检索结果-南通市图书馆

适用于梯形法MMC等效模型的线性排序均压算法

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中国电机工程学报 2017年第16期37卷 4747-4757页

作者：徐义良赵禹辰赵成勇许建中新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)已在直流电网和新能源汇集等领域发挥重要作用。随着换流器端数及MMC中子模块(submodule,SM)数目的不断增加,已有的MMC等效模型在对由大量超高电平MMC构成的多端直流电网仿真时,MM... 详细信息

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)已在直流电网和新能源汇集等领域发挥重要作用。随着换流器端数及MMC中子模块(submodule,SM)数目的不断增加,已有的MMC等效模型在对由大量超高电平MMC构成的多端直流电网仿真时,MMC排序均压算法的复杂度将大幅增加,从而导致仿真计算效率依然较低,仿真用时明显增加。基于开关器件关断电阻无穷大,且使用梯形积分法离散化电容的MMC等效模型,提出了一种线性排序算法。该排序算法的最大时间复杂度为2N-3,能有效减少排序运算量。通过理论证明将该排序算法的适用范围拓展到开关器件关断电阻为实际阻值的MMC等效模型,从而能够使用该模型仿真子模块内部故障。虽然该线性排序算法是在MMC各子模块电容容值相等的情况下提出的,但通过仿真说明当子模块电容容值在一合理范围内服从正态分布时,采用线性排序算法的MMC等效模型在稳态及暂态工况下依然能够表现出优异的仿真特性。

关键词：模块化多电平换流器线性排序算法梯形积分法等效模型正态分布电容

无插值仿真平台中抑制数值振荡的阻尼电路设计方法

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电力自动化设备 2016年第7期36卷 143-149页

作者：姬煜轲许建中徐延明赵成勇华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

阐述及复现了普遍存在于电磁暂态仿真中的数值振荡问题,罗列了现有电磁暂态仿真程序应对此问题的解决方法,并从应用场合、计算代价、编程复杂度等多个方面分析了局限性。在此基础上提出了一种适用于无插值功能的仿真平台中的用于抑制数... 详细信息

阐述及复现了普遍存在于电磁暂态仿真中的数值振荡问题,罗列了现有电磁暂态仿真程序应对此问题的解决方法,并从应用场合、计算代价、编程复杂度等多个方面分析了局限性。在此基础上提出了一种适用于无插值功能的仿真平台中的用于抑制数值振荡的RC阻尼电路设计方法。从数值振荡的机理入手分析其有效性,提出了描述数值振荡剧烈程度的量化函数,并将其与Simplex算法相结合对RC电路的配置进行优化,大幅提高了阻尼电路对数值振荡的抑制效果。结合不同仿真步长下的多次测试,对仿真步长、数值振荡和阻尼电路三者之间的关系进行了进一步分析。

关键词：数值振荡电磁暂态梯形积分法 RC阻尼电路 Simplex算法量化函数

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基于伴随网络的直流电网短路电流计算方法

中国电力 2021年第10期54卷 2-10,27页

作者：王子文张英敏刘天琪陈若尘李峰四川大学电气工程学院四川成都610065

直流线路发生短路故障后,子模块电容作为换流器闭锁前短路电流的主要贡献单元,其极快的放电速度,对直流电网的安全稳定运行提出了严峻考验,亟待开展直流电网短路电流计算方法的研究。首先采用梯形积分法对所建直流电网等效模型中的动态... 详细信息

直流线路发生短路故障后,子模块电容作为换流器闭锁前短路电流的主要贡献单元,其极快的放电速度,对直流电网的安全稳定运行提出了严峻考验,亟待开展直流电网短路电流计算方法的研究。首先采用梯形积分法对所建直流电网等效模型中的动态元件进行离散化,再通过改进节点法构建网络方程,迭代求得故障支路各时刻的短路电流,进而提出一种基于伴随网络的直流电网短路电流计算方法。在PSCAD/EMTDC软件中搭建四端双极环形直流电网模型进行仿真,根据直流线路发生不同类型故障的仿真结果,在计算精度和计算效率2个方面,将所提计算方法与典型的状态空间法进行比较,分析了2种方法的误差来源,验证了所提算法的有效性。

