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动态过程的幅频调制统一本质与系统稳定问题分类及新能源发电构网能力创新

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电源学报 2021年第6期19卷 1-9页

作者：袁小明何维华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

新能源发电引起的新型稳定问题日益凸显,引起了业界对电力系统稳定问题分类的重新关注。然而,由于目前未能基于系统的基本运行机制与目标建立起系统统一的稳定问题分类,对系统面临的各种失稳现象难以进行合理分类。同时,新能源发电作为... 详细信息

新能源发电引起的新型稳定问题日益凸显,引起了业界对电力系统稳定问题分类的重新关注。然而,由于目前未能基于系统的基本运行机制与目标建立起系统统一的稳定问题分类,对系统面临的各种失稳现象难以进行合理分类。同时,新能源发电作为主力电源,将自然承担着维持电力系统安全稳定运行的责任,对新能源发电具备构网能力的需求变得越来越迫切。针对上述需求,基本思路是回归到系统运行机制,从电压的幅值与频率稳定是系统运行一般化目标的本质认识上讨论系统基本稳定问题以及运行对设备的需求。为此,首先阐述了电力系统基本运行机制与目标,并以此为主线,基于系统的基本运行机制与目标,对不同装备的一致性与不同装备动态时间尺度的差异性提出了统一的电力系统稳定问题分类框架。在此基础上,基于系统运行目标并结合新能源发电的特点阐述了对新能源发电构网能力的一般需求及暂态构网能力的需求。

关键词：新能源发电电力系统运行机制幅频调制稳定分类构网能力

系统小扰动动态过程中交变电气量幅频调制形成演化机制及解调方法

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系统小扰动动态过程中交变电气量幅频调制形成演化机制及解调方法

作者：吴鹏辉华中科技大学

学位级别：硕士

随着电力系统电力电子装备的大量并网,当今电力系统振荡中电压/电流等交变电气量的振荡形态变得愈加复杂、多样。在系统受扰后发生振荡的动态过程中,设备在端口不平衡功率驱动下调节自身输出的内电势幅值/频率并通过振荡器形成端口交变... 详细信息

随着电力系统电力电子装备的大量并网,当今电力系统振荡中电压/电流等交变电气量的振荡形态变得愈加复杂、多样。在系统受扰后发生振荡的动态过程中,设备在端口不平衡功率驱动下调节自身输出的内电势幅值/频率并通过振荡器形成端口交变内电势进而激励网络产生交变电压/电流,系统中各交变电气量均以其幅值和频率被调制的形式演化。然而,现有系统振荡信号特征分析研究尚未清晰认识到上述交流信号形成和演化的幅频调制机制,因而信号的振荡特征尚未被明确且相应的特征提取方法仍有待探索。为此,本文首先揭示了系统交流信号形成演化的幅频调制机制,据此明确了系统小扰动动态过程初期交流信号的振荡特征,从而提出相应信号特征提取的解调方法及实现该解调方法的解调器结构设计,最后对解调器效果的影响因素进行了相关分析。具体研究内容分为以下几个方面:(1)根据系统基本运行原理明确了交流信号由幅值和频率通过振荡器产生的信号形成基本机制,以及小扰动动态过程初期交流信号按照其幅值和频率稳态工作点上的扰动以一定幅值和频率的复指数形态变化的幅频调制形式的演化机制;从而明确了小扰动动态过程初期交流信号的振荡特征为其幅频调制特征即幅频稳态工作点以及幅频稳态工作点上扰动的幅频。(2)基于交流信号形成演化的幅频调制机制,提出交流信号振荡特征提取的解调方法,并设计了实现该解调方法的解调器结构。幅频调制信号的解调方法应为从信号交流瞬时值出发,确定对应的旋转矢量并获取其瞬时幅值/频率,然后分离其中的稳态幅值/频率及不同形态的振荡分量,最后分别确定各振荡分量对应的旋转矢量从而获取其幅值/频率,从而解调出信号的所有幅频调制特征。(3)提出了解调方法的解调效果评价方法,据此分析了解调器不同参数对解调器适用范围的影响,从而提出了解调器针对不同场景振荡信号时结构参数的整定原则,最后通过仿真与动模实验分析,验证了解调器对实际振荡信号的适用性。

