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储能型功率补偿系统的控制及其储能元件参数设计

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电网技术 2015年第2期39卷 568-574页

作者：李伟吴凤江段建东孙力哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001

为优化柴油发电机组(diesel generator,DG)的动态输出电能质量,将包含超级电容(super capacitor,SC)的储能型功率补偿系统(storage energy-power compensation system,SE-PCS)与DG相并联共同为负载供电。提出用于SE-PCS的基于e指数函数的动态参考有功功率生成方案。在负载突变时,由SE-PCS按照e指数函数短时输出有功功率以提高DG的动态输出性能。给出了e指数函数的初值、时间常数以及SC容值的设计原则。进一步分析了SC内阻对SC输出电压范围的影响,进而给出了新的保持SC输出电压范围不变的SC容值设计原则,以保持系统的安全可靠运行。相应的仿真结果证明了所提出的方案、控制策略及参数设计原则的正确性和有效性。

关键词：柴油发电机组超级电容功率补偿参数设计

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回热循环微型燃气轮机全工况状态反馈控制

电工技术学报 2014年第3期29卷 213-221页

作者：段建东吴凤江赵克孙力哈尔滨工业大学电气工程学院哈尔滨150001

传统的微型燃气轮机控制系统采用基于设计工况简化线性模型的转速闭环PI控制策略,回热器的加入导致传统转速闭环控制方案的动态响应变慢且有振荡。该文在推导考虑回热器的微型燃气轮机非线性模型的基础上,提出了全工况状态反馈转速闭环... 详细信息

传统的微型燃气轮机控制系统采用基于设计工况简化线性模型的转速闭环PI控制策略,回热器的加入导致传统转速闭环控制方案的动态响应变慢且有振荡。该文在推导考虑回热器的微型燃气轮机非线性模型的基础上,提出了全工况状态反馈转速闭环控制策略。利用线性化状态空间方程设计全工况固定收敛特性状态观测器和状态反馈控制律,使观测变量和状态变量的收敛特性不受变工况影响,保证全工况运行的稳定性和动态特性的一致性,给出了普遍性观测器和状态反馈控制律随负载变化的解析多项式公式。通过对设计实例的分析和仿真表明所提出的控制策略的正确性和可行性。

关键词：回热循环微型燃气轮机全工况运行状态反馈控制状态观测器固定收敛特性

带LCL输出滤波器的并网逆变器控制策略研究

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中国电机工程学报 2011年第12期31卷 34-39页

作者：王要强吴凤江孙力段建东哈尔滨工业大学电气工程系黑龙江省哈尔滨市150001

并网逆变器用LCL输出滤波器是一个三阶多变量系统,给控制系统设计提出了更高的要求。针对该问题,提出一种基于逆变器侧电流闭环和电容电流前馈的并网逆变器控制策略,通过逆变器侧电流间接控制并网电流。该控制策略能够保证系统稳定和单... 详细信息

并网逆变器用LCL输出滤波器是一个三阶多变量系统,给控制系统设计提出了更高的要求。针对该问题,提出一种基于逆变器侧电流闭环和电容电流前馈的并网逆变器控制策略,通过逆变器侧电流间接控制并网电流。该控制策略能够保证系统稳定和单位功率因数运行,并且整个控制过程无需增加额外的传感器,降低了系统成本,增强了系统可靠性。仿真和实验结果验证了提出控制策略的有效性与可行性。

关键词：并网逆变器 LCL滤波器系统稳定性功率因数电流估计

利用动态四边形分析的配电网励磁涌流识别方法

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电网技术 2015年第7期39卷 2017-2022页

作者：闫富平段建东李笑张宏光西安理工大学自动化与信息工程学院陕西省西安市710048

配电线路在断路器操作时出现励磁涌流现象,经常导致线路保护误动作、合闸失败等问题,使得对该涌流的机理分析与准确识别变得非常紧迫与必要。在分析励磁涌流和故障电流波形特征差异的基础上,提出了基于动态四边形分析的识别方法,在电流... 详细信息