关键词：直流电网短路电流伴随网络梯形积分法离散

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相位域ADC偏移误差检测及补偿技术

电子测量与仪器学报 2021年第9期35卷 195-203页

作者：陈佳鑫陈红梅王学锐尹勇生合肥工业大学微电子设计研究所合肥230601

相位域模数转换器(Ph⁃ADC)利用正交IQ通道来提取相位信息,但IQ通道偏移误差会导致系统误码率(BER)升高。针对以上问题提出一种基于帧采样的同相正交(I/Q)偏移误差提取方法,并采用梯形积分法进行补偿。相关传统方法,该方法可以节省因内... 详细信息

相位域模数转换器(Ph⁃ADC)利用正交IQ通道来提取相位信息,但IQ通道偏移误差会导致系统误码率(BER)升高。针对以上问题提出一种基于帧采样的同相正交(I/Q)偏移误差提取方法,并采用梯形积分法进行补偿。相关传统方法,该方法可以节省因内存访问,数据延迟以及系统对每个样本中断响应而浪费的时间。通过建立π/4 DQPSK解调,6⁃bit Ph⁃ADC,E N0为12 dB的数字调制系统来验证所提出相位域ADC偏移误差检测及补偿技术,仿真结果表明,当输入信号频率为450 kHzb,/I/Q偏移误差为10%时,系统的信号噪声畸变比(SNDR)由7.02提高到37.22 dB,系统的无杂散动态范围(SFDR)由17.37提高到38.74 dB,ENOB由1.03提升为5.89,校准后该方法可以使系统BER降低到10-5数量级,使误差矢量幅度(EVM)小于15 dB。

关键词：相位域模数转换器 I/Q偏移误差基于帧采样梯形积分法误码率 EVM

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提高MMC高效电磁暂态模型仿真精度的方法

电力建设 2016年第6期37卷 49-54页

作者：郭琦王嘉钰林雪华李岩刘崇茹南方电网科学研究院广州市510080 华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206

对基于戴维南等效原理的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)桥臂电磁暂态仿真详细模型的数学原理进行了分析,发现当仿真过程中发生故障或开关动作等引起网络结构变化时,由于电容电流会发生突变,当采用梯形积分法计... 详细信息

对基于戴维南等效原理的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)桥臂电磁暂态仿真详细模型的数学原理进行了分析,发现当仿真过程中发生故障或开关动作等引起网络结构变化时,由于电容电流会发生突变,当采用梯形积分法计算时会引入计算误差。为了解决这一问题,提出了一种通过求解突变后的非状态变量来消除计算误差的方法,在PSCAD/EMTDC下对比分析了误差消除前后在开关变化时刻的电容电压,验证了本方法的正确性和有效性。同时,搭建了单端101电平MMC-HVDC仿真系统,验证了本文提出的改进计算模型的正确性。

关键词：模块化多电平换流器(MMC) 戴维南等效梯形积分法计算误差仿真精度

适用于全桥MMC等效模型的线性排序均压算法

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华北电力大学学报（自然科学版） 2020年第1期47卷 24-32页

作者：高晨祥赵禹辰常彬刘栋赵成勇许建中华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 全球能源互联网研究院有限公司北京102209

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)已在直流电网和新能源汇集等领域发挥重要作用。随着直流电网的发展,全桥MMC在直流故障穿越中起到了非常重要的作用,而已有的MMC等效模型在仿真超高电平MMC多端直流电网时,受排序... 详细信息

