基于改进重复预测原理的并联有源电力滤波器无差拍控制策略

为了使有源电力滤波器(APF)能够快速的、高精度的输出补偿谐波,针对APF主电路的控制方法,该文提出一种改进的基于重复预测原理的无差拍控制算法。该文首先介绍了并联型有源电力滤波器的工作原理,其次建立了三相并联型有源电力滤波器的数学模型,并根据其数学模型分析了无差拍控制的工作原理。最后通过无差拍控制的工作原理可知谐波电流指令信号的预测是决定无差拍控制效果的关键。为了进一步提高使用无差拍控制时的APF滤波效果,根据谐波的周期性,该文采用改进的重复预测策略对下一拍输出电流预测,并且分析了这种预测方法的稳定性。此改进的重复预测无差拍控制策略能够提高稳态时的预测精度和暂态时的响应速度。仿真波形分析与试验结果分析证明了其可行性。     

基于精确反馈线性化的单相并联APF电流滑模控制

有源电力滤波器(active power filter,APF)作为一种谐波和无功补偿装置,能够实时动态地跟踪并补偿电网中的谐波。该文针对单极性调制的单相并联APF进行了分析和数学建模;基于精确反馈线性化理论,重新构造了单相APF仿射非线性系统的输出函数;在此基础上通过非线性坐标变换将原系统转化为完全能控的线性系统,并在映射的微分同胚系统中设计了一个相对阶为r(r=2)的滑模控制器实现了对补偿电流的精确控制。所提方法在实现对APF输出电流精确控制的同时,简化了控制系统的总体设计。在Matlab仿真试验中,通过与传统PI控制的单相APF的补偿效果进行对比:采用传统PI控制和该文所提控制方法的单相APF补偿后的电流总谐波失真(total harmonic distortion,THD)分别为3.83%和1.18%,后者的动态性能也优于前者,验证了基于精确反馈线性化的滑模控制方式的优越性。最后,搭建试验平台佐证了该文所研究控制方法具有良好的动态响应、稳态性能以及鲁棒性。该研究可为今后单相APF和三相APF的控制方式改进提供参考。     

农村配电网中多谐波源谐波叠加算法的研究

大量的非线性负荷应用在农村配电网中,在农网中出现了多谐波源的现象.当多谐波源产生的谐波电流相角不确定时,谐波叠加计算问题变得异常复杂.针对这一问题,论文在一定假设条件下,提出了一种研究多谐波源谐波电流叠加的方法,利用概率统计学中的大数定理和中心极限定理,推导出了谐波叠加的计算公式.当谐波源数量足够多时,期望值可表示谐波电流的幅值,从而为合理的治理谐波提供依据,以避免治理时的资源浪费.仿真结果表明应用此方法来计算多谐波源的谐波电流幅值问题,可以得到满意的结果:多谐波源叠加时谐波电流相互抵消明显.     

滴灌加压泵站离心泵并联总流量分析模型

为了在滴灌加压泵站设计中,给并联工作离心泵数量的确定提供帮助,该文以并联水泵工况点的求解原理为基础,建立了分析离心泵并联总流量随并联数量的变化模型。模型分析结果显示,单泵工作流量随并联数量的增多而减小,而且减幅降低;离心泵并联总流量随并联数量的增多而增加,但是增幅衰减;而且其衰减速度大于单泵流量减幅的降低速度。利用设计实例验证了该模型的应用有效性。该研究可为滴灌灌区泵站设计提供参考。     

风光互补发电系统中混合储能单元的容量优化

通过配置容量合适的蓄电池-超级电容器混合储能单元,可以提高风光互补发电系统供电的连续性和可靠性。该文在风力发电、光伏发电、蓄电池和超级电容器的稳态模型基础上,建立了蓄电池-超级电容器混合储能系统的容量优化模型,提出了混合储能单元的多目标优化函数,并对各种约束条件进行了探讨,采用遗传算法对目标函数进行了求解。通过对算例系统的求解,证明了该文所建模型和算法的正确性。结果表明,该文提出的方法可为风光互补发电系统中混合储能单元的容量优化提供参考。     

基于CAN总线的供电系统三相并联逆变器同步控制方法

针对三相并联逆变器系统同步控制中CAN（controller area network）总线通信方式存在实时性和准确性随总线负载上升而下降和同步相位调节算法存在谐波频率偏移、波形畸变大等问题,该文提出了一种基于 CAN总线通信的基准时间同步方法和基于PWM（pulse width modulation）载波周期的相位同步调整算法,采用动态主从同步控制模式,所有逆变器单元依次作为主控单元,按照时间触发和事件触发相结合的方式实时发出包含频率信息的广播同步信号,所有逆变模块据此确定基准时间并调整输出电压的频率和相位使得同相的逆变器输出电压同频率、同相位,而不同相的逆变器输出电压相位互差120°。仿真分析和试验结果表明,该方法使三相并联逆变器系统输出电压各相之间的相位误差和同相之间相位差均在1°之内,可以在无需增加功率器件耐压值和限流值的前提下提高供电系统供电容量。     

