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卫星通信中高鲁棒性自适应波束赋形算法

西南交通大学学报 2024年第3期59卷 556-563页

作者：张颉徐厚东王海贺洪星李里傅宁涂斌国网四川省电力公司电力科学研究院四川成都610041 国网四川省电力公司四川成都610041 西南交通大学信息科学与技术学院四川成都611756 国网思极神往位置服务(北京)有限公司北京102211 国网四川省电力公司雅安供电公司四川雅安625000

在卫星通信中,采用自适应波束赋形技术能极大提升导航接收机的抗干扰性能,然而,传统自适应波束赋形算法对模型失配极为敏感.针对传统自适应波束赋形算法在期望信号导向矢量和协方差矩阵失配时,输出性能急剧下降的问题,本文提出了一种高... 详细信息

在卫星通信中,采用自适应波束赋形技术能极大提升导航接收机的抗干扰性能,然而,传统自适应波束赋形算法对模型失配极为敏感.针对传统自适应波束赋形算法在期望信号导向矢量和协方差矩阵失配时,输出性能急剧下降的问题,本文提出了一种高鲁棒性自适应波束赋形算法.该算法首先估计期望信号的输入信噪比(SNR),再根据SNR构造投影矩阵来估计期望信号导向矢量和干扰信号导向矢量;接着,基于不确定集优化方法再次校正期望信号导向矢量和干扰信号导向矢量;最后,估计信号功率并重构干扰加噪声协方差矩阵.仿真结果表明,相比于协方差矩阵重构波束赋形算法,本文算法具有更优异的输出信干噪比(SINR)性能,当SNR为10.0 dB并存在期望信号波达方向(DOA)估计失配时,本文算法的输出SINR增益可达1.9 dB;当存在波前扰动失真时,输出SINR增益约1.5 dB;当存在局部相干散射时,输出SINR增益约1.6 dB.

关键词：天线阵列波束赋形导向矢量估计导向矢量失配北斗通信

基于多电平滞环电流控制的牵引供电系统可控宽频带阻抗测量技术

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电工技术学报 2024年第9期39卷 2771-2783页

作者：陈司懿胡海涛肖冬华潘鹏宇宋依桐西南交通大学电气工程学院成都611756 国网四川省电力公司仁寿县供电分公司眉山620500 国网四川省电力公司电力科学研究院成都610072

精确获取牵引供电系统的宽频带阻抗特性,是分析车-网耦合系统的宽频带振荡问题的关键途径,对保障电气化铁路的安全稳定运行具有重要意义。目前的阻抗测量技术大多难以兼顾大功率与频带可控的测量要求,因此,该文提出一种基于多电平滞环... 详细信息

精确获取牵引供电系统的宽频带阻抗特性,是分析车-网耦合系统的宽频带振荡问题的关键途径,对保障电气化铁路的安全稳定运行具有重要意义。目前的阻抗测量技术大多难以兼顾大功率与频带可控的测量要求,因此,该文提出一种基于多电平滞环电流控制的牵引供电系统可控宽频带阻抗测量技术,测量频带为10 Hz~5 kHz,可通过一次谐波扰动注入快速获取目标频带的系统阻抗,相比于传统的滞环电流控制方法,具有更低的开关频率,并且能有效避免死区效应,改善输出电流的波形,更适用于宽频信号的跟踪控制。最后,通过仿真和硬件在环实验验证了该测量技术的有效性。

关键词：牵引供电系统阻抗测量技术多电平滞环电流控制谐波扰动

基于电容分布效应的一二次融合柱上断路器断口绝缘性能分析与优化研究

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高压电器 2024年第5期60卷 220-228页

作者：李龙江白杨张文凯张艳晓国网四川省电力公司成都610072 国网四川省电力公司电力科学研究院成都610072 许继电气股份有限公司河南许昌461000

针对现有一二次融合柱上断路器负载侧或电源侧单侧配置电子式电压传感器(electronic voltage transformer,EVT)后断口工频电压试验时,壳体对地电位过高造成柱上断路器破坏性放电的问题,文中对配置EVT的柱上断路器断口绝缘性能进行研究... 详细信息

