基于状态树结构的离散事件系统模块化监督控制

在状态树结构(State tree structures, STS)的基础上提出了离散事件系统的模块化监督控制方法. 该方法中, 系统模型是状态树结构模型, 控制指标以谓词形式给出. 把控制指标分解为几个子控制指标的合取形式, 对每个子控制指标分别设计非阻塞最优监督控制器, 并保证闭环系统行为满足控制指标要求且是非阻塞最优的. 本文研究了模块化监督控制器存在性条件, 给出了模块化监督控制器的综合过程; 当闭环系统阻塞时, 引入协调器来解决闭环系统阻塞问题并且给出了协调器的设计方法.     

一种抑制后续换相失败的变斜率电流偏差控制方法

为降低高压直流输电系统发生后续换相失败的风险,分析了换相失败机理,并结合对称与不对称故障检测器提出了一种可根据故障严重程度调整电流偏差控制(current error control, CEC)的改进方案。分析了电流偏差控制的斜率大小对换相失败的抑制效果,发现电流偏差控制中斜坡函数的斜率越大则对输入电流偏差越敏感且换相裕度增量越大,越有利于抑制后续换相失败。最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件中基于CIGRE HVDC标准测试系统实现了所提控制方案。仿真结果表明,所提的电流偏差控制方法能有效降低高压直流输电系统发生后续换相失败的风险,提高直流输电系统的运行特性。     

MMC-HVDC停运放电过程分析及放电时间定值整定EI北大核心CSCD

模块化多电平换流器型柔性直流输电系统停运后,直流母线和子模块应经过充分放电使其电压降低至安全阈值以下,而目前对直流母线和子模块放电过程的研究并不透彻。为此,建立了国内模块化多电平柔性直流输电工程放电的仿真模型,阐明了直流母线和子模块的放电过程和机理;根据放电仿真模型推导出了直流母线和子模块残留电压与放电时间的数学公式,并提出了放电时间定值的整定方法;最后依托厦门柔性直流输电工程给出了设计实例并进行了试验验证。结果表明:放电过程仿真分析与试验结果基本一致,表明直流母线通过直流电压互感器对地电阻放电;子模块因取能电源工作或关闭形成两段放电过程,取能电源工作时电容通过控制回路和并联电阻放电,取能电源关闭时电容只通过并联电阻放电。所提出的放电时间定值整定方法已应用于厦门柔直工程,试验证明采用该放电时间定值可确保直流母线和子模块放电完全。仿真和试验结果均验证了放电时间定值整定方法的有效性。     

基于电阻耗能支路的MMC-HVDC线路故障清除与重启恢复策略

结合直流断路器特性的模块化多电平换流器(MMC)改造是实现直流故障清除经济可行的方案之一,在此背景下,提出一种基于电阻耗能支路的MMC改造方案.在实施该方案时,通过MMC与附加端口、线路的电阻耗能支路和关断隔离支路之间的相互配合,实现故障电流快速转移和衰减.此外,该方案利用流过线路电阻耗能支路开关模块的电流,准确判定故障类型,并提出故障线路的重启恢复策略.最后,在PSCAD中建立双极直流输电(MMC-HVDC)系统,验证所提方案和故障线路重启恢复策略的有效性.仿真结果表明:所提方案故障清除时间短且故障电流峰值较小,故障线路重启过程平稳可靠.     

