隨著變電站自動(dòng)化、通信和微電子等技術(shù)的快速發(fā)展，在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)領(lǐng)域出現(xiàn)了大量基于微處理器/控制器的智能電子設(shè)備，變電站自動(dòng)化的水平在不斷提高，系統(tǒng)集成成為趨勢(shì)。在這一發(fā)展過(guò)程中，互操作性差已經(jīng)開(kāi)始成為“瓶頸”問(wèn)題，即不同廠商或同一廠商在不同時(shí)期的智能電子設(shè)備采用的網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議可能不相同，使得智能電子設(shè)備之間需要協(xié)議轉(zhuǎn)換才能集成到一個(gè)變電站系統(tǒng)，從而增加了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性，影響了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。為了解決這個(gè)問(wèn)題并適應(yīng)將來(lái)快速更新的計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)，國(guó)際電工委員會(huì)于2005年正式頒布了關(guān)于變電站自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)通信的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61850。本文圍繞基于IEC61850的變電站網(wǎng)絡(luò)通信和符合該標(biāo)準(zhǔn)的智能電子設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信裝置的實(shí)現(xiàn)展開(kāi)研究，分為IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的體系分析和具體模型的構(gòu)建、基于IEC61850的通信網(wǎng)絡(luò)的特征及規(guī)劃、變電站通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流建模及網(wǎng)絡(luò)通信性能仿真、符合該標(biāo)準(zhǔn)的智能電子設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信裝置的設(shè)計(jì)幾部分。 IEC61850是一套完備的、面向未來(lái)的變電站通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，本文首先介紹了其制定背景、結(jié)構(gòu)體系和主要內(nèi)容，分析了信息模型的內(nèi)涵、技術(shù)特征和建模方法，并針對(duì)變電站中最為重要的兩類模型--采樣值報(bào)文傳輸模型和通用變電站事件傳輸模型進(jìn)行了具體的模型構(gòu)建和通信映射。 實(shí)現(xiàn)IEC61850通信的物理承載是以太網(wǎng)，本文首先通過(guò)對(duì)以太網(wǎng)的技術(shù)特征進(jìn)行分析，得出其通信特性，然后研究和分析了變電站通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)環(huán)境、規(guī)模、安全性、可靠性和實(shí)時(shí)性等要求，其中對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)的特性進(jìn)行了深入研究。在上述分析的基礎(chǔ)上，對(duì)變電站通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了規(guī)劃和構(gòu)建，提出了使用適用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?bào)文加入優(yōu)先級(jí)標(biāo)簽、采用基于多VLAN的節(jié)點(diǎn)分布規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)冗余等提高實(shí)時(shí)性和可靠性的改進(jìn)措施。 區(qū)別于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)通信，變電站通信網(wǎng)絡(luò)中存在多種數(shù)據(jù)流，是要進(jìn)行特殊處理的。本文首先對(duì)基于IEC61850的變電站通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析并劃分類別，根據(jù)其特性建立了數(shù)學(xué)模型。然后歸納了網(wǎng)絡(luò)模擬的一些技術(shù)和方法，并通過(guò)基于NS-2的網(wǎng)絡(luò)模擬技術(shù)對(duì)變電站通信網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬，得出了相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)。模擬結(jié)果證明了使用交換式以太網(wǎng)、報(bào)文引入優(yōu)先級(jí)標(biāo)簽和采用基于多VLAN的節(jié)點(diǎn)分布規(guī)劃等提高實(shí)時(shí)性措施的正確性，有利于變電站的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)以及智能電子設(shè)備通信裝置的設(shè)計(jì)。 從現(xiàn)代電力系統(tǒng)的信號(hào)源開(kāi)始，首先分析了電子式互感器數(shù)字接口的要求并建立數(shù)學(xué)模型，然后采用模塊化的思想設(shè)計(jì)出相應(yīng)的具體軟/硬件，實(shí)現(xiàn)了基于IEC61850的電子式互感器數(shù)字接口的通信裝置樣機(jī)。在此基礎(chǔ)上將此裝置經(jīng)過(guò)擴(kuò)展和修改用于其他的智能電子設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信，使其具有廣泛使用性和兼容性。最后設(shè)計(jì)了試驗(yàn)環(huán)境，通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證了該樣機(jī)的通信性能滿足要求并具有較高的可靠性。
