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基于空间矢量复合判断指标的变电站动力电缆漏电检测算法

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电力系统保护与控制 2023年第11期51卷 168-176页

作者：沙浩源郭涛赵学华何茂慧邓凯朱超陈昊李轩国网江苏省电力有限公司超高压分公司江苏南京211102 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司江苏南京210019 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103

为提高变电站长段动力电缆漏电监测水平,提出了一种基于空间矢量复合判据的变电站长段动力电缆漏电检测算法。首先对现有方法中无法检测三相漏电故障的问题进行了分析。然后,引入空间矢量的概念,将剩余电流数据转换为空间矢量圆,提出了... 详细信息

为提高变电站长段动力电缆漏电监测水平,提出了一种基于空间矢量复合判据的变电站长段动力电缆漏电检测算法。首先对现有方法中无法检测三相漏电故障的问题进行了分析。然后,引入空间矢量的概念,将剩余电流数据转换为空间矢量圆,提出了剩余电流差流、A相漏电流以及空间矢量圆半径变化率3个漏电状态判断指标。并建立了针对电缆不平衡漏电及三相漏电故障的类型判断机制,实现了对长段动力电缆漏电状态及类型的准确检测。最后,通过仿真及江苏电网某500 kV变电站实际数据对所提方法的有效性与优越性进行验证。结果表明,该方法能够准确实现对不平衡漏电故障、故障演变过程以及三相漏电故障的判断,丰富了电缆漏电故障的诊断信息,有效提高了对变电站漏电问题的分析处理效率。

关键词：高压变电站长段动力电缆剩余电流空间矢量漏电类型智能运维

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一种SVPWM简化算法的设计与实现

电源学报 2022年第3期20卷 45-51页

作者：马建辉高佳周广旭朱孟美慕永云齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省科学院自动化研究所山东省汽车电子重点实验室济南250014

针对传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法需要进行求反正切、求正弦、求余弦等三角运算,造成其在嵌入式MCU中实现较为复杂、计算量大的问题,介绍了一种简化的SVPWM算法。设计了一种和(a,b,c)三相参考系成逆时针90°夹角的(a',b',c')参考系... 详细信息

针对传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法需要进行求反正切、求正弦、求余弦等三角运算,造成其在嵌入式MCU中实现较为复杂、计算量大的问题,介绍了一种简化的SVPWM算法。设计了一种和(a,b,c)三相参考系成逆时针90°夹角的(a',b',c')参考系,使新的三相参考系和SVPWM扇区边界垂直,将(α,β)正交坐标系下的合成电压空间矢量Us映射到(a',b',c')参考系,根据a'、b'、c'轴分量的正负号直接判断矢量所在扇区。将PWM模块设置为中心对齐模式,跳过基本矢量维持时间的计算,根据标幺化的a'、b'、c'轴分量和Us所在扇区直接计算PWM模块的占空比,采用七段式SVPWM方法实现对a、b、c三相相电压的SVPWM。所提算法简化了SVPWM中的空间矢量扇区判断和占空比计算,缩短了SVPWM的运算时间,为进一步提升逆变器的开关频率提供了空间。

关键词：空间矢量脉宽调制空间矢量扇区占空比

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基于三相电压空间矢量的开环锁相方法

电工技术学报 2020年第16期35卷 3460-3469页

作者：余攀盛万兴钟佩军孙建军潘静武汉大学电气与自动化学院武汉430072 中国电力科学研究院有限公司北京100192 国网安徽省电力有限公司合肥230061

准确快速地获取电网基波正序电压的相位信息,是实现并网变流器精确控制的前提。然而当电网出现异常时,传统的闭环锁相方法动态响应时间较长,难以满足快速响应的控制需求。为此提出一种基于三相电压空间矢量的开环锁相方法,该方法首先通... 详细信息

准确快速地获取电网基波正序电压的相位信息,是实现并网变流器精确控制的前提。然而当电网出现异常时,传统的闭环锁相方法动态响应时间较长,难以满足快速响应的控制需求。为此提出一种基于三相电压空间矢量的开环锁相方法,该方法首先通过过零检测得到电网的频率;然后利用离散傅里叶级数滤除电网电压中的谐波与噪声,并得到与基波电压相互正交的电压信号;在此基础上采用对称分量法提取电压正序分量;最后根据电压空间矢量计算基波正序电压的实时相位。同时为了应对电网电压突变时过零检测出现的异常频率,提出一种改进的过零检测算法,可有效应对电网电压异常时的频率检测。所提出的锁相方法无需参数设计且结构简单、响应速度快,在异常电网环境下具有较强的鲁棒性,仿真和实验结果验证了该方法的有效性和可行性。

