HVDC送端交流系统故障暂态过电压评估指标

特高压直流输电系统直流闭锁故障及交流系统短路故障引起的暂态过电压,对系统稳定性造成严重冲击。量化评估交直流系统暂态性能指标,对确定交直流电力系统规划设计和调度运行具有指导意义。对交流系统暂态过电压机理进行分析,推导出基于无功补偿和短路比的暂态过电压计算方法,基于系统短路比与补偿电容和交流滤波器参数的比值定义了暂态电压评估指标R_r。研究表明,随着该暂态电压评估指标R_r减小,系统故障后送端换流母线暂态电压升高,受端也会发生不同程度的换相失败。最后,基于国际大电网会议直流标准测试系统,验证了所提指标的有效性。     

碳纳米管场效应晶体管紧凑模型研究进展

随着摩尔定律逼近极限,碳纳米管场效应晶体管(CNTFET)被认为是5 nm以下CMOS晶体管的有力替代者。CNTFET具有准一维结构,栅极可有效控制导电沟道的导通/关断;同时,载流子在沟道内可实现近弹道输运,具有极高的迁移率。因此,CNTFET在低电压环境下,可提供较大的电流传输能力,为实现纳米级超大规模模拟/逻辑电路提供了解决方案。文章综述了CNTFET紧凑模型的发展现状,分析了现阶段面临的漏极电流精确模型、隧穿效应、寄生效应、多纳米管模型等存在的问题,重点探讨了针对这些问题的解决方案。最后对该紧凑模型未来的应用前景进行了讨论。     

基于微纳电离的有毒有害气体传感器

为了有效避免有害气体浓度的超标对经济效益和人类生命财产安全造成损害,提出并设计了一种新型检测方法,通过对微纳电离型传感器进行一系列的测试,设计的传感器展现了较强的抗弯能力及较快的响应-恢复能力。在室温常压、相对湿度75%的实验条件下,对多个浓度的苯、甲苯气体展开了测试,并基于特征噪声强度识别气体的浓度,构建了对应的识别模型。实验结果表明：传感器对有害气体检测时的测量值和真实值的拟合度可达99%以上,体现了较高的检测精度,且在检测有害气体时传感器处于可逆电离平衡状态,重复性良好,不需要进行预热、安全无毒,因此适合于应用到苯类气体的检测中,能够满足效率、精度的要求,具备了一定的实用性。     

低电平扫描电流高强辐射场试验方法研究

低电平扫描电流试验(LLSC)是飞机高强辐射场(HIRF)试验的一部分,其实质是在2~400 MHz 频段 内对飞机进行电磁辐照,以确定外部HIRF 环境与设备线束感应电流之间的传递函数。基于RTCA/ DO-160G 和SAE ARP5583A 标准建立HIRF 测试环境,通过对AC312E 直升机开展低电平扫描电流试验,得到了线束传递函数随频 率、天线极化方式、电磁辐照方向、线束布置的变化规律并分析了其影响机理。结果表明:发射天线以不同极化方式 辐照机体时,不同布置的线束其传递函数有一定差别;发射天线以垂直极化在0°方向辐照时,行李舱附近右发动机 控制单元(EECUR)线束的传递函数比位于驾驶舱的座舱显示器(MFD)线束的传递函数要小;发射天线以垂直极化 方式在不同方向辐照机体时,EECUR 线束在某些频段下在右侧90°方向辐照比左侧270°方向辐照的传递函数要大。 所得结论可为直升机适航符合性验证和低电平扫描电流试验的开展提供参考与支撑。     

基于选相投旁通对的LCC-HVDC系统逆变侧换流变故障性涌流主动抑制策略

当高压直流输电系统换流变阀侧发生单相接地故障,由于换流阀的单向导通性,阀侧故障电流中含有较大的直流分量,流入换流变可能导致换流变饱和并产生“故障性涌流”。与传统三大涌流不同,故障性涌流由阀侧单相接地故障诱发并受直流控制与保护系统的影响。计及直流控保系统的影响,分析了逆变侧换流变发生阀侧单相接地故障时,换流变故障性涌流的产生机理及其对换流变差动保护的影响。针对换流变保护区内阀侧单相接地故障场景下,故障性涌流可能导致差动保护误闭锁的问题,提出了一种基于选相投旁通对的故障性涌流主动抑制策略,可以从根本上避免差动保护误闭锁问题。基于PSCAD/EMTDC的仿真实验验证了所提方案的有效性。     