关键词：动态过程幅频调制信号分析振荡特征解调方法

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电针治疗仪多通道幅频调制输出技术改进设计

医疗卫生装备 2008年第6期29卷 1-3页

作者：刘志朋李颖张昱李新殷涛中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所天津300192

目的:针对电针治疗仪波形产生和输出电路复杂的情况进行改进设计。方法:基于直接数字合成思路,由单片微处理器和D/A转换芯片结合软件编程实现多种治疗波形的数字合成和多通道幅频可调的双极性信号,经功率放大和脉冲变压器隔离后输出。结... 详细信息

目的:针对电针治疗仪波形产生和输出电路复杂的情况进行改进设计。方法:基于直接数字合成思路,由单片微处理器和D/A转换芯片结合软件编程实现多种治疗波形的数字合成和多通道幅频可调的双极性信号,经功率放大和脉冲变压器隔离后输出。结果:四通道双极性可实现多种治疗波形输出,幅频可调。结论:改进后的电针治疗仪功能调整灵活,电路简单,功耗低,可靠性高。

关键词：电针治疗仪数模转化多通道幅频调制

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微机械频率梳动力学行为及应用研究综述

动力学与控制学报 2024年第10期22卷 18-31页

作者：吴佳豪邵磊张文明上海交通大学密西根学院上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

光学频率梳在精确测量和时频标准领域有着重要作用.随着技术进步,传统的光学频率梳向着小型化、集成化方向发展出微型光学频率梳、微型光机械耦合频率梳等新型技术.借鉴光子和声子之间的共性,纯粹基于机械振动的微机械频率梳为传感器技... 详细信息

光学频率梳在精确测量和时频标准领域有着重要作用.随着技术进步,传统的光学频率梳向着小型化、集成化方向发展出微型光学频率梳、微型光机械耦合频率梳等新型技术.借鉴光子和声子之间的共性,纯粹基于机械振动的微机械频率梳为传感器技术、量子信息通信和极端环境下的应用提供了新的可能性.本文首先介绍了微机械频率梳的形成机理和数值仿真模型.在此基础上,本文主要阐述了微机械频率梳基于参数激励、内共振、碰撞效应、负耗散、负非线性摩擦等多种激发原理,总结了国内外现有的研究现状.此外,本文还从实际应用的角度让读者进一步了解微机械频率梳在相关领域的广泛应用,有助于了解微机械频率梳的自身特点和优势.最后,本文对未来发展方向进行了总结和展望.

关键词：微机械频率梳非线性振动幅频调制动力学行为精确测量

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基于时变幅频矢量的用于次同步谐振分析的串补输电线路小扰动模型

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基于时变幅频矢量的用于次同步谐振分析的串补输电线路小扰动模型

作者：李娟华中科技大学

学位级别：硕士

随着新能源发电,尤其是风力发电的迅速发展,新能源机组并网引起的次同步振荡问题越发突出,已有研究表明,风电并网引发的次同步振荡呈时变频率的特点;且不用于传统汽轮机组,风电并网引发的次同步谐振与串补输电线路有关,与轴系扭振无关,... 详细信息

随着新能源发电,尤其是风力发电的迅速发展,新能源机组并网引起的次同步振荡问题越发突出,已有研究表明,风电并网引发的次同步振荡呈时变频率的特点;且不用于传统汽轮机组,风电并网引发的次同步谐振与串补输电线路有关,与轴系扭振无关,说明串补输电线路在该问题中的重要性。目前的研究主要基于一个频率处的振荡或多个谐波频率处的振荡,未能解释振荡频率时变的现象,且已有的次同步振荡研究主要针对设备的动态和特性分析,网络的建模只有状态方程和谐波阻抗两个方面,且并未对网络的建模和动态特性做系统研究。故本文首先说明了内电势幅频调制的本质,这一点能说明次同步谐振时频率时变的原因,随后基于时变幅频矢量,建立了串补输电线路的小扰动模型,并研究了串补输电线路的动态规律和不同小扰动模型的适用情况,为网络的建模和特性研究提供了一个新的思路。具体研究内容分为以下几个方面:(1)揭示了设备内电势幅频调制的本质。以同步机为例,建立了适用于次同步振荡分析的同步机小信号模型,分析了次同步谐振时同步机内电势为幅频调制信号的本质,并通过时域仿真对比,验证了同步机内电势幅频调制的本质;以我国某风电场次同步振荡时的现场录波数据,直观的验证了次同步振荡时,风机内电势的幅频调制本质;通过与谐波信号对比,分析了幅频调制信号的特征。(2)基于内电势幅频调制的本质,建立了基于时变幅频矢量的串补输电线路小扰动模型,分析了线路的动态和小扰动模型的适用性。根据时变幅频矢量的串补输电线路原始数学关系,从不同的线性化方法建立了基于电压电流关系线性化的串补输电线路小扰动模型和基于幅频调制信号线性化的小扰动模型;并以单机无穷大系统为例,分析了线路的动态规律和两种小扰动模型的适用性,发现在谐振点处,小扰动模型均不在适用,说明此时线路的高度非线性特征;最后以现场的多个模态的幅频调制的内电势作为激励,说明了小扰动模型的局限性,且说明了基于幅频调制信号线性化的小扰动模型的在推广时的繁琐性。