关键词：开环锁相空间矢量离散傅里叶级数对称分量法过零检测

基于改进生成对抗网络的电压暂降事件类型辨识研究

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中国电机工程学报 2021年第22期41卷 7648-7659页

作者：沙浩源梅飞李丹奇李轩张宸宇史明明郑建勇东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103

为缓解特征自提取模型对电压暂降样本数据量的依赖,提高模型的特征抓取能力,该文提出基于改进辅助分类生成对抗网络(auxiliary classifier generative adversarial networks,AC-GAN)的暂降事件类型辨识算法。首先,将暂降三相电压数据转... 详细信息

为缓解特征自提取模型对电压暂降样本数据量的依赖,提高模型的特征抓取能力,该文提出基于改进辅助分类生成对抗网络(auxiliary classifier generative adversarial networks,AC-GAN)的暂降事件类型辨识算法。首先,将暂降三相电压数据转换为基于空间矢量(space phasor model,SPM)的二维轨迹曲线,以此作为智能模型的输入。然后,对AC-GAN进行改进,通过在判别器内融合卷积注意力模块(convolutional block attention module,CBAM)来改善判断模型的特征自提取能力,从而提高整个AC-GAN网络的性能。利用所生成的与真实样本特性及分布一致的数据,来实现数据增强,以解决非平衡样本条件下特征学习不充分的问题。最后,利用江苏地区实际数据场景验证了所提算法在不同数据条件下准确而稳定的暂降类型辨识能力。

关键词：辅助分类生成对抗网络空间矢量卷积注意力机制暂降事件类型辨识

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T型逆变器开路故障诊断

电工技术学报 2018年第10期33卷 2324-2333页

作者：马晓军李敏裕魏曙光石昊装甲兵工程学院控制工程系北京100072

为实现T型逆变器的开路故障诊断,对T型逆变器开路故障情况下的负载电流和母线电容电压变化规律进行理论分析,归纳出不同开关管开路时的故障特征,提出一种基于负载电流和母线电容电压变化规律的故障诊断策略。该策略首先通过检测母线电... 详细信息

为实现T型逆变器的开路故障诊断,对T型逆变器开路故障情况下的负载电流和母线电容电压变化规律进行理论分析,归纳出不同开关管开路时的故障特征,提出一种基于负载电流和母线电容电压变化规律的故障诊断策略。该策略首先通过检测母线电容电压来判断逆变器是否发生故障,在检测到故障后将调制比限制为0.25,然后通过判断参考矢量在不同扇区时负载电流和母线电容电压的变化规律来实现故障开关管的精确定位。所提故障诊断策略不需要额外增加传感器,运算量较小,易于工程实现,仿真和实验结果验证了所提故障诊断策略的有效性。

关键词： T型逆变器三电平空间矢量故障诊断

考虑谐波特性和中点电位平衡的Vienna整流器改进断续脉宽调制策略

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电机与控制学报 2020年第4期24卷 23-31页

作者：黄海宏王超王海欣合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

Vienna整流器在以高功率密度为设计目标的场合中,应用十分广泛。且Vienna整流器通常运行在较高的开关频率下,因此减小开关损耗,降低装置的发热,十分有必要。断续脉宽调制(DPWM)可以降低开关损耗,本文研究了一种适用于Vienna整流器的具... 详细信息

Vienna整流器在以高功率密度为设计目标的场合中,应用十分广泛。且Vienna整流器通常运行在较高的开关频率下,因此减小开关损耗,降低装置的发热,十分有必要。断续脉宽调制(DPWM)可以降低开关损耗,本文研究了一种适用于Vienna整流器的具有最大开关损耗降低效果的DPWM方法。为改善DPWM相对于SPWM和SVPWM方法谐波特性较差的缺点,提出了一种适用于Vienna整流器的改善谐波特性的改进DPWM方法。该方法通过对子扇区注入的零序分量进行修正,改善了三相电流的谐波特性。为针对三电平拓扑固有的中点电位不平衡问题,提出了DPWM方法的中点电位平衡控制策略。最后,通过仿真和实验验证了本文提出的调制方法和中点电位平衡控制策略的有效性,对不同调制方法Vienna整流器的工作效率和电流THD进行了比较。

