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基于Clifford代数的非正弦多重矢量功率理论研究

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基于Clifford代数的非正弦多重矢量功率理论研究

作者：于静茹华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着电力电子技术在现代电力系统的广泛普及,大量非线性设备与冲击性负荷接入到电网中,使得谐波和不平衡等电能质量问题日益突出。功率理论是涉及电能生产与消费最基本的理论,在电能质量评估、无功补偿设计等方面发挥着重要作用,但现有... 详细信息

随着电力电子技术在现代电力系统的广泛普及,大量非线性设备与冲击性负荷接入到电网中,使得谐波和不平衡等电能质量问题日益突出。功率理论是涉及电能生产与消费最基本的理论,在电能质量评估、无功补偿设计等方面发挥着重要作用,但现有功率理论还不能完全适用于非正弦条件,在诸多方面均存在一定的局限性。本文基于Clifford代数对非正弦功率理论进行研究,主要研究内容和成果如下:(1)从传统非正弦功率理论的功率定义出发,对比分析了频域下的Budeanu功率理论和电流物理分量功率理论、时域下的Fryze功率理论和瞬时无功功率理论的定义方式、物理机理以及存在的一些缺陷与不足。(2)基于Clifford代数,将电压和电流进行Fourier分解,根据电压的频率成分及相角建立基矢量,进而形成频域下的电压和电流矢量,定义二者的几何积为多重矢量功率,对其成分划分为有功功率、分散功率、Budeanu无功功率、畸变无功功率、带外无功功率和相间不平衡功率六类,建立了频域下的多重矢量功率理论。在非正弦单相与三相电路中对多重矢量功率进行仿真计算,结果表明该理论中的各部分功率能够很好地描述功率特性,物理意义明确,并遵循电路中的基本定理,为频域下的功率理论研究提供了新的思路。(3)基于Clifford代数,将电压和电流进行Hilbert变换,根据各相分量建立基矢量,进而形成时域下的电压和电流矢量,定义二者的几何积为多重矢量功率,对其成分划分为瞬时平行功率、瞬时正交功率两类,建立了时域下的多重矢量功率理论。在非正弦单相与三相电路中对多重矢量功率进行仿真计算,结果表明该理论中的各功率及电流分量能够被准确地测量,在不平衡的情况下依然适用,扩展了时域下的功率理论的研究范围。

关键词：多重矢量功率 Clifford代数功率理论非正弦时频域

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非正弦时域正交调制信号的解调性能分析

系统工程与电子技术 2011年第1期33卷 179-182页

作者：赵志勇王红星陈昭男刘锡国康家方海军航空工程学院电子信息工程系山东烟台264001

基于最小错误概率准则,设计了非正弦时域正交调制信号的解调模型,理论分析了加性白色高斯噪声(additive white Gaussian noise,AWGN)信道下通信系统的差错性能。结果表明,非正弦时域正交调制可达到与正交频分复用(orthogonal frequency ... 详细信息

基于最小错误概率准则,设计了非正弦时域正交调制信号的解调模型,理论分析了加性白色高斯噪声(additive white Gaussian noise,AWGN)信道下通信系统的差错性能。结果表明,非正弦时域正交调制可达到与正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)相同的差错性能,且其单位频带利用率的提升速度优于OFDM。复杂度分析结果表明,其解调复杂度虽然高于OFDM,但仍具有硬件可实现性,可用于长波至超短波的通信频段。

关键词：解调非正弦误码率复杂度

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非正弦周期性负荷扰动引发强迫振荡机理分析

电力自动化设备 2018年第8期38卷 74-80页

作者：伍双喜徐衍会宫晓珊广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东广州510600 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

电网强迫振荡问题日益突出,负荷侧引起强迫振荡的研究还不够深入。完善了非正弦持续周期性负荷扰动引发电网强迫功率振荡机理的理论推导,对比了冲击性负荷扰动与正弦波负荷扰动引发系统强迫振荡的区别,并分析了影响强迫振荡幅值的主要... 详细信息

