谐波阻抗测试装置测控系统设计与开发
这是一篇关于阻抗频率特性,宽频带谐波,谐振,牵引供电系统,风电并网系统的论文, 主要内容为在现代电力系统向高比例电力电子化发展过程中,宽频带下的谐波谐振问题日益引起关注。这些谐波谐振问题会带来严重危害,轻则影响供电系统的电能质量,重则引发谐波谐振事故,损毁供电系统设备,严重威胁供电系统的安全稳定运行。无论是单相供电系统还是三相供电系统,系统固有的阻抗频率特性既是刻画谐波谐振问题的关键指标之一,也是制定谐波谐振抑制方法的重要依据,但是阻抗频率特性仅仅依靠建模和仿真计算的方法难以准确获得。因此,有必要通过测试的方法,借助专门的谐波阻抗测试装置获得供电系统的阻抗频率特性。在上述背景下,本文针对单相供电系统和三相供电系统,以铁路25k V牵引供电系统和35k V风电并网系统为例,围绕谐波阻抗测试装置测控系统的整体方案制定、子系统设计与开发、算法设计与实现、验证与应用进行研究。本文分析了论文单相/三相供电系统谐波谐振机理,研究了谐波阻抗测试装置的测试原理,并基于供电系统实际谐波谐振案例,从固有阻抗频率特性的极大值理论出发,分析了供电系统宽频带谐波谐振机理及电压/电流参数特征,为测试装置测控系统整体方案制定打下基础。在整体方案中将测控系统划分为控制子系统和测试子系统,对谐波阻抗测试装置测控系统的进行了设计与开发,并分别针对单相和三相供电系统设计并实现了一种谐波阻抗测试算法,在装置配套的上位机软件中装载此算法计算准确的谐波阻抗,具有快速直观、结果准确、适用性强的优点。编写了一套完整的测控系统配套上位机软件,用于与谐波阻抗测试装置进行网络通信;对被测供电系统进行在线监测、系统控制、谐波控制和谐波测试;对阻抗特性进行在线计算、离线分析和数据存储。在云南玉磨铁路万和隧道实际应用谐波阻抗测控系统后,发现实际线路测试结果符合牵引供电系统谐振频率分布规律,可验证测控系统方案、功能及算法在单相供电系统阻抗测试中的有效性和可靠性。在实验室对三相供电系统进行阻抗测试的验证。实测与验证结果表明应用这套谐波阻抗测试装置测控系统可用于掌握单相/三相供电系统自身固有谐振频率分布规律,评估供电系统中发生宽频带谐波谐振的概率,为谐波谐振的研究提供数据参考,为采取预防性措施提供理论支撑。本文研究成果可直接用于单/三相供电系统谐波阻抗测试,进而评估供电系统中发生谐波谐振的风险,分析供电系统电能质量及用电环境,提高供电系统运行的安全性、稳定性、可靠性。
谐波阻抗测试装置测控系统设计与开发
这是一篇关于阻抗频率特性,宽频带谐波,谐振,牵引供电系统,风电并网系统的论文, 主要内容为在现代电力系统向高比例电力电子化发展过程中,宽频带下的谐波谐振问题日益引起关注。这些谐波谐振问题会带来严重危害,轻则影响供电系统的电能质量,重则引发谐波谐振事故,损毁供电系统设备,严重威胁供电系统的安全稳定运行。无论是单相供电系统还是三相供电系统,系统固有的阻抗频率特性既是刻画谐波谐振问题的关键指标之一,也是制定谐波谐振抑制方法的重要依据,但是阻抗频率特性仅仅依靠建模和仿真计算的方法难以准确获得。因此,有必要通过测试的方法,借助专门的谐波阻抗测试装置获得供电系统的阻抗频率特性。在上述背景下,本文针对单相供电系统和三相供电系统,以铁路25k V牵引供电系统和35k V风电并网系统为例,围绕谐波阻抗测试装置测控系统的整体方案制定、子系统设计与开发、算法设计与实现、验证与应用进行研究。本文分析了论文单相/三相供电系统谐波谐振机理,研究了谐波阻抗测试装置的测试原理,并基于供电系统实际谐波谐振案例,从固有阻抗频率特性的极大值理论出发,分析了供电系统宽频带谐波谐振机理及电压/电流参数特征,为测试装置测控系统整体方案制定打下基础。在整体方案中将测控系统划分为控制子系统和测试子系统,对谐波阻抗测试装置测控系统的进行了设计与开发,并分别针对单相和三相供电系统设计并实现了一种谐波阻抗测试算法,在装置配套的上位机软件中装载此算法计算准确的谐波阻抗,具有快速直观、结果准确、适用性强的优点。