上傳時(shí)間： 2013-07-08
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隨著工業(yè)電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)中的非線性負(fù)載越來(lái)越多，由此帶來(lái)的諧波公害越來(lái)越嚴(yán)重。應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)諧波等進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、有效地補(bǔ)償是目前急待解決的重要問(wèn)題之一。消除諧波的方法是加裝濾波裝置。對(duì)高壓大容量諧波源國(guó)內(nèi)外目前主要是采用LC諧振型無(wú)源濾波器(PassivePowerFilter，PF)，這些濾波器還兼有無(wú)功和負(fù)序補(bǔ)償功能。盡管PF具有初期投資小、運(yùn)行效率高等優(yōu)點(diǎn)，但其濾波效果受電力系統(tǒng)阻抗的影響較大，且只能消除特定次數(shù)的諧波，對(duì)于諧波次數(shù)經(jīng)常變化的負(fù)載濾波效果不好，還可能與系統(tǒng)發(fā)生串聯(lián)、并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大，使LC濾波器過(guò)載甚至燒毀。進(jìn)入80年代以后，隨著有源濾波技術(shù)的不斷深入和用戶對(duì)諧波問(wèn)題的重視，以及電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大功率可關(guān)斷器件(GTR，GTO，IGBT等)的不斷進(jìn)步，有源電力濾波器(ActivePowerFilter，APF)作為抑制電網(wǎng)諧波、補(bǔ)償供電系統(tǒng)無(wú)功功率的新型電力電子裝置得到迅速發(fā)展，其中又以并聯(lián)型有源電力濾波器的使用最為廣泛。 本文以并聯(lián)型注入式混合有源濾波器為基礎(chǔ)，就其設(shè)計(jì)與應(yīng)用的幾項(xiàng)重要技術(shù)進(jìn)行了研究，論文主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 1.就國(guó)內(nèi)外有源濾波器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展概況作了較為全面的綜述，介紹了目前研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。 2.研究了各型有源濾波器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，分析了其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 3.提出了一種適合大容量工程應(yīng)用的混合型濾波器結(jié)構(gòu)，結(jié)合工程實(shí)際完成了各組成部分的參數(shù)設(shè)計(jì)。 4.對(duì)各種諧波檢測(cè)算法進(jìn)行了比較研究，提出了一種準(zhǔn)確性較高、延時(shí)較短的新型檢測(cè)方法。 5.就APF中逆變器的PWM調(diào)制問(wèn)題，提出了一種基于新的改進(jìn)規(guī)則采樣法的死區(qū)補(bǔ)償方法。
標(biāo)簽： 混合型 有源濾波 應(yīng)用研究
上傳時(shí)間： 2013-07-06
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變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在我國(guó)應(yīng)用發(fā)展十多年來(lái)，為保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。但目前也多少存在著二次接線復(fù)雜，自動(dòng)化功能獨(dú)立、堆砌，缺少集成應(yīng)用和協(xié)同操作，數(shù)據(jù)缺乏有效利用等問(wèn)題。這些問(wèn)題大多是由變電站整體數(shù)字化水平不高、缺乏能夠完備實(shí)現(xiàn)信息標(biāo)準(zhǔn)化和設(shè)備之間互操作的變電站通信標(biāo)準(zhǔn)造成的。 電力工業(yè)發(fā)展和市場(chǎng)化改革的深入對(duì)供電質(zhì)量和電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求不斷提高，作為輸配電系統(tǒng)的信息源和執(zhí)行終端，變電站數(shù)字化、信息化的要求越發(fā)迫切，數(shù)字化變電站成為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展方向。電子式電流/電壓互感器、智能開(kāi)關(guān)等智能化一次設(shè)備的誕生使建設(shè)數(shù)字化變電站成為可能，高速、可靠和開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò)以及完備的通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是數(shù)字化變電站實(shí)現(xiàn)的保障，特別是最新頒布的變電站通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)-IEC 61850為建設(shè)數(shù)字化變電站提供了全面規(guī)范。