针对现有一二次融合柱上断路器负载侧或电源侧单侧配置电子式电压传感器(electronic voltage transformer,EVT)后断口工频电压试验时,壳体对地电位过高造成柱上断路器破坏性放电的问题,文中对配置EVT的柱上断路器断口绝缘性能进行研究。文中首先对柱上断路器断口耐压试验时壳体对地放电问题进行了电容分布理论分析,并给出配置不同容值制作的EVT的柱上断路器在断口耐压试验时壳体与地之间的电压值。其次给出了现有国网标准化方案一二次融合柱上断路器的理论设计依据,同时指出电源侧配置EVT的一二次融合柱上断路器的绝缘设计裕度,得出在满足开关性能及EVT准确度要求的前提下,EVT高压臂尽量采用电容容值低的电容降低壳体对地电压。最后提出在现有试验方式下一种负载侧和电源侧均配置EVT的一二次融合型柱上断路器新型结构形式,并给出试验结果。分析及试验结果证明,该结构的柱上断路器断口耐压试验时,壳体对地电压小于GB/T 11022—2020规定的相对地电压42 kV,避免了断口耐压试验时壳体与地击穿的现象,并已在工程中得到广泛的应用。

关键词：电容分布柱上断路器断口绝缘

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全功率变速抽水蓄能机组控制策略与调节特性

电力自动化设备 2024年第3期44卷 166-171,179页

作者：丁理杰史华勃陈刚周文越姜海军薛玉林杨炳全国网四川省电力公司电力科学研究院四川成都610041 电力物联网四川省重点实验室四川成都610041 南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司江苏南京211106 中电建水电开发集团有限公司四川成都610000

全功率变速抽水蓄能机组协调控制中通常采用变流器控制机组功率、调速器控制机组频率(转速)的快速功率控制,其忽视了对机组频率安全与效率的影响,且控制模式单一。分析了机组多控制模式振荡特性和功频响应特性,提出了机组发电工况快速... 详细信息

全功率变速抽水蓄能机组协调控制中通常采用变流器控制机组功率、调速器控制机组频率(转速)的快速功率控制,其忽视了对机组频率安全与效率的影响,且控制模式单一。分析了机组多控制模式振荡特性和功频响应特性,提出了机组发电工况快速频率控制与快速功率控制相结合的协调控制策略,以及水泵工况定导叶开度变转速控制策略。设计了常规试验与性能优化试验结合的变速工况调试方法并应用于我国第一台全功率变速抽水蓄能机组启动调试中,验证了控制策略和调试方法的有效性。现场测试结果表明,调速器和变流器控制不协调易引发机组振荡,采取所提协调策略后机组安全高效运行,且具备百毫秒级的有功、无功快速调节能力。

关键词：全功率变速抽水蓄能机组协调控制策略启动调试调节性能

混合级联特高压直流输电线路纵联差动保护适应性分析

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电网技术 2024年第5期48卷 2170-2178,I0105-I0107页

作者：牟大林林圣李小鹏西南交通大学电气工程学院四川省成都市611756 国网四川省电力公司电力科学研究院四川省成都市610041

为探究现有高压直流输电线路纵联差动保护对混合级联特高压直流输电系统的适应性,结合混合级联特高压直流输电系统的运行方式,理论分析和仿真分析3种特殊运行方式下直流系统不同位置故障的故障特性和保护适应性。理论分析发现纵联差动... 详细信息