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)已在直流电网和新能源汇集等领域发挥重要作用。随着直流电网的发展,全桥MMC在直流故障穿越中起到了非常重要的作用,而已有的MMC等效模型在仿真超高电平MMC多端直流电网时,受排序算法复杂度的影响,仿真效率依然较低。有文献基于开关器件关断电阻无穷大并采用后退欧拉法,针对一种理想型的全桥型MMC等效模型提出了一种线性排序算法。本文以快速嵌套同时求解法为基础,证明了在梯形积分和后退欧拉电容离散化方法下,全桥子模块中关断电阻为实际值时该排序算法依然适用,并将该证明方法拓展到了对半桥型MMC戴维南等效模型线性排序算法的证明中。通过更具一般性的证明分析了该线性排序算法的本质机理,指出该算法分组的依据并分析了该算法对基于其他拓扑的MMC戴维南等效模型的适用性及其优缺点。

关键词：模块化多电平换流器线性排序算法全桥MMC 戴维南等效模型后退欧拉法梯形积分法

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一种架空导线巡检机器人的运动控制系统

仪表技术与传感器 2020年第12期 86-89,94页

作者：黄强李松涛高源甄富帅宋光明陈大兵国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103 东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096

为了提高架空导线巡检机器人的运动精度和相对定位能力,设计了一种用于架空导线巡检机器人的运动控制系统。该系统包括机载运动控制器和地面远程控制终端2部分,运动控制器采用工控机+STM32底层控制板双核心结构。为了减少机器人运动中... 详细信息

为了提高架空导线巡检机器人的运动精度和相对定位能力,设计了一种用于架空导线巡检机器人的运动控制系统。该系统包括机载运动控制器和地面远程控制终端2部分,运动控制器采用工控机+STM32底层控制板双核心结构。为了减少机器人运动中可能出现的冲击,在控制器设计中引入S型加减速控制算法。通过引入梯形积分方法,提高了里程计算精度。经过实物平台验证,证明所设计的运动控制系统有较高的运动与定位精度,能够满足巡检机器人的工作需求。

关键词：运动控制系统巡检机器人 STM32 S型加减速曲线梯形积分法

双端口MMC电磁暂态高效建模与电容电压排序算法优化

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双端口MMC电磁暂态高效建模与电容电压排序算法优化

作者：徐义良华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）凭借其各项突出的技术优势己在国内外柔性直流输电（Voltage Source Converter based HVDC,VSC-HVDC）工程中得到了广泛的应用。随着换流器端数及MMC中子模块（submodule,SM）... 详细信息

模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）凭借其各项突出的技术优势己在国内外柔性直流输电（Voltage Source Converter based HVDC,VSC-HVDC）工程中得到了广泛的应用。随着换流器端数及MMC中子模块（submodule,SM）数目的不断增加,已有的MMC等效模型在仿真由大量超高电平MMC构成的多端直流电网时,因为MMC必备的排序均压算法的复杂度将大幅增加,计算效率依然较低,仿真用时明显增加。此外,针对半桥型MMC无法箝位直流故障及排序运算量大的问题,一些具备诸如直流故障箝位及自均压功能的新型双端口子模块拓扑被提出,并被视为MMC子模块未来的候选拓扑之一。传统单端口子模块MMC的等效算法要求全部子模块流过相同的桥臂电流,这对双端口子模块MMC不再适用。本文针对一种新型并联全桥子模块构成的模块化多电平换流器（paralleled full bridge sub-module MMC,PFB-MMC）拓扑,提出了一种适用于任意新型双端口子模块MMC的通用电磁暂态高效建模方法。该方法采用循环迭代的方式消去MMC桥臂中全部子模块的内部节点和模块间的互联节点,将整个桥臂等效成仅含4个外部节点,极大地降低了双端口 MMC的导纳矩阵阶数。在实现对外部等效的同时,能够完整保留各个子模块的内部信息,从而能够在确保高仿真精度的同时,大幅提高其电磁暂态仿真速度。此外,基于开关器件关断电阻无穷大的MMC等效模型提出了一种线性排序算法,该排序算法最大时间复杂度仅为O（N）,能够有效减少排序运算量。本文通过理论证明将该排序算法的适用范围拓展到开关器件关断电阻为实际阻值的MMC等效模型,从而能够使用该模型仿真子模块内部故障。虽然该线性排序算法是在MMC各子模块电容容值相等的情况下提出,但是本文通过仿真说明当子模块电容容值在一合理范围内服从正态分布时,采用线性排序算法的MMC等效模型在稳态及暂态工况下依然能够表现出优异的仿真特性。