配电线路在断路器操作时出现励磁涌流现象,经常导致线路保护误动作、合闸失败等问题,使得对该涌流的机理分析与准确识别变得非常紧迫与必要。在分析励磁涌流和故障电流波形特征差异的基础上,提出了基于动态四边形分析的识别方法,在电流波形上动态形成特定的四边形集合,通过计算该集合中平行四边形出现的比例来识别励磁涌流。在PSCAD上搭建了10 kV配电网模型,仿真产生不同合闸角、不同剩磁条件下的励磁涌流和不同类型故障电流,应用所提方法都能准确识别励磁涌流和故障电流。最后,对实测励磁涌流和故障电流的录波数据进行检测,应用动态四边形分析法能够正确、有效识别励磁涌流和故障电流。

关键词：配电网励磁涌流识别动态四边形

基于九开关变换器的统一电能质量调节器原理与控制

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电工技术学报 2015年第S2期30卷 128-134页

作者：郭伽段建东孙力王志刚哈尔滨工业大学电磁驱动与控制研究所哈尔滨150001 中国石油集团济柴动力总厂济南250306

针对传统统一电能质量调节器开关器件多、结构复杂的缺点,提出采用九开关变换器替换背靠背式变换器作为电路拓扑。九开关变换器开关器件少,在造价、体积及散热等方面具有一定优势。首先介绍九开关变换器的原理与调制策略,结合电网电压... 详细信息

针对传统统一电能质量调节器开关器件多、结构复杂的缺点,提出采用九开关变换器替换背靠背式变换器作为电路拓扑。九开关变换器开关器件少,在造价、体积及散热等方面具有一定优势。首先介绍九开关变换器的原理与调制策略,结合电网电压跌落时电路的稳态分析,揭示了电压补偿端口与电流补偿端口输出电压的变化规律,据此得出九开关变换器可通过在两输出端口间动态分配直流电压以有效降低系统所需直流电压幅值的结论;其次简要说明了基于新拓扑调节器的控制算法;最后通过仿真与实验,验证了所提方案的可行性。

关键词：九开关变换器统一电能质量调节器电压跌落补偿无功补偿谐波抑制

单相开路故障下五相直流无刷电机无位置传感器控制

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电力自动化设备 2017年第11期37卷 187-193,210页

作者：田兵安群涛段建东孙力赵克哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

为了增强五相电机驱动系统的可靠性和容错能力,对五相永磁无刷直流电机在单相开路故障下的无位置传感器控制技术进行了研究。引入一种新颖的五相电机开路模型,实现了在单相开路故障下的场定向控制及载波脉宽调制。并在此基础上,采用滑... 详细信息

为了增强五相电机驱动系统的可靠性和容错能力,对五相永磁无刷直流电机在单相开路故障下的无位置传感器控制技术进行了研究。引入一种新颖的五相电机开路模型,实现了在单相开路故障下的场定向控制及载波脉宽调制。并在此基础上,采用滑模观测器估算五相电机的基波反电动势。然而当五相电机开路在故障模式下运行时,三次谐波绕组及逆变器非线性等因素引起观测反电动势含有较强的抖震谐波。采用了一种改进型复系数滤波器,并取代了传统一阶低通滤波器,对观测反电动势基波分量进行无失真滤波,改善位置观测精度和无位置控制电机动态性能。在实验平台上实现了单相开路模式下的无位置控制技术,验证了其的有效性。

关键词：复系数滤波器容错电机解耦模型单相开路故障无位置传感器直流电机故障分析

基于暂态电流导数的煤矿直流配电线路无通道保护

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工矿自动化 2023年第10期49卷 26-34页

作者：魏朝阳段建东陕西能源职业技术学院陕西咸阳712000 西安理工大学电气工程学院陕西西安710048

煤矿直流供配电线路故障电流具有幅值大、上升率高的特征,是威胁供电系统安全稳定的重要因素。利用直流配电系统电气特征实现故障识别的方法较少考虑保护设备的实际情况,难以处理设备误差及扰动,不满足继电保护的可靠性要求;而基于电力... 详细信息