关键词： Vienna整流器断续脉宽调制开关损耗降低中点电位平衡电流谐波空间矢量

三电平ANPC变换器SVPWM优化控制方法

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电机与控制学报 2016年第6期20卷 32-41页

作者：胡存刚胡军张云雷王群京陈权安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 安徽大学工业节电与电能质量控制协同创新中心安徽合肥230601 教育部电能质量工程研究中心安徽合肥230601

有源中点钳位型拓扑是一种能够克服传统的二极管钳位型和电容钳位型拓扑缺点的新型多电平拓扑。在对三电平有源中点钳位型变换器工作状态进行分析的基础上,对各开关管通态损耗和开关损耗进行了研究;提出一种空间矢量的优化控制算法,该... 详细信息

有源中点钳位型拓扑是一种能够克服传统的二极管钳位型和电容钳位型拓扑缺点的新型多电平拓扑。在对三电平有源中点钳位型变换器工作状态进行分析的基础上,对各开关管通态损耗和开关损耗进行了研究;提出一种空间矢量的优化控制算法,该算法在维持了空间矢量调制方法的直流电压利用率高及有效控制中点电压平衡等优点的同时,有效控制了每相开关管的损耗分布平衡,防止了热量的过分堆积,并且降低了传统有源中点钳位变换器算法复杂度,减少对温度采样电路数量的要求;最后搭建了三电平有源中点钳位型变换器仿真和实验平台对控制策略的有效性进行了验证。

关键词：三电平变换器有源中点钳位损耗平衡空间矢量中点电压平衡

基于免疫算法的三相逆变器无死区混合空间矢量PWM控制

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电工技术学报 2016年第16期31卷 135-144页

作者：苏小芳袁佳歆薛钢赵震费雯丽陈柏超田翠华湖北第二师范学院武汉430060 武汉大学电气工程学院武汉430072

死区时间影响逆变器输出波形质量,常规三相逆变器无死区控制存在一定局限性。在深入分析无死区控制策略原理的基础上,提出一种新型三相逆变器无死区控制方法。该方法根据负载阻抗角特性,采用特定空间矢量组合达到无死区效果。并通过免... 详细信息

死区时间影响逆变器输出波形质量,常规三相逆变器无死区控制存在一定局限性。在深入分析无死区控制策略原理的基础上,提出一种新型三相逆变器无死区控制方法。该方法根据负载阻抗角特性,采用特定空间矢量组合达到无死区效果。并通过免疫算法优化空间矢量作用时间和矢量顺序,使逆变器输出波形总畸变率(THD)最小并提高基波电压幅值。对新控制策略进行仿真研究并搭建了小容量实验平台进行模拟实验。实验和仿真结果证明该方法不仅能有效消除死区影响,还能明显减小逆变器输出波形的THD和基波电压幅值。

关键词：免疫算法死区空间矢量谐波畸变率三相逆变器

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基于120°坐标系的SVPWM算法研究

电工技术学报 2016年第5期31卷 52-59页

作者：孙鹤旭荆锴董砚郑易河北工业大学控制科学与工程学院风电系统控制与测试工程技术研究中心天津300130 河北科技大学石家庄050018

针对传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法结构复杂及运算量大等问题,提出一种基于120°AB非正交坐标系的SVPWM算法。该算法首先打破直角坐标系的约束,选取互差120°的单位矢量为基,构建非正交坐标系,进而将空间矢量变换到该坐标系下,利用... 详细信息

针对传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法结构复杂及运算量大等问题,提出一种基于120°AB非正交坐标系的SVPWM算法。该算法首先打破直角坐标系的约束,选取互差120°的单位矢量为基,构建非正交坐标系,进而将空间矢量变换到该坐标系下,利用两个坐标分量进行扇区判断、作用时间运算以及产生PWM信号,实现了SVPWM算法。通过仿真和实验,验证了该SVPWM算法的正确性,并在数字控制器的算法实现上与传统算法进行对比,得出该算法具有结构简单、运算快速以及控制精确等优势。

关键词：空间矢量非正交坐标系脉宽调制扇区