编写了一套完整的测控系统配套上位机软件,用于与谐波阻抗测试装置进行网络通信;对被测供电系统进行在线监测、系统控制、谐波控制和谐波测试;对阻抗特性进行在线计算、离线分析和数据存储。在云南玉磨铁路万和隧道实际应用谐波阻抗测控系统后,发现实际线路测试结果符合牵引供电系统谐振频率分布规律,可验证测控系统方案、功能及算法在单相供电系统阻抗测试中的有效性和可靠性。在实验室对三相供电系统进行阻抗测试的验证。实测与验证结果表明应用这套谐波阻抗测试装置测控系统可用于掌握单相/三相供电系统自身固有谐振频率分布规律,评估供电系统中发生宽频带谐波谐振的概率,为谐波谐振的研究提供数据参考,为采取预防性措施提供理论支撑。本文研究成果可直接用于单/三相供电系统谐波阻抗测试,进而评估供电系统中发生谐波谐振的风险,分析供电系统电能质量及用电环境,提高供电系统运行的安全性、稳定性、可靠性。
具有储能支撑的多功能并联补偿器控制方法研究
这是一篇关于并联补偿器,储能,功率控制,谐振,虚拟阻抗的论文, 主要内容为新能源发电及并网技术正处于高速发展的黄金时期,这些技术在电力系统中的应用也带来了新的问题:分布式能源的地域分布特性使得弱电网特征愈加明显,电网电压稳定性和电网潮流可控性下降;分布式能源并网逆变器的输出阻抗与弱电网较大的线路阻抗易发生谐振。针对上述问题,本文以具有储能支撑的多功能并联补偿器为研究对象,设计其可以同时实现功率协调控制和虚拟阻抗补偿控制的多功能控制方法,解决由分布式能源并网渗透率日益提高带来的一系列问题。首先给出具有储能支撑的多功能并联补偿器主电路拓扑结构及接入电网的连接方式,对具有储能支撑的多功能并联补偿器进行dq坐标系及αβ坐标系下的数学建模,为控制方法的设计提供理论基础;综合考虑多功能并联补偿器的性能要求,对其主电路参数进行设计,以实现并联补偿器的多功能控制目标。针对分布式能源并网系统的功率波动和电压波动问题,分析具有储能的并联补偿器对电网进行功率协调控制的原理,确定加入储能电池后,在合适的控制方法下,并联补偿器能够实现四象限运行,灵活控制其向电网输出或吸收的有功功率及无功功率大小。设计并联补偿器的功率协调控制方法,其中电流内环采用在dq坐标系下的解耦控制,功率外环中根据储能电池的SOC状态和并联补偿器容量限制制定功率协调控制原则。仿真结果表明,功率协调控制方法能够有效提高电网的功率平衡水平和并网点电压稳定性。针对分布式能源并网逆变器与电网阻抗相互耦合导致配电网谐振的问题,采用谐波线性化建模方法进行并网逆变器的输出阻抗建模,并根据改进的Nyquist稳定判据对含新能源发电的配电网系统进行稳定性分析。分析并联虚拟阻抗能够抑制系统谐振的原理,并设计并联补偿器的虚拟阻抗补偿控制方法,能够实现根据电网电压谐振分量的大小自适应调节虚拟阻抗的大小。仿真验证了虚拟阻抗补偿控制方法能够有效抑制配电网系统谐振,提高配电网稳定运行能力。最后,结合功率协调控制方法和虚拟阻抗补偿控制方法,设计混合坐标系下的多功能并联补偿器控制方法,实现具有储能支撑的并联补偿器功率协调控制和虚拟阻抗补偿功能同时工作。搭建基于RT-Box的实时仿真验证平台并进行实时仿真验证,验证结果表明,所设计的多功能并联补偿器控制方法能够全面有效提高配电网能系统的运行稳定性。
谐波阻抗测试装置测控系统设计与开发
这是一篇关于阻抗频率特性,宽频带谐波,谐振,牵引供电系统,风电并网系统的论文, 主要内容为在现代电力系统向高比例电力电子化发展过程中,宽频带下的谐波谐振问题日益引起关注。这些谐波谐振问题会带来严重危害,轻则影响供电系统的电能质量,重则引发谐波谐振事故,损毁供电系统设备,严重威胁供电系统的安全稳定运行。无论是单相供电系统还是三相供电系统,系统固有的阻抗频率特性既是刻画谐波谐振问题的关键指标之一,也是制定谐波谐振抑制方法的重要依据,但是阻抗频率特性仅仅依靠建模和仿真计算的方法难以准确获得。因此,有必要通过测试的方法,借助专门的谐波阻抗测试装置获得供电系统的阻抗频率特性。