本文以IEC 61850和基于IEC 61850的數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)為研究對(duì)象，結(jié)合新架構(gòu)的全網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字保護(hù)平臺(tái)與試驗(yàn)系統(tǒng)研制的具體實(shí)踐，展開(kāi)專門研究，主要內(nèi)容包括： ◇ IEC 61850的理論分析①揭示了IEC 61850與數(shù)字化變電站的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。 ②總結(jié)了IEC 61850的內(nèi)涵，通過(guò)分析說(shuō)明IEC 61850不再是簡(jiǎn)單的通信協(xié)議，更多意味的是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能建模方法。 ③歸納了IEC 61850的主要技術(shù)特征，包括功能分層的變電站、面向?qū)ο蟮男畔⒛Ｐ汀⒐δ芘c通信的解耦、變電站配置語(yǔ)言和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)自描述等。 ④從“類”的角度入手分析了IEC 61850信息模型，指出信息模型具備了類的共性和特性。以合并單元為例，對(duì)信息模型的屬性和服務(wù)進(jìn)行了具體分析。 ◇ IEC 61850的應(yīng)用研究①?gòu)南到y(tǒng)和設(shè)備兩個(gè)層面總結(jié)了實(shí)踐IEC 61850的一般步驟。 ②分析了采樣值傳輸(SVC)和通用變電站事件(GSE)2類重要的通信服務(wù)。 ③研究了核心ACSI、GOOSE、SMV、GSE管理、GSSE，時(shí)間及時(shí)間同步等通信模型的特殊通信服務(wù)映射。 ④討論了信息模型實(shí)體的構(gòu)建方法，即如何讓設(shè)備的實(shí)際功能、運(yùn)行機(jī)制和數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確和完備的實(shí)現(xiàn)設(shè)備對(duì)應(yīng)信息模型的所有細(xì)節(jié)。IEC 61850沒(méi)有對(duì)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的具體方法作出規(guī)定，這給各廠商在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上留出了足夠的自由發(fā)揮空間。但同時(shí)我們注意到若僅在“形態(tài)”層面上實(shí)踐IEC 61850，而不顧及IEC 61850的內(nèi)涵和應(yīng)用價(jià)值，則可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)IEC 61850的預(yù)定目標(biāo)或使IEC 61850的有益效果大打折扣。出于如此考慮，在提出3種可能的構(gòu)建方案的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)分析從中選擇出作者認(rèn)為最優(yōu)的方案，并給出了示例。 ◇基于IEC 61850的數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)(CNDS)的研究①在分析以太網(wǎng)介質(zhì)訪問(wèn)控制方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)存在延時(shí)不確定的問(wèn)題，總結(jié)了提高以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性能的主要措施，并從中選擇出適用于CNDS的措施。 ②分析了CNDS的特征，特別是與同樣基于以太網(wǎng)的一般局域網(wǎng)的區(qū)別，針對(duì)CNDS在網(wǎng)絡(luò)可靠性和安全性等方面的特殊要求，提出了應(yīng)對(duì)措施和解決方案。 ③提出了過(guò)程子網(wǎng)和全站惟一網(wǎng)絡(luò)2種組網(wǎng)方案。通過(guò)分析各自的特點(diǎn)與實(shí)現(xiàn)難度，指出過(guò)程子網(wǎng)目前較易實(shí)現(xiàn)，而全站惟一網(wǎng)絡(luò)將憑借信息高度共享等優(yōu)勢(shì)成為CNDS的最終形態(tài)。闡述了VLAN、由交換機(jī)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)冗余等組網(wǎng)技術(shù)在SAS中的應(yīng)用方法及IED自身通信冗余的實(shí)現(xiàn)方法。 ④歸納了CNDS數(shù)據(jù)流的類型和到達(dá)時(shí)間規(guī)律：建立了簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)流模型為表征數(shù)據(jù)流、研究數(shù)據(jù)流業(yè)務(wù)特征和分析CNDS性能提供了有用工具；分析了TcP協(xié)議及其運(yùn)行機(jī)制，提出了TcP應(yīng)用于CNDS的優(yōu)化方法。 ⑤利用OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)，建立了EMAC和TCP/IP仿真節(jié)點(diǎn)模型，對(duì)以太網(wǎng)、TCP和交換式以太網(wǎng)的基本特征等進(jìn)行了仿真研究；依據(jù)CNDS實(shí)際承載的功能，建立了過(guò)程子網(wǎng)和站級(jí)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)仿真模型，圍繞網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和端到端延時(shí)等網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，對(duì)不同組網(wǎng)方式和應(yīng)用功能下的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行了考察，得出了具有普遍適用性的結(jié)論和建議，為分析解決此類問(wèn)題提供了通用方法。 ◇可接入CNDS的全網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字保護(hù)平臺(tái)與試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)①闡述了一種新架構(gòu)的、能夠無(wú)縫接入CNDS并具有多種運(yùn)行方式的全網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字保護(hù)平臺(tái)與試驗(yàn)系統(tǒng)的軟硬設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。提出了適用于數(shù)字保護(hù)的RTOS多任務(wù)劃分方法。 ②以饋線保護(hù)測(cè)控裝置為例，建立了平臺(tái)的IEC 61850信息模型。以此為基礎(chǔ)，在平臺(tái)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了利用SMV和GOOSE報(bào)文傳輸采樣值和開(kāi)入/開(kāi)出信息，即實(shí)現(xiàn)了遵循IEC 61850的過(guò)程層通信，為平臺(tái)接入IEC 61850系統(tǒng)和數(shù)字化變電站做好了準(zhǔn)備。 ③進(jìn)行了保護(hù)測(cè)量功能和過(guò)程層通信試驗(yàn)，驗(yàn)證了平臺(tái)的可用性和過(guò)程層通信的可靠性，為類似設(shè)計(jì)方法在間隔層IED上的應(yīng)用提供了可信依據(jù)。
上傳時(shí)間： 2013-05-28
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電力系統(tǒng)頻率性能是電力系統(tǒng)主要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，維持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定對(duì)用戶端和發(fā)電端設(shè)備具有重要意義。正常運(yùn)行時(shí)電力系統(tǒng)的頻率應(yīng)保持在.50±0.2Hz范圍內(nèi)，電網(wǎng)頻率若超出該范圍將對(duì)用戶端和發(fā)電端設(shè)備產(chǎn)生不利影響，例如使異步電動(dòng)機(jī)超過(guò)或低于額定轉(zhuǎn)速，從而對(duì)設(shè)備或產(chǎn)品造成不利影響。 先前，由于采用相對(duì)落后的A標(biāo)準(zhǔn)和聯(lián)絡(luò)線控制模式，為了遵守A標(biāo)準(zhǔn)而避免功率反調(diào)和控制無(wú)意交換電量避免被罰款，各控制區(qū)域?qū)Ρ緟^(qū)域內(nèi)發(fā)電廠的一次調(diào)節(jié)性能不很關(guān)注，也沒(méi)有相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)定，甚至出于自身利益的考慮允許發(fā)電廠將其一次調(diào)節(jié)功能予以閉鎖。 CPS標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，聯(lián)絡(luò)線控制模式采用先進(jìn)的TBC模式，一次調(diào)節(jié)性能成為影響各控制區(qū)域評(píng)價(jià)指標(biāo)好壞的因素之一。各控制區(qū)域?qū)Ρ緟^(qū)域內(nèi)電廠一次調(diào)節(jié)能力開(kāi)始關(guān)注，其調(diào)節(jié)性能的評(píng)價(jià)研究成為熱點(diǎn)。 前期工作提出了一種新的評(píng)價(jià)指標(biāo)。該指標(biāo)依據(jù)電網(wǎng)頻率和電廠功率這兩個(gè)隨機(jī)變量之間的相關(guān)系數(shù)來(lái)定量分析調(diào)節(jié)是否對(duì)頻率的恢復(fù)有利。這個(gè)新的考核指標(biāo)有如下的特點(diǎn)：第一，這是一種基于概率的用長(zhǎng)期的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)累計(jì)反映機(jī)組一次調(diào)頻能力的指標(biāo)；第二，它能正確反映發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻投切狀態(tài)及調(diào)節(jié)能力。 通過(guò)matlab仿真表明，前期工作所提出的新指標(biāo)對(duì)發(fā)電機(jī)組的各項(xiàng)指標(biāo)是有效的，然而前期工作所提出的新指標(biāo)尚有數(shù)個(gè)問(wèn)題需要解決。本文著重解決其中的均值時(shí)間長(zhǎng)度問(wèn)題和機(jī)組一次功率的獲取問(wèn)題。其中關(guān)于機(jī)組一次功率的獲取由于機(jī)組在執(zhí)行二次調(diào)節(jié)時(shí)是一二次聯(lián)合動(dòng)作的，而且最終的動(dòng)作執(zhí)行者同為汽輪機(jī)的進(jìn)氣閥門(火電機(jī)組的情況)，故一直是一個(gè)較難解決的問(wèn)題。本文主要從機(jī)組二次調(diào)解的目標(biāo)曲線出發(fā)，并做出適當(dāng)調(diào)整，得到所需的一次功率。在指標(biāo)的均值時(shí)間長(zhǎng)度方面主要是針對(duì)功率和頻率采樣時(shí)間、頻率的傳輸延時(shí)和SCADA系統(tǒng)的壞數(shù)據(jù)這三方面的影響，綜合設(shè)定一個(gè)較為合理的時(shí)間長(zhǎng)度。
上傳時(shí)間： 2013-07-03
