基于故障自愈及录波技术的站用直流电源系统

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针对变电站直流电源系统抵御故障风险能力低、事后故障分析困难的现状,提出了分段直流母线失压主动补偿、交流侵入直流支路自动切除、故障蓄电池在线隔离等典型的故障治理方法,并研究了变电站直流电源系统故障多判据智能录波以及事故分级告警技术,给出了事故分级告警方案.在此基础上,开发了一套具有典型故障自愈及故障录波功能的高安全型直流电源系统,实现了直流电源系统典型故障的自动治理和故障原因的可追溯.经河北南部电网变电站实际工程应用,验证了所开发系统的有效性和实用性.
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针对并网变换器直流电压控制引起的稳定性问题,开展了基于阻抗的稳定性分析,推导了阻抗模型用于建立变换器直流电压控制和交流电流控制之间的相互关系,从而能够确定变换器在整流和逆变工作模式下直流电压控制对系统稳定性的影响.将阻抗模型从d,q坐标系转换到α,β坐标系后可表征直流电压控制动态的频率耦合效应.基于阻抗的稳定性分析结果表明,变换器直流电压控制参数设置不当可能会导致整流模式下的低频振荡和逆变模式下的高频振荡.利用变换器样机进行实验验证了阻抗模型和稳定性分析的准确性.
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为准确分析电力电子系统的传导干扰问题,有必要建立一种变压器的宽频等效电路模型.通常变压器内部构造是未知的,只能基于变压器外部端口测试的方法进行建模,因此给出一种变压器宽频等效电路模型的建模方法,模型一部分为中低频的三电容等效电路,另一部分为基于矢量匹配法的π型等效电路.根据电路扩展理论,将两部分等效电路并联并得到变压器的宽频等效电路模型.此外,对一实际变压器进行了测试,得到相关参数并建立模型,对比仿真与实验的结果,进一步验证了变压器宽频等效电路模型的正确性.
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为改善中车青岛四方10 kV/25 kV电气化铁路动调试验线路中存在的负序、谐波及负荷冲击等电能质量问题,顺应以复兴号及和谐号为代表的重载化、高速化机车负荷的潮流特性,提出了一种基于制动能量消纳模块和三相-单相变换的新型谐波消除电源(BECM&TSC-HES).该电源方案由18套供电单元采用级联方式构成,每套供电单元中整流侧采用基于移相整流变压器的不可控整流电路,逆变侧采用基于IGBT模块的H桥级联逆变电路,同时直流侧配有基于刹车电阻的制动能量消纳电路.试验结果充分证实了系统的有效性及正确性.
分析了某电厂5B一次风机振动两次跳变故障处理过程,对热工测量经常出现的信号跳变问题进行了探讨,总结了故障处理经验,并提出了改进防范措施,为同类故障处理提供参考.
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光伏并网系统由于其清洁无污染、便于分布式发电的优点,在我国西北偏远地区以及乡镇配电台区得到广泛应用.然而该系统易受环境温度、光照强度、电网阻抗以及接入非线性负载等外部环境影响,导致输出包含大量高次谐波,入网电能质量明显下降.为解决光伏发电系统接入偏远配电台区存在的谐波问题,此处提出一种融合有源电力滤波器(APF)算法的光伏并网系统协调统一控制策略,建立了光伏并网系统与APF统一控制数学模型,给出了协调统一控制策略框图.最后通过5 kW光伏并网系统实验,验证了所提控制策略可以有效抑制光伏并网系统输出谐波,提