关键词：模块化多电平换流器(MMC) 电磁暂态双端口子模块等效模型线性排序算法梯形积分法正态分布电容

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基于IQ辅助的相位域ADC的研究与设计

基于IQ辅助的相位域ADC的研究与设计

作者：陈佳鑫合肥工业大学

学位级别：硕士

近距无线通信、电子对抗等领域的飞速发展,对模数转换器(ADC,Analog-to-Digital Converter)的功耗和速度提出更高要求。传统ADC多为电压域ADC,面积和功耗较大,为了降低功耗,从电压域转到相位域是一个有效的选择。本文在充分调研相位量化... 详细信息

近距无线通信、电子对抗等领域的飞速发展,对模数转换器(ADC,Analog-to-Digital Converter)的功耗和速度提出更高要求。传统ADC多为电压域ADC,面积和功耗较大,为了降低功耗,从电压域转到相位域是一个有效的选择。本文在充分调研相位量化ADC原理基础上,研究实现基于电荷重分配结构的两步式Ph-ADC(phase domain ADC)。同时,由于相位域ADC本身的IQ偏移(offset)误差和IQ增益(gain)误差会影响其动态范围,因此进一步研究了相应的校准算法。论文首先分析了相位量化ADC的原理,建立了相位域ADC的误差分析模型,并在分析相位域ADC误差来源的基础上,仿真分析各种误差的影响。接着,设计了基于电荷重分配结构的无线性组合器两步式Ph-ADC,通过IQ辅助粗量化、二分搜索细量化的方式实现相位量化,关键模块电路包括采样保持电路、Strong ARM latch比较器电路、开关电容DAC电路、数字逻辑电路等。采用SMIC 55nm工艺,电源电压1.2V,在Candence Spectre设计实现了相位量化ADC,仿真结果表明,输入频率f为10k Hz,SNDR为26.38d B,SNR为26.38d B,THD为-47.78d B,SFDR为30.84d B,ENOB为4.09bit。然后,设计实现一种基于帧的IQ误差校准算法。首先在数字域检测两个帧所在矢量数量,然后计算矢量分布不平衡量和电压偏移量,其次在模拟域采用梯形积分器来进行误差补偿,从而进行偏移和增益误差的校准。通过建立π/4DQPSK解调,6bit Ph-ADC,E/N为12d B的数字调制系统来验证所提出相位域ADC误差检测及补偿技术。仿真结果表明,当输入信号频率为498k Hz,IQ偏移误差为0.01V,IQ增益误差为0.5时,系统的信噪失真比(SNDR)由7.02 d B提高到37.22d B,系统的无杂散动态范围(SFDR)由17.37d B提高到38.74d B,ENOB由1.03bit提升为5.89bit。校准后,该方法可以使系统BER降低到10数量级,使误差矢量幅度(EVM)小于15d B。最后,基于Virtuoso平台,设计实现了一种数模混合IQ误差补偿系统。首先在数字域采用Verilog AMS语言,编码两象限检测器以提取误差;然后在模拟域采用温度计制电流舵DAC、加减(Up and Down)计数器代替积分器以补偿误差,完成了校准算法数模混合级联仿真。仿真结果表明,当Ph-ADC输入频率为498k Hz,IQ误差为70m V时,经校准后,SNDR由13.44d B提高到36.65d B,系统的无杂散动态范围(SFDR)由19.77d B提高到38.17d B,ENOB由2.08bit提升为5.69bit。

关键词：相位域模数转换器 IQ误差基于帧采样梯形积分法电流舵DAC