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SPI接口實(shí)險(xiǎn)，動(dòng)態(tài)LED數(shù)據(jù)管顯示實(shí)驗(yàn)。 1、程序通過(guò)SPI接口輸出數(shù)據(jù)到HC595芯片驅(qū)動(dòng)LED數(shù)據(jù)管簡(jiǎn)單顯示。 2、動(dòng)態(tài)調(diào)度由片內(nèi)定時(shí)器1中斷產(chǎn)生，中斷周期為5mS。 3、內(nèi)部1 M晶振，程序采用單任務(wù)方式，軟件延時(shí)。 4、進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)請(qǐng)插上JP1的所有8個(gè)短路塊，JP6(SPI_EN)短路塊。
標(biāo)簽： 數(shù)碼管 動(dòng)態(tài)顯示 實(shí)驗(yàn)
上傳時(shí)間： 2013-06-30
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AVR單片機(jī)I2C總線實(shí)驗(yàn)。 1、用24C02記錄CPU啟動(dòng)次數(shù)，并在PB口上顯示出來(lái)。 2、內(nèi)部1 M晶振，程序采用單任務(wù)方式，軟件延時(shí)。 3、進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)請(qǐng)插上JP1的所有8個(gè)短路塊，JP7(LED_EN)/PC0/PC1短路塊。 4、通過(guò)此實(shí)驗(yàn)，可以I2C總線操作有個(gè)初步認(rèn)識(shí)。
上傳時(shí)間： 2013-07-28
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SPI接口實(shí)險(xiǎn)，LED數(shù)據(jù)管顯示。 1、程序通過(guò)SPI接口輸出數(shù)據(jù)到HC595芯片驅(qū)動(dòng)LED數(shù)據(jù)管簡(jiǎn)單顯示。 2、內(nèi)部1 M晶振，程序采用單任務(wù)方式，軟件延時(shí)。 3、進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)請(qǐng)插上JP1的所有8個(gè)短路塊，JP6(SPI_EN)短路塊。
上傳時(shí)間： 2013-06-29
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以諧波抑制，無(wú)功補(bǔ)償為主要功能的有源電力濾波器的基本理論已經(jīng)成熟，但是市場(chǎng)尚無(wú)成熟的諧波有源抑制產(chǎn)品，同時(shí)電網(wǎng)諧波問(wèn)題日益突出，因此需要對(duì)有源電力濾波器進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究。并聯(lián)有源電力濾波器以其安裝、維護(hù)方便，成為商用化產(chǎn)品的主流。所以本文針對(duì)并聯(lián)有源電力濾波器，展開(kāi)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究。 本文研究工作首先由如下工程問(wèn)題引出：并聯(lián)有源電力濾波器在補(bǔ)償辦公樓電氣負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流時(shí)，會(huì)出現(xiàn)諧波放大現(xiàn)象。辦公樓電氣負(fù)載主要是計(jì)算機(jī)、開(kāi)關(guān)電源、不間斷電源、電壓型變頻器等，這些都是電壓型諧波源．本文以電容濾波型整流電路（電壓型諧波源）的分析作為切入點(diǎn)，基于“分段線性化”方法，對(duì)并聯(lián)有源電力濾波器補(bǔ)償電容濾波型整流負(fù)載進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)分析，得到系統(tǒng)的電流和電壓波形，進(jìn)而獲得其頻譜特性。通過(guò)本文所述穩(wěn)態(tài)分析方法，可以從理論上理解并聯(lián)有源電力濾波器補(bǔ)償電容濾波型整流負(fù)載的工作過(guò)程，對(duì)有源電力濾波器的應(yīng)用研究具有重要的理論和實(shí)際意義。 本文在分析辦公樓負(fù)載電氣特性的基礎(chǔ)上，建立了有源電力濾波器補(bǔ)償容性負(fù)載的簡(jiǎn)化模型，依據(jù)該模型分析了負(fù)載中容性元件的電容值與諧波電流放大之間的關(guān)系；為了克服諧波放大現(xiàn)象，本文首先通過(guò)負(fù)載電流采樣環(huán)節(jié)后加裝濾波器的方式，將電流諧振頻率分量從采樣值中濾除，雖然達(dá)到了抑制諧波放大的目的，但是由于延時(shí)的引入，使得補(bǔ)償后網(wǎng)側(cè)電流畸變率（THD）急劇升高；然后根據(jù)這一思路，采用基于快速傅立葉變換（FFT）的有選擇諧波補(bǔ)償方法將電流諧振頻率分量從負(fù)載電流采樣值中濾除，使得系統(tǒng)在諧振頻率處變?yōu)殚_(kāi)環(huán)控制，使系統(tǒng)穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)對(duì)辦公樓負(fù)載的實(shí)際并網(wǎng)諧波補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)證明基于FFT的有選擇諧波補(bǔ)償方法對(duì)于抑制諧波放大是有效的。本創(chuàng)新點(diǎn)的研究工作對(duì)于實(shí)際工程應(yīng)用具有參考價(jià)值。 為了滿足大容量的諧波抑制要求，本文提出了模塊化有源電力濾波器并聯(lián)補(bǔ)償方案，該方案的特點(diǎn)是模塊化結(jié)構(gòu)及N+1冗余并聯(lián)控制策略、主從總線結(jié)構(gòu)及主機(jī)產(chǎn)生、負(fù)載電流檢測(cè)方案以及并聯(lián)均流策略。主機(jī)產(chǎn)生及負(fù)載電流檢測(cè)是這一并聯(lián)方案的突出特點(diǎn)，體現(xiàn)了本文的創(chuàng)新性工作。