煤矿直流供配电线路故障电流具有幅值大、上升率高的特征,是威胁供电系统安全稳定的重要因素。利用直流配电系统电气特征实现故障识别的方法较少考虑保护设备的实际情况,难以处理设备误差及扰动,不满足继电保护的可靠性要求;而基于电力电子变换器的主动保护方法则较少利用故障电气量信息,仅依靠设备动作特性实现故障切除,往往不能满足继电保护的速动性要求。针对上述问题,提出一种基于暂态电流导数的煤矿直流配电线路无通道保护方案。将直流侧并联电容放电电流的二阶导数作为保护加速判据,若满足加速判据则启动加速动作,若不满足加速判据则按照断路器既定延时动作。故障发生时,电流均指向故障点,则可利用功率流向的变化初步判断故障方向,构成无通道保护,使故障线路两端断路器加速跳开,从而缩短故障切除时间。仿真结果表明,在不同故障发生位置、过渡电阻及故障类型条件下,若加速动作能够有效启动,则基于暂态电流导数的煤矿直流配电线路无通道保护方案可快速切除故障,减少故障时间;若加速动作不能启动,保护方案也能按照既定延时配合实现故障类型和区段的确定并切除故障。

关键词：煤矿供电直流配电线路故障识别无通道保护暂态电流导数加速保护单极接地故障极间故障

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基于翅片散热和ZigBee的开关柜触头温度测控系统

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电力自动化设备 2014年第7期34卷 157-162页

作者：段建东叶兵张青山樊华西安理工大学电气工程系陕西西安710048

为降低开关柜的事故发生率,设计了开关柜触头温度测控系统。首先利用层次分析法得出开关柜散热最佳方案,即在开关柜后面板上加装翅片热板隔离式热交换器;然后基于翅片散热和ZigBee,设计了开关柜触头在线温度测控系统,该系统包含数据采... 详细信息

为降低开关柜的事故发生率,设计了开关柜触头温度测控系统。首先利用层次分析法得出开关柜散热最佳方案,即在开关柜后面板上加装翅片热板隔离式热交换器;然后基于翅片散热和ZigBee,设计了开关柜触头在线温度测控系统,该系统包含数据采集与温度控制层、数据传输层和站控层。测试结果表明,翅片散热器散热效果良好,所设计的开关柜触头在线温度测控系统可实现设备状态数据的可靠快速传输和监测预警信息的可视化。

关键词：无线传感器网络层次分析法翅片温度测控

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低电压电流应力的有源钳位ZVS软开关技术

中国电机工程学报 2021年第13期41卷 4616-4627页

作者：凡绍桂巩冰游江孙力段建东哈尔滨工程大学智能科学与工程学院黑龙江省哈尔滨市150001 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001

有源钳位零电压开关(zero-voltage switching,ZVS)软开关拓扑被广泛应用到DC/DC变换器实现开关管零电压开通。传统有源钳位软开关拓扑存在电压、电流应力大且占空比丢失严重的问题,制约了其在大功率DC/DC变换器中的应用。该文提出改进... 详细信息

有源钳位零电压开关(zero-voltage switching,ZVS)软开关拓扑被广泛应用到DC/DC变换器实现开关管零电压开通。传统有源钳位软开关拓扑存在电压、电流应力大且占空比丢失严重的问题,制约了其在大功率DC/DC变换器中的应用。该文提出改进的有源钳位软开关拓扑,在传统拓扑基础上增加由二极管与辅助电感组成的电流转移电路,使二极管电流应力、钳位电压及占空比丢失均减小一半,提高变换器效率及可靠性。分析所提有源钳位软开关拓扑应用于Buck变换器及Boost变换器的工作原理,并对拓扑进行性能分析及参数设计。最后,在功率为1.2k W的Buck变换器及Boost变换器中,实验验证所提有源钳位软开关拓扑的正确性。

关键词： DC/DC变换器有源钳位零电压开关低电压电流应力