关键词：时变幅频矢量幅频调制内电势次同步谐振串补输电线路小扰动模型

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基于Bragg体光栅的带阻滤波技术研究

基于Bragg体光栅的带阻滤波技术研究

作者：王馨苏州大学

学位级别：硕士

在高功率激光系统中,灰尘、光学元件缺陷等振幅或相位噪声源向光束中引入的部分中高频成分,会随着传输距离发生快速非线性增长,进而引发小尺度自聚焦效应,导致光束分裂成丝,损坏光学元件,最终影响激光系统的安全运行,制约其输出能力。因... 详细信息

在高功率激光系统中,灰尘、光学元件缺陷等振幅或相位噪声源向光束中引入的部分中高频成分,会随着传输距离发生快速非线性增长,进而引发小尺度自聚焦效应,导致光束分裂成丝,损坏光学元件,最终影响激光系统的安全运行,制约其输出能力。因此,研究如何有效控制光束中的小尺度自聚焦效应,具有重要的实际意义。传统用于抑制小尺度自聚焦的方法就是空间低通滤波技术,主要应用的器件有聚焦型的4f空间滤波器与非聚焦型的Bragg体光栅。但随着高功率激光系统的不断发展,传统滤波方式由于一些固有缺陷逐渐不能完全满足实际应用的需求。现有研究表明,光束中非线性增长最快的空间频率成分才会最先引发小尺度自聚焦效应,是导致光束质量迅速变差的源头。在此基础上,本论文应用基于Bragg体光栅的带阻滤波技术,针对光束中非线性增长最快的特定中高频成分实施滤波,控制其传输过程中的非线性增长率,为缓解高功率激光系统中的光束小尺度自聚焦效应提供了一种新的思路。本论文主要研究了基于Bragg体光栅的带阻滤波技术在有源激光系统中对光束小尺度自聚焦效应的抑制能力。首先基于耦合波理论,给出了驼峰Bragg体光栅的形成条件与具体定义,并详细分析了其衍射特性;然后综合考虑传输过程中的衍射、放大与非线性过程,建立了光束非线性传输的理论模型,分别模拟计算了驼峰Bragg体光栅与组合式单峰Bragg体光栅在两级激光放大系统中的带阻滤波过程;此外,通过理论模拟对比分析了驼峰Bragg体光栅与单峰Bragg体光栅所引起的幅频调制效应。研究结果表明:驼峰Bragg体光栅与组合式单峰Bragg体光栅均能够针对光束中特定中高频成分的快速非线性增长进行控制,并可有效抑制光束中的小尺度自聚焦效应;对于具有相同滤波特征频率的驼峰Bragg体光栅与单峰Bragg体光栅,当宽带光束传输经过光栅时,驼峰Bragg体光栅所引起的幅频调制效应要弱于传统的单峰Bragg体光栅。

关键词： Bragg体光栅驼峰Bragg体光栅带阻滤波幅频调制

系统动态过程中输电线路小扰动关系及调制频率对其特征的影响分析

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系统动态过程中输电线路小扰动关系及调制频率对其特征的影响分析

作者：季雨西华中科技大学

学位级别：硕士

随着电力电子设备的大规模接入,如今的电力系统在多种场景下出现了小扰动振荡事故。小扰动动态过程分析是电力系统的迫切需要。然而现有的研究未能认识到动态过程中设备内电势幅值/频率被调制这一本质,以及相应的交流电压瞬时值非周期... 详细信息