电网强迫振荡问题日益突出,负荷侧引起强迫振荡的研究还不够深入。完善了非正弦持续周期性负荷扰动引发电网强迫功率振荡机理的理论推导,对比了冲击性负荷扰动与正弦波负荷扰动引发系统强迫振荡的区别,并分析了影响强迫振荡幅值的主要因素。在现有的负荷侧强迫功率振荡机理的基础上,将冲击性负荷傅里叶分解为若干正弦波的叠加,通过模态法对单机无穷大系统和多机系统分别进行了分析,得出冲击性负荷引发的强迫振荡幅值比正弦扰动负荷更大的结论,并通过单机无穷大系统和IEEE 9节点系统算例进行仿真验证。

关键词：强迫振荡非正弦周期性负荷扰动多机系统

空间矢量PWM多相变频调速系统非正弦供电技术

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电机与控制学报 2010年第9期14卷 41-47页

作者：刘东黄进于文娟康敏杨家强浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 浙江科技学院自动化与电气学院浙江杭州310023

针对多相感应电机正弦供电时直流母线电压利用率低、输出转矩小的问题,建立了多相感应电机非正弦空间电压矢量PWM(NSVPWM)的数学模型,分析了NSVPWM与谐波注入PWM的内在联系,探讨了NSVPWM各个d-q平面参考电压矢量给定问题。以一台九相集... 详细信息

针对多相感应电机正弦供电时直流母线电压利用率低、输出转矩小的问题,建立了多相感应电机非正弦空间电压矢量PWM(NSVPWM)的数学模型,分析了NSVPWM与谐波注入PWM的内在联系,探讨了NSVPWM各个d-q平面参考电压矢量给定问题。以一台九相集中整距绕组感应电机为例,在保持齿、轭部磁密幅值分别相等、定子铜耗相同的前提下,将其分别在SPWM、正弦空间电压矢量PWM和NSVPWM调制策略下的输出转矩进行比较。试验结果证明,采用NSVPWM控制策略时,九相集中整距绕组感应电机输出转矩比采用SPWM时提高了大约6.42%,最后分析了其原因。

关键词：多相集中整距绕组非正弦空间矢量脉冲宽度调制输出转矩

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多相感应电机的非正弦供电技术

中国电机工程学报 2011年第12期31卷 84-89页

作者：刘东黄进康敏杨家强郑瑜姜海博浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 浙江科技学院自动化与电气学院浙江省杭州市310023

为充分利用多相电机的多控制自由度,分析了多相集中整距绕组感应电机非正弦供电的原理,对九相集中整距绕组感应电机分别在正弦和非正弦供电下的输出转矩和电机效率进行仿真分析。在保持2种供电模式下电机齿、轭部磁密幅值分别相等、定... 详细信息

为充分利用多相电机的多控制自由度,分析了多相集中整距绕组感应电机非正弦供电的原理,对九相集中整距绕组感应电机分别在正弦和非正弦供电下的输出转矩和电机效率进行仿真分析。在保持2种供电模式下电机齿、轭部磁密幅值分别相等、定子铜耗相同的前提下,与正弦供电相比,重载下非正弦供电时电机输出转矩提高了约7%,电机效率也有所提高。构建了一套多相变频调速系统,在该系统下对上述理论进行实验验证,并同时与一台三相正弦绕组感应电机正弦供电作对比。实验结果表明,重载下多相集中整距绕组感应电机非正弦供电时可以提高输出转矩,改善电机效率,并分析了重载下多相集中整距绕组感应电机非正弦供电时电机效率和输出转矩提高的原因。

关键词：多相电机集中整距绕组非正弦谐波注入

新型结晶器非正弦振动系统弹性振动响应的研究

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机械工程学报 2011年第19期47卷 91-96页

作者：张立平汪建晓卢清华李宪奎李晓丹佛山科学技术学院机械与电气工程学院佛山528000 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 秦皇岛职业技术学院秦皇岛066004

针对开发的逆平行四连杆驱动的串接式全板簧结晶器非正弦振动系统,利用集中参数法建立该系统扭振与线振相耦合的动力学模型,并推导其运动微分方程。采用谐波平衡法求出系统的弹性振动响应,时域分析结果表明,在某些工作频率下结晶器运动... 详细信息