为探究现有高压直流输电线路纵联差动保护对混合级联特高压直流输电系统的适应性,结合混合级联特高压直流输电系统的运行方式,理论分析和仿真分析3种特殊运行方式下直流系统不同位置故障的故障特性和保护适应性。理论分析发现纵联差动保护适应性较好。仿真分析发现直流线路分布电容和逆变侧模块化多电平型换流器(modular multilevelconverter,MMC)控制特性影响在直流线路故障时直流线路电流延时自减值长时间处于波动状态,导致纵联差动保护长时间处于闭锁状态,此时,系统长时间承受MMC超大故障电流冲击。直流线路区外故障时整流侧与逆变侧直流电流差值的绝对值数值较大且长时间处于波动变化状态,纵联差动保护存在误动的风险。

关键词：混合级联特高压直流输电系统纵联差动保护适应性分析运行方式保护误动

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基于多类型换流设备的受端电网耦合鲁棒阻尼控制策略

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电力自动化设备 2024年第3期44卷 210-216页

作者：孙天一李保宏江琴张英敏张敏王腾鑫四川大学电气工程学院四川成都610065 国网山西省电力公司电力科学研究院山西太原030001

针对混合级联直流馈入与柔性输电设备密集接入的受端电网,为增强其特定振荡模式的阻尼,利用不同换流设备控制回路间的相互作用,提出了一种基于多输入多输出系统模型的耦合鲁棒阻尼控制器设计方法。根据主模比指标选取振荡抑制效果最佳... 详细信息

针对混合级联直流馈入与柔性输电设备密集接入的受端电网,为增强其特定振荡模式的阻尼,利用不同换流设备控制回路间的相互作用,提出了一种基于多输入多输出系统模型的耦合鲁棒阻尼控制器设计方法。根据主模比指标选取振荡抑制效果最佳的反馈信号作为控制器输入信号;利用总体最小二乘-旋转不变技术识别系统的振荡模式并辨识系统降阶模型;采用混合H_(2)/H_(∞)方法设计耦合鲁棒控制阻尼器。控制器采用平衡截断法进行降阶,兼具鲁棒性能与实际工程应用。混合级联直流与受端江苏电网互联系统的时域仿真结果表明,相比于传统超前-滞后控制器,耦合鲁棒阻尼控制器在多种扰动和故障下均能有效抑制低频振荡,使系统快速恢复稳定运行。

关键词：交直流互联电网柔性输电设备低频振荡混合H2/H∞方法耦合鲁棒阻尼控制

基于光伏动态电流参考值的两级式光伏并网系统低电压穿越控制策略

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 55-67页

作者：刘文飞赖辉杨勇牛浩明苗虹国网甘肃省电力公司电力科学研究院甘肃兰州730070 四川大学电气工程学院四川成都610065

随着光伏接入容量的不断提升,电网电压跌落时光伏脱网会影响系统稳定运行,因此光伏系统应具备低电压穿越(LVRT)能力。然而,目前常用的两级式光伏并网系统LVRT控制策略存在光伏动态响应慢及控制效果受限于光伏P–U特性曲线的数学模型精... 详细信息

随着光伏接入容量的不断提升,电网电压跌落时光伏脱网会影响系统稳定运行,因此光伏系统应具备低电压穿越(LVRT)能力。然而,目前常用的两级式光伏并网系统LVRT控制策略存在光伏动态响应慢及控制效果受限于光伏P–U特性曲线的数学模型精度等问题,且未考虑局部阴影条件下的适用性。基于此,提出一种基于光伏动态电流参考值的LVRT控制策略。首先,在建立两级式光伏并网系统及光伏电池P–U特性数学模型的基础上,分别对目前常用的基于定直流母线电压和基于光伏P–U特性曲线的LVRT控制的原理及不足进行了分析。其次,针对前级boost电路的控制构造了具有自适应收敛特性的光伏输出电流动态参考值以对光伏工作点进行直接调整。该策略无需对光伏P–U特性曲线数学模型进行求解,避免求解误差的同时加快了光伏动态响应速度。此外,在最大功率跟踪(MPPT)算法中引入故障解耦模块,在电网低电压故障期间对MPPT输出电压参考值进行锁定,避免MPPT无效运算带来的电压参考值偏移,使系统在故障结束时能以最快速度恢复至最大功率点。最后,通过仿真将所提策略与目前常用的基于定直流母线电压和基于光伏P–U特性曲线的LVRT控制策略在多种环境条件下进行对比。仿真结果表明:与定直流母线电压控制策略相比,所提策略下光伏动态响应快;与现有基于光伏P–U特性曲线的控制策略相比,所提策略不受P–U特性误差的影响,在辐照度变化尤其局部阴影条件下均能很好地实现低电压穿越。