随着电力电子设备的大规模接入,如今的电力系统在多种场景下出现了小扰动振荡事故。小扰动动态过程分析是电力系统的迫切需要。然而现有的研究未能认识到动态过程中设备内电势幅值/频率被调制这一本质,以及相应的交流电压瞬时值非周期的特征。动态过程中网络激励响应之间的小扰动关系并不能以工频或谐波阻抗的物理概念描述。为此本文首先揭示了动态过程中设备内电势幅值/频率调制的本质,其次提出了分析系统小扰动动态过程所需要的输电线路内电势幅值/频率-有功/无功功率小扰动原始关系,最后分析了调制频率对该关系可线性化区域及敏感度的影响。具体研究内容分为以下几个方面:(1)通过同步机和电力电子设备动态过程中内电势形成机制阐明了其在动态过程中幅值/频率调制的本质,分析得到了此时内电势瞬时值非平稳非周期的特征,并通过时域仿真加以验证。(2)以简化的电压源型变换器系统为例,阐明了系统动态过程中内电势幅值/频率连续调制过程,通过该过程说明了建立内电势幅值/频率演化的物理图像对理解小扰动振荡机理和线性化解析分析小扰动动态过程的必要性。阐明了输电线路以内电势幅值/频率为激励,有功/无功功率为响应的小扰动关系能够反映网络参与幅值/频率演化的机制。因此认识调制频率对该关系特征的影响是建立不同时间尺度幅值/频率演化的物理图像的基础。最后结合内电势瞬时值特征,提出了以数值仿真研究该关系特征这一基本思路。(3)推导了一种输电线路激励响应原始关系的简洁表达式,阐明了在此基础上实现数值仿真程序的基本思路。研究了小扰动关系可线性化区域受调制频率影响的规律,为系统不同时间尺度动态过程线性化解析分析适用性评估奠定基础。研究了可线性化区域内小扰动关系敏感度受调制频率影响的规律,为系统不同时间尺度相互作用分析奠定基础。初步探讨了该影响规律产生的机制,并通过仿真分析得到该影响规律可能使得系统中高频振荡与低频振荡传播相同的空间距离,打破了高频振荡涉及区域通常较小这一固有印象。

关键词：幅频调制内电势小扰动振荡输电线路调制频率

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中频干扰电治疗仪的研究与改进

天津理工大学学报 2009年第5期25卷 39-41页

作者：李宁郝弗溢孔海军白明王兆霞天津理工大学电子信息工程学院天津300384

中频干扰电治疗仪治疗效果与干扰差频、调制幅度、调制频率有密切的关系.针对市场上治疗仪治疗方案单一的现状,本文提出频率、幅度可根据病人实际情况自由调节的治疗仪设计方案,并使用FPGA驱动的TFT显示界面,实时监控治疗仪运行情况和... 详细信息

中频干扰电治疗仪治疗效果与干扰差频、调制幅度、调制频率有密切的关系.针对市场上治疗仪治疗方案单一的现状,本文提出频率、幅度可根据病人实际情况自由调节的治疗仪设计方案,并使用FPGA驱动的TFT显示界面,实时监控治疗仪运行情况和作用人体的电场变化,实现人机交流,方便操作.经改进的中频干扰电治疗仪,功能更加强大,治疗效果更佳,操作更加直观、简便.

关键词：中频干扰电治疗仪幅频调制 TFT

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一种新型低频理疗系统的研究

天津理工大学学报 2009年第6期25卷 68-70页

作者：孔海军白明李宁王兆霞天津理工大学电子信息工程学院天津300384

本文针对低频治疗仪波形产生和输出电路复杂的研究现状,提出了采用直接数字合成思路,通过对双单片机处理器进行相应的软件编程,实现多种治疗仪波形的数字合成和双通道幅频可调的双极性信号,经功率放大和脉冲变压器隔离后输出.新型的治疗... 详细信息

本文针对低频治疗仪波形产生和输出电路复杂的研究现状,提出了采用直接数字合成思路,通过对双单片机处理器进行相应的软件编程,实现多种治疗仪波形的数字合成和双通道幅频可调的双极性信号,经功率放大和脉冲变压器隔离后输出.新型的治疗仪,功能完备、调整灵活、电路简单、功耗低、可靠性高.

关键词：低频治疗仪幅频调制单片机处理器功率放大频率合成器