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模块化多电平变流器子模块电容老化状态在线监测及均衡策略

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电测与仪表 2022年第7期59卷 193-200页

作者：蒲清昕秦亮王庆刘开培武汉大学电气与自动化学院武汉430072 国家电网公司设备管理部北京100032

模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter, MMC)中电容老化程度高的子模块投切频率更大、损耗更高,危害子模块的安全运行。针对这个问题提出一种用于MMC的电容老化状态在线监测及均衡策略。通过电容电压变化与电容值的关系对... 详细信息

模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter, MMC)中电容老化程度高的子模块投切频率更大、损耗更高,危害子模块的安全运行。针对这个问题提出一种用于MMC的电容老化状态在线监测及均衡策略。通过电容电压变化与电容值的关系对电容老化状态进行在线监测,测量子模块电容间的相对值;根据测量的结果,在排序中引入虚拟电容电压,降低老化严重子模块的开关频率,延缓电容的使用寿命;仿真结果表明文中所提策略能够在不影响电容电压平衡的前提下有效降低老化严重子模块的开关频率,而且不用对子模块单独加装额外传感设备、不使用复杂算法,适用于子模块较多的场合。

关键词：模块化多电平变流器电容老化在线监测老化状态均衡

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无互联线逆变器并联控制的一种改进下垂算法

武汉大学学报（工学版） 2006年第5期39卷 97-101,109页

作者：张丹红李乐刘开培武汉大学电气工程学院湖北武汉430072 武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070

通过对逆变器并联运行系统的数学模型详细分析,提出了一种改进的下垂控制算法,以实现无互联线运行.在该改进算法的每一个下垂表达式中,都包含有有功功率项和无功功率项,同时引入了有功功率和无功功率的微分项.有功功率和无功功率项用来... 详细信息

通过对逆变器并联运行系统的数学模型详细分析,提出了一种改进的下垂控制算法,以实现无互联线运行.在该改进算法的每一个下垂表达式中,都包含有有功功率项和无功功率项,同时引入了有功功率和无功功率的微分项.有功功率和无功功率项用来保证稳态特性,而微分项用来改善动态特性.仿真结果表明,采用该改进算法的并联控制系统,稳态性能好,动态响应快,模块间的功率均分性能和环流抑制能力良好.

关键词：逆变器无互联线并联改进下垂算法

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算术傅里叶变换的零次插值实时快速算法

电测与仪表 2015年第13期52卷 35-37页

作者：李志伟武婕刘开培武汉大学电气工程学院武汉430072

算术傅里叶变换因其乘法运算量很少和不存在对样本点大小的限制,在谐波分析检测中具有一定的应用前景。而影响AFT运算速度的主要因素是采样信号零次插值点位置的计算,文章研究了零次插值点位置的离线计算问题,可以减少AFT的在线计算量,... 详细信息

算术傅里叶变换因其乘法运算量很少和不存在对样本点大小的限制,在谐波分析检测中具有一定的应用前景。而影响AFT运算速度的主要因素是采样信号零次插值点位置的计算,文章研究了零次插值点位置的离线计算问题,可以减少AFT的在线计算量,提高了AFT零次插值算法在谐波分析中的实时计算速度。

关键词：算术傅里叶变换快速傅里叶变换离线计算

Kaiser窗的组合余弦窗拟合及其在频谱分析中的应用

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电测与仪表 2018年第19期55卷 93-96页

作者：彭曦刘开培李登云武汉大学电气工程学院武汉430072 中国电力科学研究院武汉430074

为了利用组合余弦窗的FFT双谱线插值谐波分析方法,针对非余弦窗Kaiser窗提出了一种基于最小二乘法的组合余弦窗拟合方法,将Kaiser窗拟合为组合余弦窗,拟合的组合余弦窗能保持原窗的性能。以β=11的Kaiser窗为例构造了组合余弦窗,结合余... 详细信息

为了利用组合余弦窗的FFT双谱线插值谐波分析方法,针对非余弦窗Kaiser窗提出了一种基于最小二乘法的组合余弦窗拟合方法,将Kaiser窗拟合为组合余弦窗,拟合的组合余弦窗能保持原窗的性能。以β=11的Kaiser窗为例构造了组合余弦窗,结合余弦窗的FFT双谱线插值法进行了信号分析,结果表明,基于最小二乘拟合的组合余弦窗的FFT双谱线插值算法比Kaiser窗双谱线插值算法的谐波幅值精度更高。

关键词：最小二乘法 Kaiser窗双谱线插值谐波分析

并联有源电力滤波器典型重复控制策略的分析与改进

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电测与仪表 2016年第21期53卷 35-40页

作者：杜旭乐健周武柳永妍刘开培武汉大学电气工程学院武汉430072

目前并联有源电力滤波器采用的典型重复控制通常由PI控制与重复控制并联构成,存在中频段开环增益不足的缺点,且PI控制器同时存在于前向通道与反馈通道中,动态补偿效果不佳。提出了改进的重复控制策略,利用PI控制构成电流内环,对控制对... 详细信息

目前并联有源电力滤波器采用的典型重复控制通常由PI控制与重复控制并联构成,存在中频段开环增益不足的缺点,且PI控制器同时存在于前向通道与反馈通道中,动态补偿效果不佳。提出了改进的重复控制策略,利用PI控制构成电流内环,对控制对象的中低频段特性进行校正,提高控制系统鲁棒性。利用前向通道中的重复控制器提供对谐波信号的高增益,提高了有源电力滤波器的中频段带宽。同时利用参考电流信号前馈至PI控制电流内环,充分保证控制系统的动态性能。仿真和实验结果验证了所提出控制策略的正确性和有效性。