关键词：两级式光伏并网系统低电压穿越局部阴影动态电流参考值

新型电力系统动态电能测量技术及其标准化研究

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电网技术 2024年第4期48卷 1383-1392,I0001,I0002,I0003页

作者：卢和平陈昊白静芬孟静李琪林程志炯耿爱玲岑炜中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 国网四川省电力公司营销服务中心四川省成都市610000

以新能源为主体的新型电力系统是促进现代电力系统低碳转型发展的重要前提与必然趋势。在新型电力系统中,新能源占比提高,非线性电力电子设备大量应用,使得电力系统的动态复杂性日益凸显。电网波形失真、可再生能源双向测量等新型运行... 详细信息

以新能源为主体的新型电力系统是促进现代电力系统低碳转型发展的重要前提与必然趋势。在新型电力系统中,新能源占比提高,非线性电力电子设备大量应用,使得电力系统的动态复杂性日益凸显。电网波形失真、可再生能源双向测量等新型运行工况对电能动态测量技术提出了更高要求。针对新型电力系统中动态电能测量面临的问题和挑战,首先分析了典型业务场景下动态电能测量技术特征与标准化需求,然后综述了动态电能信号构建、动态电能测量、动态电能测量评价等关键技术现状及其在新型电力系统场景下面临的核心问题,然后总结了动态电能测量关键技术及其标准化发展趋势,提出了新型电力系统场景下动态电能测量标准体系框架。相关研究为新型电力系统建设和动态测量技术发展及标准体系完善提供方向指引。

关键词：新型电力系统动态测量特征分析测量评价标准体系

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高海拔平原实测脉动风自功率谱及输电塔风振系数影响分析

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中国电机工程学报 2024年

作者：杨风利邵帅范荣全苏志钢国网四川省电力公司中国电力科学研究院有限公司

脉动风速谱是准确计算高海拔输电塔风振响应的重要参数。通过开展4500m高海拔平原地貌脉动风实测研究，获得了206组10min平均风速超过19m/s的脉动风速样本，采用Pwelch功率谱估计函数绘制了206组脉动风速样本的顺风向脉动风速功率谱谱... 详细信息

脉动风速谱是准确计算高海拔输电塔风振响应的重要参数。通过开展4500m高海拔平原地貌脉动风实测研究，获得了206组10min平均风速超过19m/s的脉动风速样本，采用Pwelch功率谱估计函数绘制了206组脉动风速样本的顺风向脉动风速功率谱谱曲线，通过非线性拟合方法确定了无量纲归一化风速谱数学表达式，揭示了高海拔脉动风能量-频率分布特征，并与标准谱在典型频率区段进行了对比分析，Davenport谱能较好地预测高海拔实测脉动风的能量分布情况，但在低频段可能会低估实测风场能量。基于高海拔实测拟合风速谱推导了输电塔共振分量表达式，分析了实测脉动风速谱和Davenport谱对共振分量和风振系数的影响，由实测谱计算的共振分量和整体风振系数均低于Davenport谱计算值，共振分量相对差值约为19%，风振系数相对差值为2.7%～4.0%，并大致随塔高的增大而增大。

关键词：高海拔脉动风湍流积分尺度拟合分析风振系数