在上述背景下,本文针对单相供电系统和三相供电系统,以铁路25k V牵引供电系统和35k V风电并网系统为例,围绕谐波阻抗测试装置测控系统的整体方案制定、子系统设计与开发、算法设计与实现、验证与应用进行研究。本文分析了论文单相/三相供电系统谐波谐振机理,研究了谐波阻抗测试装置的测试原理,并基于供电系统实际谐波谐振案例,从固有阻抗频率特性的极大值理论出发,分析了供电系统宽频带谐波谐振机理及电压/电流参数特征,为测试装置测控系统整体方案制定打下基础。在整体方案中将测控系统划分为控制子系统和测试子系统,对谐波阻抗测试装置测控系统的进行了设计与开发,并分别针对单相和三相供电系统设计并实现了一种谐波阻抗测试算法,在装置配套的上位机软件中装载此算法计算准确的谐波阻抗,具有快速直观、结果准确、适用性强的优点。编写了一套完整的测控系统配套上位机软件,用于与谐波阻抗测试装置进行网络通信;对被测供电系统进行在线监测、系统控制、谐波控制和谐波测试;对阻抗特性进行在线计算、离线分析和数据存储。在云南玉磨铁路万和隧道实际应用谐波阻抗测控系统后,发现实际线路测试结果符合牵引供电系统谐振频率分布规律,可验证测控系统方案、功能及算法在单相供电系统阻抗测试中的有效性和可靠性。在实验室对三相供电系统进行阻抗测试的验证。实测与验证结果表明应用这套谐波阻抗测试装置测控系统可用于掌握单相/三相供电系统自身固有谐振频率分布规律,评估供电系统中发生宽频带谐波谐振的概率,为谐波谐振的研究提供数据参考,为采取预防性措施提供理论支撑。本文研究成果可直接用于单/三相供电系统谐波阻抗测试,进而评估供电系统中发生谐波谐振的风险,分析供电系统电能质量及用电环境,提高供电系统运行的安全性、稳定性、可靠性。
基于STM32的超声洁牙机智能驱动控制系统的研究与应用
这是一篇关于超声洁牙机,STM32单片机,谐振,频率跟踪,智能调节的论文, 主要内容为超声洁牙机利用高频振荡的电信号,经压电陶瓷换能器转变为机械振动,激励工作头共振,从而将牙结石、牙渍等敲击下来实现洁牙。超声驱动控制系统作为超声洁牙机的核心部件,直接影响超声洁牙机的性能。目前,超声洁牙机在实际应用中普遍存在难以快速搜索到换能器谐振频率、长时间工作引起大功率器件温度升高导致谐振漂移、换能器输出功率不足等问题,为了解决上述问题,本文对基于STM32单片机的超声智能驱动控制系统进行了研究,其主要内容由三部分组成:(1)设计开发了超声智能驱动控制硬件系统,该系统以STM32单片机为控制中心,利用TL494构建高频振荡信号发生电路。设计通过半桥逆变功率放大电路对振荡信号进行功率放大,并使用压控调压电路对换能器输出功率进行调节。系统采用相位检测法实现谐振频率的自动跟踪,以及设计电感串联电路调谐换能器的阻抗匹配。此外,以触摸显示屏作为操作平台,设计了简洁明了的人机交互界面。(2)开发实现了超声智能驱动控制系统软件,主要包括:一是提出基于梯度上升法的快速搜频算法,实现对换能器谐振频率的搜索,提高了系统的响应速度;二是提出基于自适应PID的快速频率跟踪算法,实现对振荡电路输出频率的自动调节,达到频率跟踪目的;三是设计自动增量电压实现换能器输出功率的智能调节,提高工作效率。(3)搭建系统测试平台,对研制的驱动控制系统进行性能测试。本文主要对谐振频率搜索、频率自动跟踪以及换能器输出功率的自动调节等进行了测试分析,同时设计单因素对比测试,比较分析了与目前国内市面上主流品牌机型在搜频精度、温度控制以及洁治效果的性能差异。测试结果表明,本设计能快速搜索到频率范围在28KHz-35KHz的换能器谐振频率,搜频响应时间可达0.25ms,平均搜频误差在11Hz左右,并能够对谐振频率进行自动跟踪,使换能器长时间稳定工作且温度保持在39℃左右,同时智能调节换能器输出功率,提高用户操作效率,进一步证明了本设计具备良好的工作性能。
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