本文還對(duì)多模塊并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行了建模和穩(wěn)定性研究；依據(jù)模塊化并聯(lián)補(bǔ)償方案，在省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下，對(duì)有源電力濾波器進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化研究，從項(xiàng)目方案、設(shè)計(jì)、器件選型，樣機(jī)調(diào)試、滿功率運(yùn)行及性能檢測(cè)、樓宇負(fù)載與工業(yè)負(fù)載的實(shí)際并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，直至工業(yè)樣機(jī)定型，對(duì)有源電力濾波器的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究起了較大的推進(jìn)作用，支撐項(xiàng)目目前已經(jīng)有定型的工業(yè)化產(chǎn)品推出。 全文圍繞上述三個(gè)方面展開(kāi)，章節(jié)分排如下：（1）第一章從實(shí)際應(yīng)用角度，總結(jié)闡述了有源電力濾波技術(shù)在諧波檢測(cè)、電流跟蹤控制、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三個(gè)方面的研究進(jìn)展；（2）第二章對(duì)并聯(lián)有源電力濾波器補(bǔ)償電容濾波型整流負(fù)載進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)分析；（3）第三章分析了有源電力濾波器補(bǔ)償容性負(fù)載時(shí)出現(xiàn)的諧波放大現(xiàn)象，并利用FFT方法使得系統(tǒng)在諧振頻率處變?yōu)殚_(kāi)環(huán)控制，達(dá)到抑制諧波放大的目的；（4）第四章、第五章提出有源電力濾波器模塊化并聯(lián)方案，并詳細(xì)說(shuō)明了模塊化并聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)；（5）第六章對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)今后的研究工作進(jìn)行了展望。
標(biāo)簽： 并聯(lián) 工程 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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電力電子系統(tǒng)的集成化是現(xiàn)今電力電子技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，系統(tǒng)的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)是目前電力電子領(lǐng)域的重要研究方向。研究基于電力電子網(wǎng)絡(luò)的變流系統(tǒng)，對(duì)復(fù)雜電力電子裝置的系統(tǒng)級(jí)集成具有重要意義，是電力電子系統(tǒng)集成技術(shù)的基本組成部分。本文從變流系統(tǒng)的功率流和信息流雙重分布性的角度出發(fā)。對(duì)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（Power Electronics System Network，PES—Net）的模型和變流系統(tǒng)的通信需求進(jìn)行分析，提出實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（Real—time power electronics system network，RT—PES—Net）；并對(duì)基于新網(wǎng)絡(luò)的分布式控制及管理方案和模塊化軟件方案等內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的研究，提出基于棧操作的實(shí)時(shí)軟件構(gòu)建方案。本文的研究將為變流系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)和軟件方案標(biāo)準(zhǔn)化提供參考和理論依據(jù)，為應(yīng)用系統(tǒng)的集成提供解決方案。 復(fù)雜中大功率變流系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)化分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象。首先，論文以復(fù)雜系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析了應(yīng)用系統(tǒng)的功率流和信息流在空間結(jié)構(gòu)上的對(duì)偶關(guān)系和雙重分布的特性；在電力電子集成模塊（Power Electronics Building Blocks，PEBB）的基礎(chǔ)上，研究了變流系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化分布式控制方案，并得出系統(tǒng)組構(gòu)的初步構(gòu)想，總結(jié)出適合復(fù)雜電力電子系統(tǒng)集成的標(biāo)準(zhǔn)化理論。 接著，論文對(duì)電力電子網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了研究。分析了現(xiàn)有各類總線網(wǎng)絡(luò)和目前用于電力電子應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，從結(jié)構(gòu)、速率和協(xié)議等各個(gè)方面將兩類網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了系統(tǒng)的對(duì)比。明確了電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的定義，分析并總結(jié)復(fù)雜電力電子實(shí)時(shí)系統(tǒng)所需網(wǎng)絡(luò)必需具備的條件。