永磁同步电机低复杂度双矢量预测电流控制

针对永磁同步电机传统模型预测电流控制中存在计算负担重和电流脉动大的问题,提出一种低复杂度双矢量预测电流控制方法。首先,利用电流无差拍控制原理快速获得下一周期的第一电压矢量,相比传统方法可减少一个周期的预测次数。其次,进行第二电压矢量的选择时可以采用非零电压矢量,增大备选电压矢量的覆盖范围。最后,根据均方根电流脉动方程,确定满足最小电流脉动条件下各个电压矢量的最佳作用时间。仿真和实验结果表明：相较于传统单矢量、双矢量预测电流控制方法,所提低复杂度双矢量预测电流控制方法能够有效抑制电流脉动,降低算法的复杂度和计算量,提高了永磁同步电机控制系统在实际中的运行性能。     

基于M3C的低频输电系统不对称故障穿越控制策略

低频输电技术兼具高压交流及高压直流输电技术的优势,具有良好的发展前景。但当系统发生不对称故障时,子换流器间电容电压均衡被破坏,影响低频输电系统的安全运行。鉴于此,提出了一种(modular multilevel matrix converter, M3C)不对称故障穿越控制策略。该方案既能在一定程度上限制短路电流,又能平衡子换流器间电容电压,有效提高M3C不对称故障穿越能力。首先介绍M3C的拓扑和工作原理,分析M3C不对称故障期间的运行特性。进而在dq坐标系下推导故障侧电压电流,计算M3C故障侧有功功率表达式并对其中的直流分量部分进行提取。通过将直流分量不均衡抑制为零的方式确定负序电流参考值,用以实现故障侧的负序控制。最后,搭建基于M3C的低频输电系统模型,通过仿真验证了所提方案的有效性和可行性。     

基于快速原型的感应电机电流源激励系统开发

使用Rtunit快速原型开发系统对感应电机电流源激励系统进行快速开发和控制。在MATLAB/Simulink中完成对三相可编程电流源系统的建模和仿真,使用配套的组件将其转化为工程代码下载到硬件控制器中,通过集成开发环境在线检测和修改对应参数控制三相全桥逆变器,完成了三相电流源激励系统的开发,该系统可以稳定输出可实时调频调幅的三相电流源激励。测试结果表明,该方法在满足需求的条件下,编程简单,开发周期短,成本低,效率高。     

海上风电经VSC-HVDC系统受端电网不对称故障抑制策略

海上风电经柔性直流输电技术（即基于电压源换流器的高压直流输电系统,VSC-HVDC）送出系统中受端电网故障不仅影响受端换流站交直流侧系统的运行状态,严重情况下也会阻碍送端换流站和海上风电机组的正常运行。针对这一实际问题,分析了海上风电经VSC-HVDC送出系统中受端电网发生不对称故障的传播机理,提出了一种基于Lyapunov函数方法的负序分量抑制策略。首先,建立了海上风电机组经VSC-HVDC送出系统的拓扑结构,并分析了受端电网发生不对称故障的传播机理。其次,根据受端换流站的数学模型推导出满足Lyapunov函数全局稳定性的负序开关函数,并求解出开关函数的系数,进一步设计出相应的Lyapunov函数控制器。最后,基于MATLAB/Simulink软件仿真将所提策略与传统PI控制进行对比,验证了所提策略的正确性和有效性。     

基于改进算法的10kV配电网合环稳态电流计算

为了保证合环操作的顺利进行,提出了一种10 kV配电网的合环电流计算方法,重点对合环冲击电流计算过程进行改进,将最大电流出现时刻和所在相纳入考虑。首先,通过理论分析推导,介绍了所提的10 kV配电网合环前稳态电流和合环冲击电流的计算方法;然后,给出了合环操作判定条件的流程;最后,基于MATLAB/Simulink搭建了10 kV配电网的合环仿真模型,对理论分析进行了仿真验证。仿真结果表明,提出的计算方法具有较高的准确性,对实际工程中合环电流计算和合环操作判定具有一定的指导意义。