关键词： PI内环重复控制开环增益并联有源电力滤波器

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多级同步感应线圈发射器的自适应设计研究

电工技术学报 2018年第15期33卷 3644-3650页

作者：牛小波刘开培张亚东肖贞仁龚宇佳武汉大学电气工程学院武汉430072

触发控制策略对于多级同步感应线圈发射器至关重要。然而,随着线圈级数的增多以及电枢速度的提高,触发时序控制和功率调节变得更加复杂,而传统的位置触发策略或时间触发策略的控制效果不尽人意。为此,该文结合多级同步感应线圈发射器的... 详细信息

触发控制策略对于多级同步感应线圈发射器至关重要。然而,随着线圈级数的增多以及电枢速度的提高,触发时序控制和功率调节变得更加复杂,而传统的位置触发策略或时间触发策略的控制效果不尽人意。为此,该文结合多级同步感应线圈发射器的系统微分方程和控制方程,提出了一种自适应设计策略。其核心思想是近似认为相邻级线圈的等效单匝电感相等,进而可根据上一级线圈尺寸计算下一级线圈的匝数,并对该级线圈尺寸进行修正,而线圈的触发时序则取决于线圈中心与电枢尾部的相对位置。基于该策略,以25级同步感应线圈发射器为例,对其结构参数和触发时序进行了自适应设计,并通过与有限元法仿真结果的对比证明了该自适应设计策略的有效性和准确性。此外,该文定量分析了上升距离和转差速度对发射性能的影响,从而为两者的选择和优化提供了参考依据。

关键词：同步感应线圈发射器自适应设计有限元法上升距离转差速度

适用于含大量子模块的MMC快速电容电压均衡策略

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电网技术 2017年第12期41卷 3854-3861页

作者：王坤刘开培胡志鹏罗剑波李威秦亮武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072 南京南瑞集团公司(国网电力科学研究院) 江苏省南京市210003

对于含大量子模块的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)而言,基于实时排序的传统电容电压均衡策略计算量大,降低了控制器的响应特性。为此,提出一种寻k值均衡方法,根据五分化中项的中项原则,确定处于投入和切除零界... 详细信息

对于含大量子模块的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)而言,基于实时排序的传统电容电压均衡策略计算量大,降低了控制器的响应特性。为此,提出一种寻k值均衡方法,根据五分化中项的中项原则,确定处于投入和切除零界状态的模块电压大小,通过一轮比较处理从而获得需要投入和切除的模块编号信息,避免每个控制周期对桥臂模块电压的全排序操作且不会降低电容电压的控制精度。进一步,对寻k值均衡方法设定最大模块电压偏差允许值,减少器件不必要的反复投切。最后在PSCAD/EMTDC中搭建MMC模型,仿真结果表明所提出的改进策略能够以较低的计算量实现电压均衡,提高仿真运行速度,设定最大电压偏差允许值能够显著降低器件开关频率。

关键词：模块化多电平换流器电容电压均衡寻k值方法仿真速度开关频率

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后置低通滤波器对冲击负荷电能计量的影响

电测与仪表 2015年第8期52卷 1-4,15页

作者：彭宏亮刘开培陈宜皇武汉大学电气工程学院武汉430000

从电子式电能表有功计量的原理出发定量分析了后置低通滤波器对电能计量的影响。从理论分析结果可以得出电子式电能表后置低通滤波器对计量周期性的电压电流波形理论上没有影响,对计量冲击负荷产生的非周期性的电压电流波形将会导致计... 详细信息

从电子式电能表有功计量的原理出发定量分析了后置低通滤波器对电能计量的影响。从理论分析结果可以得出电子式电能表后置低通滤波器对计量周期性的电压电流波形理论上没有影响,对计量冲击负荷产生的非周期性的电压电流波形将会导致计量不准确。最后以电弧炉负荷为例,建立了研究冲击负荷电能计量的仿真模型,仿真结果表明电子式电能表后置低通滤波器会加大冲击负荷电能计量误差。

关键词：冲击负荷电子式电能表滤波器电弧炉电能计量

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基于改进级联神经网络自适应电网谐波检测

电力系统保护与控制 2016年第20期44卷 134-141页

作者：刘传林苏景军梁文祯匡畅刘开培广东水利电力职业技术学院自动化工程系广东广州510635 武汉大学电气工程学院湖北武汉430072

为克服电网谐波检测快速性与稳定性矛盾,基于神经网络自适应原理提出了一种级联神经网络自适应电网谐波检测的改进系统。改进级联系统初级运用大步长常规LMS(Least Mean Square)自适应神经网络单元提高检测跟随性能,次级通过嵌入均值滤... 详细信息

为克服电网谐波检测快速性与稳定性矛盾,基于神经网络自适应原理提出了一种级联神经网络自适应电网谐波检测的改进系统。改进级联系统初级运用大步长常规LMS(Least Mean Square)自适应神经网络单元提高检测跟随性能,次级通过嵌入均值滤波环节平滑权值波动的策略构造新的自适应神经网络单元,保证次级神经网络单元具有良好的电网谐波检测稳态精度。运用传递函数Z域变换分析嵌入均值滤波环节的电网谐波检测自适应神经网络单元的稳定性能,运算推导新的级联次级神经网络自适应单元的步长约束条件,保证改进系统既能够有效地提高电网谐波检测的跟随性能同时又可以提高检测的稳态精度。仿真实验表明改进的级联神经网络自适应系统能有效提高电网谐波检测动态性与精确性。

关键词：电网谐波检测级联神经网络改进自适应单元步长约束条件