根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景，綜合控制結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)需求，提出了電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的模型。 為滿足變流系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制，論文對(duì)分布式控制結(jié)構(gòu)的通信需求進(jìn)行了研究。以網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Networked Control System，NCS）為背景，對(duì)變流器系統(tǒng)控制信息延時(shí)因素進(jìn)行了分析；通過(guò)對(duì)典型電力電予系統(tǒng)的分析，歸納和總結(jié)了系統(tǒng)的控制功能和控制內(nèi)容，對(duì)系統(tǒng)不同層次的控制任務(wù)進(jìn)行了響應(yīng)時(shí)間需求分析和網(wǎng)絡(luò)的分層配置；通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析，研究了應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)模塊控制信息延時(shí)對(duì)不同應(yīng)用系統(tǒng)的性能影響和對(duì)開(kāi)關(guān)頻率的限制。根據(jù)變流系統(tǒng)對(duì)控制延時(shí)的接受程度，將電力電子復(fù)雜系統(tǒng)歸為兩大類：1）零延時(shí)系統(tǒng)；2）定延時(shí)系統(tǒng)。針對(duì)上述兩類系統(tǒng)，論文給出了電力電子網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的通道容量和應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)關(guān)周期的計(jì)算方法。 論文對(duì)開(kāi)放式、分布式的電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的硬件組成和同步方案進(jìn)行了研究，提出新的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)級(jí)集成方案。根據(jù)主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)的控制任務(wù)需求，分別從功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度對(duì)開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)的硬件構(gòu)成進(jìn)行研究；根據(jù)控制系統(tǒng)的接口需求分析，對(duì)節(jié)點(diǎn)的通用性設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)討論。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的同步問(wèn)題，本文分析了簡(jiǎn)單有效的解決方法，即基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的同步補(bǔ)償方案；此外，論文提出基于實(shí)時(shí)高速電力電子系統(tǒng)同絡(luò)（RT-PES-Net）的同步方案，研究適合變流器實(shí)時(shí)控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的硬件配置。根據(jù)應(yīng)用控制和通信系統(tǒng)所需的各種操作，論文對(duì)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的管理進(jìn)行了討論，研究了信息幀管理和相應(yīng)的硬件設(shè)置，并對(duì)各種工作模式下所需的通信時(shí)間進(jìn)行了計(jì)算和比較。基于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其管理方案，論文給出了組構(gòu)以PEBB為基礎(chǔ)的變流系統(tǒng)的方案。 論文對(duì)基于RT-PES-Net的模塊化軟件方案進(jìn)行了研究。首先，將控制軟件與功率硬件進(jìn)行解耦，使得軟件設(shè)計(jì)與硬件部分分離。在分析電力電子軟件特性的前提下，論文提出基于棧操作的模塊化軟件方案，增加子程序?qū)崟r(shí)構(gòu)件的內(nèi)聚性；對(duì)軟件模塊化的通用性進(jìn)行研究，分析模塊接口參數(shù)和變量的申明和配置，并研究參數(shù)的定標(biāo)，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分類；分析子程序?qū)崟r(shí)構(gòu)件在執(zhí)行速度上的優(yōu)點(diǎn)。論文對(duì)電力電子系統(tǒng)控制軟件（Powerr Electronics System Control Software，PES-CS）的組構(gòu)和集成進(jìn)行研究，簡(jiǎn)化軟件主框架。 最后，論文分別對(duì)RT-PES-Net和模塊化軟件方案進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究和分析。論文對(duì)提出的實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（RT-PES-Net）進(jìn)行了通信實(shí)驗(yàn)，將新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?duì)變流系統(tǒng)的延時(shí)影響與舊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的延時(shí)影響進(jìn)行比較，總結(jié)新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在控制實(shí)時(shí)性、提高開(kāi)關(guān)頻率、網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性和管理靈活度等方面的優(yōu)勢(shì)。