配电变压器无弧有载自动调容仿真分析

对配电变压器的有载自动调容技术进行了论述,提出了以电力电子开关为关键部件的无弧有载自动调容技术新方案,该方案以反并联大功率耐高压晶闸管作为调容开关,克服了机械式调容开关结构复杂、体积大、故障率高的缺点。探讨了配电变压器实现无弧有载自动调容的关键技术,利用电力系统仿真工具PSCAD/EMTDC建立了无弧有载调容方案的仿真模型,对电力电子开关实现自动调容进行了仿真分析,验证了所提方案的可行性。为农村和城市配电网配电变压器实施有效的季节性调容和峰谷调容提供了解决办法。     

电网谐波下双馈发电机改进控制策略

电网低次谐波电压会造成双馈发电机(doubly fed induction generator,DFIG)定子电流畸变和电磁转矩脉动。通过电网5次、7次谐波电压下双馈发电机的数学模型建立与分析,揭示了电网谐波电压对双馈发电机定子电流畸变和电磁转矩脉动的影响机理,比较研究了基于比例积分(proportional integral,PI)控制与基于比例积分谐振(proportional integral resonant,PIR)控制的转子电流控制环的谐波抑制能力。并采用了基于R调节器的定子电流闭环和基于PIR调节器的转子电流内环的双馈发电机双闭环控制策略,有效的消除了双馈风力发电机定子输出电流中的5次,7次谐波和电磁转矩脉动,提高了其在电网电压低次谐波下的运行性能,仿真和试验验证了该控制策略的正确性。     

2PRC-PRS并联平台运动学分析与控制系统开发

为拓展少自由度并联机器人在农业工程中的应用,提出一种具有两转一移(2R1T)3自由度的2PRC-PRS并联机构,基于反螺旋理论对机构的自由度及运动特性进行了分析,并推导出了机构的位置反解;设计制造了2PRC-PRS并联平台样机,结合贝加莱公司生产的伺服运动控制器,添加相应外围设备,对并联平台设计了一套基于Powerlink总线的网络化运动控制系统,组装了电控柜,并以Automation Studio 3.0为软件开发平台,基于ST编程语言开发了控制软件;在并联平台和电控柜以及控制软件的基础上,完成了伺服电机三环参数整定、电子齿轮试验、平台综合运动控制试验以及无线网络远程控制试验。为深入研究此类少自由度并联机器人奠定了理论和试验基础,丰富了工业网络实时控制系统的实践经验,也为此类机电一体化设备的研发提供了参考。     

五自由度混联机器人优化设计与运动学分析

为提高农业自动化程度,拓宽并联机构在农业工程领域的应用,提出一种存在连续转轴、关节数目少、易于控制的两移一转运动冗余平面并联机构,该并联机构任意位置的转轴均为相互平行的连续转轴,使其具备良好的灵活性。基于此平面并联机构,构造出了多种五自由度混联机器人,首先建立了五自由度混联机器人的运动学模型,并对其进行了奇异分析,给出了减少机构奇异位型的条件;然后基于灵活性指标,对并联机构进行了尺寸优化,绘制了用于选取结构尺寸的性能图谱,且借助有限元软件对基于优化所得结构尺寸绘制的具有运动冗余特性的平面机构进行了结构拓扑优化,,完成了整体结构优化前后的静力学分析与对比,结果显示优化前后整体变形仅增大0.51%,优化前后机构优化部分的质量减少33.02%,满足机构变形要求。该混联机器人具有结构简单、运动学模型简单、结构刚度高和模块化程度高的特点,且其结构的变胞性有助于实现机构运动和驱动冗余模式的切换,增强了机器人的可研究性。该文可为混联机器人运动学分析及优化设计提供参考。     

中压配电网络低电压补偿调控技术及实现

电压是电能质量考核的一个重要指标。处于系统末端的农村中、低压配电网络在用电高峰期"低电压"现象频繁出现,严重影响了农民正常生产生活用电。该文结合辽宁西丰地区中压配电网络,基于线路调压器调压和无功补偿的基本原理,研究了线路调压器以线路末端远程监测电压为依据和无功补偿以线路首端无功潮流为依据的上位机远程控制的低电压协调控制治理方法。通过远程调控技术实现了在最大潮流下线路的功率因数由补偿前0.97提高到0.99,10 k V线路线损率比协调控制前下降了6%,配电变压器原边电压合格率由原有的22%达到了100%。该文集成应用无线通信技术和自动化综合补偿和调压技术,有效地改善了中、低压配电网络的电压合格率和电能损失率。     