基于FPGA和DSP的合并单元光数字量校准装置

高性能的光数字量校准装置有助于提高电子式互感器合并单元的可靠性和高效性。针对电子式互感器合并单元测试的通信报文处理能力和同步性两大难题,提出了基于FPGA和DSP的光数字量校准装置。分析光数字量校准装置的设计原理和技术难点,研究了基于FPGA和DSP的设计方案。重点介绍了FPGA、Blackfin DSP和人机界面三大功能模块的具体组成,进而深入研究了FPGA和Blackfin DSP的处理流程。最后将光数字量校准装置与数字化电能测试平台DRM进行联合测试,测试结果表明,基于FPGA和DSP的光数字量校准装置既能满足合并单元测试的功能性需求,又具有较好的实时性。     

模块化多电平换流器无环流仿真模型

为简化仿真控制策略和提高仿真效率,对桥臂环流抑制功能投入的模块化多电平换流器(MMC)进行整体建模,提出一种无环流仿真模型。首先分析了MMC单个子模块工作的电气特性,然后以此为基础推导出换流器相单元电容电压之和与交、直流侧电气量的关系,最后对三相相单元进行整体建模得到反映换流器外特性的仿真模型。在M ATLAB中利用模型搭建柔性直流输电系统并对各种运行工况进行仿真,其仿真结果与基于RTDS详细模型仿真结果一致,充分说明了本文模型的可行性与准确性。该模型适用于仅关注换流器外特性的场合,具有仿真速度快、仿真精度高、适用性广的特点。     

电力系统用高电压快速恢复二极管坚固性优化北大核心

高压快恢复二极管芯片过渡区是反向恢复坚固性的薄弱点,一旦失效将影响电力装置稳定运行。提出了一种高阻型过渡区优化结构,通过建立三种模拟模型,研究了过渡区宽度和掺杂浓度对快恢复二极管反向恢复性能的影响。采用高阻型过渡区结构的快恢复二极管反向恢复安全工作区仿真极限值提高到电压为2900 V、电流为630 A、电流变化率为1600 A/μs。基于该设计制备的3300 V/1500 A FRD器件可通过电压为3200 V、电流为3000 A、电流变化率为8648 A/μs条件下的反向恢复测试,显著提高了FRD器件的反向恢复坚固性。     

基于APF的电网背景谐波抑制方法研究

针对无源滤波器在抑制电网背景谐波时易发生调谐频率偏移、易与电网产生谐波放大或谐振等问题,此处对基于有源滤波器(APF)的电网背景谐波抑制方法进行了研究。首先,从无源滤波器的背景谐波抑制原理出发,提出一种用于APF的谐波阻抗控制策略,通过调节APF支路特定频率下的阻抗来抑制电网背景谐波电压。然后,提出各电压等级应用场景下适用于谐波阻抗控制原理的APF结构。最后,通过PSCAD/EMTDC平台仿真结果和闽粤联网工程实测数据表明,该控制策略能够有效抑制电网背景谐波,具有较好的实用性。     

智能变电站SCD文件全模型扩展技术方案研究

随着国网公司智能电网战略的实施,智能变电站SCD文件中二次系统的物理维护对象和操作对象缺乏有效模型描述的问题日益凸显,严重制约着智能变电站面向对象的高级应用的开发和应用。本文首先分析了现有智能变电站SCD文件的现状,针对目前的问题,提出智能变电站SCD文件全模型扩展技术方案。通过在500kV东岗变的工程应用表明,该方案使得整个智能变电站二次系统具备了基于模型的对象管理的条件,为后期开发可视化运维、一键式安措和二次系统在线监测及智能诊断等高级应用打下坚实基础。     

基于双端电流波形相关度识别的线路零序差动保护启动元件

对一起线路保护误动案例的分析结果表明:若某侧电流互感器在区外故障时发生轻微暂态饱和,因其电流波形畸变不明显使饱和判据失效,零序差动保护容易误动作。为解决这一问题,对三相电流互感器的暂态饱和特性进行了分析,得到了暂态饱和时间与故障角、故障电流的关系,并采用迭代方法计算出进入饱和的最小时间和使电流互感器饱和的最小全偏移故障电流。在此基础上,以两端零序电流作为识别对象对电流互感器饱和状态进行鉴别,构建了改进的零序差动保护启动元件。在电流互感器有剩磁和无剩磁工况下对各种故障进行了仿真,结果表明该启动元件可大幅提高零序差动保护动作的准确率,证明了其可行性和有效性。