論文針對(duì)RT-PES-Net進(jìn)行應(yīng)用研究，驗(yàn)證該網(wǎng)絡(luò)可解決網(wǎng)絡(luò)通信失步所造成的問(wèn)題。論文對(duì)基于通用型實(shí)時(shí)構(gòu)件和棧操作的模塊化軟件方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為標(biāo)準(zhǔn)化軟件庫(kù)的建立和系統(tǒng)級(jí)集成提供參考方案。 網(wǎng)絡(luò)化的控制結(jié)構(gòu)研究是復(fù)雜電力電子系統(tǒng)級(jí)集成研究的關(guān)鍵。本課題針對(duì)復(fù)雜變流系統(tǒng)提出了實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（RT-PES-Net），并以該網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)對(duì)分布式控制結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)化管理方案和模塊化軟件方案展開(kāi)一系列研究，為電力電子控制系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)參考體系，并以此結(jié)構(gòu)來(lái)快速構(gòu)建終端復(fù)雜變流系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用系統(tǒng)組構(gòu)提供參考方案，有助于解決電力電子標(biāo)準(zhǔn)化推廣所面臨的難題。論文為應(yīng)用系統(tǒng)的即插即用和動(dòng)態(tài)重構(gòu)提供了研究基礎(chǔ)，從而為最終實(shí)現(xiàn)復(fù)雜變流器的應(yīng)用系統(tǒng)級(jí)集成提供系統(tǒng)化的理論和方法依據(jù)。同時(shí)，論文的研究開(kāi)拓了電力電子系統(tǒng)集成和標(biāo)準(zhǔn)化研究的一個(gè)新方向。
標(biāo)簽： 電力電子 網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-15
上傳用戶：silenthink
近年來(lái)，以電池作為電源的微電子產(chǎn)品得到廣泛使用，因而迫切要求采用低電源電壓的模擬電路來(lái)降低功耗。目前低電壓、低功耗的模擬電路設(shè)計(jì)技術(shù)正成為微電子行業(yè)研究的熱點(diǎn)之一。 在模擬集成電路中，運(yùn)算放大器是最基本的電路，所以設(shè)計(jì)低電壓、低功耗的運(yùn)算放大器非常必要。在實(shí)現(xiàn)低電壓、低功耗設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須考慮電路的主要性能指標(biāo)。由于電源電壓的降低會(huì)影響電路的性能，所以只實(shí)現(xiàn)低壓、低功耗的目標(biāo)而不實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的性能(如高速)是不大妥當(dāng)?shù)摹?論文對(duì)國(guó)內(nèi)外的低電壓、低功耗模擬電路的設(shè)計(jì)方法做了廣泛的調(diào)查研究，分析了這些方法的工作原理和各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在吸收這些成果的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一個(gè)3.3 V低功耗、高速、軌對(duì)軌的CMOS/BiCMOS運(yùn)算放大器。在設(shè)計(jì)輸入級(jí)時(shí)，選擇了兩級(jí)直接共源一共柵輸入級(jí)結(jié)構(gòu)；為穩(wěn)定運(yùn)放輸出共模電壓，設(shè)計(jì)了共模負(fù)反饋電路，并進(jìn)行了共模回路補(bǔ)償；在偏置電路設(shè)計(jì)中，電流鏡負(fù)載并不采用傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)共源-共柵結(jié)構(gòu)，而是采用適合在低壓工況下的低壓、寬擺幅共源-共柵結(jié)構(gòu)；為了提高效率，在設(shè)計(jì)時(shí)采用了推挽共源極放大器作為輸出級(jí)，輸出電壓擺幅基本上達(dá)到了軌對(duì)軌；并采用帶有調(diào)零電阻的密勒補(bǔ)償技術(shù)對(duì)運(yùn)放進(jìn)行頻率補(bǔ)償。 采用標(biāo)準(zhǔn)的上華科技CSMC 0.6μpm CMOS工藝參數(shù)，對(duì)整個(gè)運(yùn)放電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并通過(guò)了HSPICE軟件進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明，當(dāng)接有5 pF負(fù)載電容和20 kΩ負(fù)載電阻時(shí)，所設(shè)計(jì)的CMOS運(yùn)放的靜態(tài)功耗只有9.6 mW，時(shí)延為16.8ns，開(kāi)環(huán)增益、單位增益帶寬和相位裕度分別達(dá)到82.78 dB，52.8 MHz和76°，而所設(shè)計(jì)的BiCMOS運(yùn)放的靜態(tài)功耗達(dá)到10.2 mW，時(shí)延為12.7 ns，開(kāi)環(huán)增益、單位增益帶寬和相位裕度分別為83.3 dB、75 MHz以及63°，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： CMOSBiCMOS 低壓 低功耗
上傳時(shí)間： 2013-06-29
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