混合动力拖拉机动力耦合装置的研制

近年来,农用车辆特别是拖拉机对环境和资源造成的压力逐年增大,开展节能环保拖拉机特别是混合动力拖拉机的研发已成为迫在眉睫的重要课题,而动力耦合装置是混合动力拖拉机的核心。该文根据拖拉机工作特性和传动特性要求,对混合动力拖拉机动力耦合装置传动比、特征参数和齿数匹配等进行了设计。根据传动载荷需求和制造工艺要求进行了结构设计和强度校核,研制了适用于并联式混合动力拖拉机的动力耦合装置。在自行搭建的混合动力拖拉机试验台上对该耦合装置进行了测试。试验结果表明,该装置能够满足拖拉机工作状态下的工作特性要求,输出端转速对动力源的转速变化很敏感,实时变化性能优,而输出端转矩对动力源转速变化不敏感。该耦合装置的研制为混合动力拖拉机的研发提供了基础。     

双离合器混合动力系统稳态工况的仿真

针对单轴并联式(ISG)混合动力系统中能量回收效率低等不足,设计了一套含双离合器的总成结构方案,并采用较大功率的电动机.根据汽车动力学理论计算了车辆在中国典型城市等多种工况下的需求动力,对新方案的动力和传动进行了稳态工况的建模和仿真,仿真及试验结果表明,新方案的动力性可以实现无转矩波动的状态切换过程,改善了状态切换过程中动力传递的平顺性,缩短工况过渡的时间(从8s缩短剑4s),燃油经济性和排放性能也有一定的提高.     

农用电动机节电运行技术与管理措施

异步电动机在农业生产和农业工程中应用极其广泛。根据初步统计,目前我国农用电动机消耗的电能约占全国农村电能的70%以上。由于选型、使用不当和管理不善等原因,农用电动机普遍存在着“马拉空车”、“大马拉小车”、功率因数偏低等现象,致使农村电网容量不能完全被利用,大量的能量被白白地浪费掉。鉴于此,该文详细论述了农用电动机的各种节能运行、技术改造和技术管理的措施,以及抑制谐波、调节无功的新技术,来提高电动机的效率和农网的功率因数,这些举措有利于提高农村电力拖动的经济效益     

地方电力企业用电管理信息系统设计

近些年来电力行业发展迅速,地方电力企业纷纷建立了自己的用电管理信息系统,用来解决电力行业的发展需要。而如何通过新的信息技术使电力企业能够为用户提供更加优质高效的服务,提高企业经济效益,是当前电力企业用电管理信息系统建设的首要问题。本文介绍了采用面向对象的C.#和SQL Server 2000设计的用电管理信息系统,用以解决地方电力企业用电管理信息化的需要。     

农村变电站无功优化的控制策略

农网改造以来农村变电站的无功电源合理补偿一直是被关注的热门课题。结合当前农村配电网无功潮流现状,提出变电站二次侧采样折合到一次侧功率因数,由二次侧控制电容器投切方式。基于主变压器二次侧功率因数和无功缺额,同时考虑主变的有功、无功损耗的基础上,采用最优补偿容量的方法在二次侧动态补偿,实现了最大负荷时主变压器一次侧功率因数达到0.95以上的考核标准,研究对农村配网无功电源的充分利用具有现实意义。     

农村水能与太阳能混合发电系统的设计与应用

针对农村水能和太阳能2种可再生能源混合发电创新模式,该文设计了一种互补型的混合发电系统。在系统特点分析的基础上,构架了总体设计方案。在混合发电系统的设计过程中重点应用了混合直流系统构建技术、光伏谐波抑制与无功补偿技术、共享型微机监控技术等关键技术。核心技术的应用使光伏电站可为水电站提供直流电源和无功补偿、为电网提供谐波抑制;同时通过共享型微机监控技术使水电站和光伏电站共享现有控制单元、数据通讯网络、工作站及服务器,节约了投资成本。实践和计算表明,农村水能与太阳能混合发电系统的设计能够节约一次性投资成本超过50%,并产生长期的谐波抑制和无功补偿效益;每1kW电量能节约0.4kg标准煤,减少0.997kg二氧化碳(CO2);同时具有保护大坝和节约国土资源等社会效益。     

基于Matlab/Simulink直驱式永磁风力发电系统的建模与仿真

直驱式风力发电系统不需要电励磁、噪声小、维护费用低、控制简单,在风力发电系统中越来越受到欢迎。在Matlab/Simulink环境下,建立了直驱式永磁同步发电机的风力发电系统仿真模型,模型通过对风速、风力机、永磁同步发电机、全功率变流器进行理论分析实现模型搭建,最终建成整个风力发电系统模型。仿真结果表明,系统能够在不同风速下稳定运行,最终输出的电压波形近似正弦,谐波含量小。