宽温度范围下感应耦合电能传输系统软开关技术

以石油钻井装置中的电能无线传输技术应用为背景,针对宽温度范围下系统参数变化导致系统偏离软开关工作点,造成系统传输性能下降甚至无法工作的情况,通过实验分析研究,给出感应耦合电能传输(ICPT)系统主要参数随温度变化的规律;基于频闪映射建模方法和周期不动点理论对主电路进行建模分析,给出系统谐振频率随温度变化的关系,为调整驱动频率实现系统软开关控制提供依据;提出一种查表法和扰动观察法相结合的控制方法,实现了ICPT系统在宽温度范围下的软开关控制。最后,通过仿真和实验验证了所提理论和方案的可行性和有效性。     

基于改进形态滤波器和弧长差分序列的微电网电能质量扰动定位与识别

针对强噪声背景下微电网电能信号扰动定位和识别困难的问题,提出一种基于改进形态滤波器和弧长差分序列的扰动定位与识别方法。首先,将交替混合形态滤波器中的膨胀和腐蚀函数改进为均值膨胀和均值腐蚀函数,再对电能扰动信号进行滤波。然后,在分析扰动波形变化规律和三个典型扰动算例的基础上,定义并计算滤波后扰动信号的弧长差分序列。最后,利用弧长差分序列定位准确扰动时间,从弧长差分序列和滤波后信号中提取幅值特征和波峰特征,输入到已定义识别规则的扰动识别器,实现扰动识别。仿真试验和实际微电网数据试验结果表明,该方法能够精确定位和识别混入不同强度噪声的5种单一扰动和3种复合扰动,适用于实际微电网电能信号扰动的定位与识别。     

基于信度融合和滑模控制的暂态电压扰动源容错性定位

提出了一种基于信度融合和滑模控制的含分布式电源(DG)智能配电网中实现暂态电压扰动源(TVDS)容错性自动定位方法。在基于网络化电能质量监测系统平台的TVDS容错性自动定位系统框架下,对其中关键功能模块的实现原理进行详细分析,包括基于电能质量监测点优化布置的电能质量动态状态估计、扰动方向判定信度影响因素分析及信度融合、DG接入对扰动方向判定影响规律分析与归纳。然后,提出一种基于滑模控制的TVDS容错性定位算法,实现综合考虑了扰动方向融合信度、DG接入方向误判校正的TVDS容错性自动定位。最后,通过IEEE 34节点含DG配电网络算例,分析验证了所提TVDS容错性定位方法的可行性和有效性。     

光伏发电最大功率点跟踪方法的研究

通过研究经典扰动观察法和牛顿法,针对经典扰动观察法存在的跟踪速度慢、跟踪精度低、在最大功率点附近反复振荡等问题,提出一种基于扰动观察法和牛顿法的改进控制算法。该改进算法结合了两种算法的优点,在跟踪初期利用扰动观察法选用较大的步长快速达到最大功率点附近,然后利用精度较高的牛顿法进行最终的最大功率点跟踪。仿真结果表明,改进算法能有效增加跟踪速度和精度,具有重要的实际应用价值。     

基于功率变换器与励磁电压扰动法的SRG风电MPPT控制

提出一种新型开关磁阻发电机(SRG)自励解耦型功率变换器结构和运行方法,满足两相绕组同时工作,克服了传统他励式和自励式功率变换器的缺点,发电电压与励磁电压之间经过带隔离的正激电路实现解耦,励磁电压独立可调。基于此新型功率变换器,提出基于励磁电压扰动法进行SRG最大功率点跟踪(MPPT)的控制方法,该方法不依赖于复杂数学模型,通过检测励磁电压扰动下输出功率与转速的变化,实现MPPT。最后,通过仿真分析和实验验证说明,最大功率跟踪效果较好。     

负荷波动对强迫振荡扰动源定位的影响

持续的周期性小扰动容易引发电力系统的强迫功率振荡,因此准确定位扰动源对提高电网的稳定性具有重要意义。基于此,本文在能量函数法的基础上研究了负荷波动对扰动源定位的影响。在单机无穷大模型基础上推导了计及持续增长负荷的能量函数表达式,并以四机两区系统进行验证,研究结果表明,负荷增加、减小都会影响系统势能的分布,势能变化为正的机组有可能变负,从而影响扰动源定位的准确性;负荷波动对扰动源定位的影响取决于负荷波动导致能量消耗的大小;负荷节点与扰动源所在机组的电气距离越近,负荷变动对扰动源定位产生的影响越大。     

计及随机小扰动影响下的多机系统稳定性分析

随着风力、太阳能等可再生能源发电的大规模并网,系统中的随机因素不断增多,传统的确定型线性化稳定性分析方法急需得到改善。采用含随机扰动项的非线性系统模型分析多机电力系统在随机扰动下的随机稳定性,利用It赞随机微分方程的相关理论分析了多机系统功角和角速度在Gauss随机小扰动下的均值稳定性和均方稳定性,并在MATLAB/Simulink中分别对4机11节点系统和16机68节点系统进行了仿真计算,通过对系统在随机小扰动下的响应曲线进行分析,验证了理论证明的正确性。     

基于扰动观测和补偿的PMSM伺服系统位置跟踪控制

针对存在参数摄动和外部扰动力矩的PMSM伺服系统位置跟踪控制问题,提出一种基于扰动观测和补偿的滑模控制方法。采用扰动观测器估计系统参数摄动以及负载力矩,并在此基础上对等效扰动进行补偿,减小了模型不确定性对系统控制性能影响,系统的位置跟踪误差由0.85 rad减小到0.35 rad;在保证系统稳定性的前提下,去除了常规滑模控制中的不连续控制项,有效地减小了抖振。实验结果表明,与工程上常用的PID算法相比,基于扰动观测和补偿的滑模控制算法不仅能够显著提高PMSM伺服系统的位置跟踪精度,而且能有效地削弱抖振。     

基于匹配追踪稀疏分解的电能质量扰动检测

根据基于冗余字典的匹配追踪(MP)信号分解思想,提出一种电能质量扰动信号的参数检测与特征波形提取方法。在MP算法的每次迭代中,首先采用快速傅里叶变换(FFT)搜索能量最大的频率成分,然后采用基于离散Gabor原子中心区域的简化内积计算方法获得扰动参数的估计值,并以该估计值作为初始解,采用BFGS算法做局部搜索,进而获得精确匹配参数,并结合基于递归的内积计算确定扰动的起止时刻,最后根据电力信号扰动波形特点,设计合成字典,确定与扰动成分最匹配的波形。对单一和混合电能质量扰动信号的分解实验表明,该方法可以实现扰动参数的快速精确检测,进而有效提取扰动特征波形,并具有较好的抗噪性能。     

深井高应力软岩巷道锚注机理与应用

为了解决淮南矿区深井高应力软岩巷道难以支护,且反复修护等问题,以潘一矿东区-842 m东翼1#回风大巷为背景开展了锚注支护试验研究,分析了深井高应力软岩巷道锚注支护机理,并与普通端锚锚杆支护进行对比研究。结果表明:锚注支护由端锚转变为全锚,提高了深部破碎围岩的径向约束,具有较高的抗剪力,改善了围岩的力学性质,提高了支护结构的承载能力和刚度,锚注加固段围岩裂隙基本不发育,工程应用表明采用锚注支护后巷道围岩位移明显减小,围岩稳定性得到有效控制。