针对开发的逆平行四连杆驱动的串接式全板簧结晶器非正弦振动系统,利用集中参数法建立该系统扭振与线振相耦合的动力学模型,并推导其运动微分方程。采用谐波平衡法求出系统的弹性振动响应,时域分析结果表明,在某些工作频率下结晶器运动规律产生畸变,系统发生剧烈弹性振动。频域方面,由FFT分析得出系统发生共振是结晶器运动规律产生畸变的原因,其本质是弹性振动响应的频谱中谐波明显增多,谐波幅值大幅增加。在此基础上分析系统各类激励对弹性振动的影响,结果表明,具有多频性的内激励是系统共振的决定因素,决定了共振的频率,而外激励只影响共振峰值的大小。这些结论为该振动系统的进一步应用及结晶器非正弦振动系统的平稳性研究提供了理论依据。

关键词：连铸结晶器非正弦动力学分析频域响应

基于PSWF的非正弦时域正交调制信号的同步方法

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电子与信息学报 2010年第11期32卷 2588-2592页

作者：赵志勇王红星刘锡国刘传辉钟佩琳海军航空工程学院电子信息工程系烟台264001

该文针对基于PSWF的非正弦时域正交调制信号同步困难的问题,通过分析调制信号的脉冲序列特征,提出了一种基于辅助序列的同步方法。采用Barker码调制0阶基带时限PSWF脉冲设计具有单峰值特性的辅助序列。同步捕获时,先采用滑动相关捕获法... 详细信息

该文针对基于PSWF的非正弦时域正交调制信号同步困难的问题,通过分析调制信号的脉冲序列特征,提出了一种基于辅助序列的同步方法。采用Barker码调制0阶基带时限PSWF脉冲设计具有单峰值特性的辅助序列。同步捕获时,先采用滑动相关捕获法将同步大致位置快速定位于一个小的搜索区间,再采用MAX/TC算法在这个小的搜索区间内进行准确捕获并验证正确性。理论推导了AWGN条件下的同步捕获性能,仿真结果表明,该同步方法可行,且在低信噪比条件下具有较好的捕获概率。

关键词：通信同步非正弦椭圆球面波函数正交

非正弦情况下主要无功功率测量方法的对比研究

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电测与仪表 2017年第6期54卷 87-92,128页

作者：余恒洁王昕黄炜游若莎云南电网有限责任公司昆明650011 云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明650021

针对电力系统无功比重的增加以及人们对无功的关注程度日益提高,本文对几种主要无功功率计算方法进行了系统、全面的对比研究。首先依据无功功率的定义,对基波移相90度、微分法、FFT法和Hilbert滤波器法等无功算法进行对比研究,分析各... 详细信息

针对电力系统无功比重的增加以及人们对无功的关注程度日益提高,本文对几种主要无功功率计算方法进行了系统、全面的对比研究。首先依据无功功率的定义,对基波移相90度、微分法、FFT法和Hilbert滤波器法等无功算法进行对比研究,分析各种算法的基本原理和理论计算精度,比较各种算法的性能优、劣;然后对各种算法的软件实现方法进行研究,并对相关算法进行资源优化使其适用于嵌入式实时平台,进一步提高各算法的性能;最后以基于DSP的高性能三相表为测试平台,对各无功算法进行准确度对比测试。数据分析表明,正弦和非正弦情况下的测试结果与各算法的理论分析结果完全一致。本文的研究成果对各种主要无功算法在优化设计以及电能计量领域的应用具有重要的指导意义。

关键词：无功功率非正弦 Hilbert滤波器电能计量

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非正弦永磁同步电机转矩脉动抑制(英文)

上海海事大学学报 2009年第2期30卷 65-71页

作者：周志斌谢卫 Luc LORON 上海海事大学物流工程学院上海200135 南特综合理工学院电气工程系法国南特44603

为研究永磁同步电机中非正弦气隙磁链分布及其对转矩脉动的影响,用Matlab/Simulink对磁链非正弦、且存在较大齿槽转矩的永磁同步电机及其控制系统进行仿真。采用迭代学习控制算法抑制永磁同步电机转速和转矩的脉动。对转速环和转矩环下... 详细信息

为研究永磁同步电机中非正弦气隙磁链分布及其对转矩脉动的影响,用Matlab/Simulink对磁链非正弦、且存在较大齿槽转矩的永磁同步电机及其控制系统进行仿真。采用迭代学习控制算法抑制永磁同步电机转速和转矩的脉动。对转速环和转矩环下两种不同的迭代学习控制方案进行比较。仿真结果表明,两种不同的迭代学习控制方案均可以抑制转矩和转速的脉动。

关键词：转矩脉动抑制非正弦永磁同步电机迭代学习控制