了变压器的变比和二次侧的反射电压,考虑到变压器的绝缘和爬电效应,提出了一种高电压输入变压器的绕制方法;设计了RCD吸收电路,极大地减小了主开关管上关断时的电压尖峰。     

单级并联式高功率因数直流不间断电源

提出了一类单级并联式高功率因数直流不间断电源(uninterruptible power supply, UPS)电路结构与拓扑族。它是由二极管整流桥与具有功率因数校正、不间断供电、快速输出电压调节等功能的并联式变换器构成。也可以看成是由主直流变换器、辅助直流变换器和充电器3个模块构成。以Buck-Boost式拓扑为例,深入分析研究了这类变换器的工作模式、稳态原理特性、控制策略,给出了关键电路参数设计准则。理论分析与试验结果表明,这类变换器具有单级功率变换、对负载真正的在线不间断供电、网侧功率因数高、蓄电池与电网高频电气隔离、输出电压调节速度快、不需故障检测及模式转换电路、体积重量小、成本低等优点。     

智能化功率超声电源的研制

介绍了一种新型智能化功率超声电源的原理、总体结构和软硬件设计及其特点。该装置由逆变主电路和以ARM7单片机AT91M55800为核心的测控系统组成。逆变主电路实现了频率和功率均可调的超声频交流电的输出。测控系统完成了电参数的实时采集,并执行频率自动跟踪和比功率恒定的控制任务。软件上,分别使用了可变步长策略和实际微分PID算法,以满足上述两个闭环控制的需要。实验表明,该电源能够很好地驱动超声振动负载,并具有频率跟踪范围宽和负载适应能力强的特点。     

电力系统故障时继电保护装置动态特性的数字仿真

提出了用计算机软件模拟任何继电保护装置的具体结构并用故障数据进行故障期间继电保护动态特性仿真的原理，该软件将主要用于保护误动或拒动后的事故分析，与电力系统动态模拟或其他故障再现设备相比具有成本低、灵活性好、省时的优点。该仿真软件可用来详细检查事故中微机保护内部的程序走向或各种常规保护中各元件的时间、逻辑配合关系，也可用于新型保护设计过程中的方案比较和优化。     

考虑灵活爬坡辅助服务和弃风惩罚的现货电能量市场出清模型

为解决风电不确定性引起的系统爬坡能力不足、高比例风电接入时系统总运营成本偏高等问题,提出了计及改进灵活爬坡辅助服务和弃风惩罚的现货电能量市场出清模型。首先,分析了单台机组在出力状态、投入/退出过程中需要满足的爬坡速率约束,以及系统因净负荷波动需要满足的爬坡能力约束,提出了改进的灵活爬坡辅助服务产品。然后,以发电计划和机组状态为决策变量,构建了计及灵活爬坡辅助服务和弃风惩罚的目标函数。最后,通过两个算例从风电预测误差、风电渗透率和弃风惩罚成本等不同角度进行深入分析,验证所提出清模型的有效性。算例结果表明,所提出清模型既提高了系统运行的灵活性和经济性,又提升了高比例风电的消纳能力。     

城市电网分区柔性互联装置的定容方法

分区柔性互联是解决大型城市交流电网发展问题的一个新思路,容量是影响互联装置造价的关键因素。提出了分区互联装置的定容方法。首先,介绍了城市电网分区互联装置的基本概念。其次,分析了基于模块化多电平换流器(MMC)的分区互联装置的功率运行范围,建立了装置容量和最大无功输出的分段线性关系,并分析得出改善无功输出能力的方法,为定容方法提供依据。然后,依据有功需求和无功需求,提出装置定容方法,其中,有功需求是为了解决分区故障后的元件过载问题所需支援的有功功率,无功需求是为了解决分区发生暂态故障后的电压失稳问题所需支援的动态无功功率。定容方法还考虑了装置的功率支援是否会破坏送端分区安全性或导致联络线过载。最后,所述方法应用于国内外首个220kV分区柔性互联示范工程的实际方案论证。     

改进600MW机组电气设计的几个要点

600MW机组逐渐成为电力系统的主力机组,其运行的安全性和可靠性越来越重要,对电气设计提出了更高的要求。因此,必须改进电气设计,要点是同期装置的双重化设置、交流不停电装置的冗余配置、装设发电机出口断路器(GCB)、加强主保护、提高保护用CT的性能和改进厂用电系统的接线及控制方式等。