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[硕士论文] 李朋
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:在进入工业化大生产时代后,国家能源消耗逐渐增加,电能的消耗在其中占很大比重。在实际的电能生产和输送过程中电力设施容易出现问题,一旦出现问题带来的后果是非常严重的,轻则造成设备损坏经济损失,重则造成火灾,对公共安全和社会发展有重大影响。因此在电能输送过程中能够及时准确地监测到电力设备运行状态,以及控制电闸开断都至关重要。为了满足实时准确的监控电力设备运行状态的需要,同时加快中国智能电网建设速度,对电网远程智能监控进一步研究具有非常重要的意义。
  本文将物联网技术应用于智能电网远程监控系统设计,其中主要设计内容包括三大部分,首先概述了物联网技术的发展,阐述了物联网技术在智能电网中的应用。其次是对整个系统进行硬件设计以及软件设计。在硬件设计方面包括有以CC2530为核心的ZigBee组网模块、数据采集模块设计,以及以S3C2440A微处理器为核心的4G网关模块设计。软件设计方面包括ZigBee节点的采集传输模块软件设计、4G网关模块的软件设计。其中ZigBee节点模块负责电气设备运行数据的采集和组网发送,4G网关模块负责异构网络的数据远距离传输。最后是对整个监控系统界面的开发,使得电气设备远程监测和控制更加方便。
  本文设计的基于物联网的智能电网监控系统采用了温度和电能传感技术、ZigBee组网技术以及4G无线传输技术,解决了异构网络数据传输的问题,能够实时准确的采集电网运行数据,远距离传输到监控平台,实现了对智能电网设备的远程监测和控制。结果表明系统设计内容具有一定的应用前景。
[硕士论文] 胡晓
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着电力电子设备数量的迅速增多以及电网中各种非线性负载的增加,电网电压、电流中的谐波含有量越来越高。谐波带来的危害已经严重影响到了电力系统的安全、经济、稳定运行。传统的谐波检测装置已经无法满足高精度和高效性的要求,为此本文提出了一种基于Exynos4412新一代的ARM硬件平台,选取了小波神经网络作为本文的检测算法。
  本文首先介绍了目前谐波检测的国内外现状,以及谐波检测中存在的问题,然后研究了相关的检测算法。先后对基于傅里叶变换的检测算法和基于BP神经网络检测算法进行了理论分析,以及仿真结果分析。仿真结果表明,傅里叶变换存在着频谱泄露以及栅栏效应,可通过加窗和插值处理得到一定改进,但其检测误差还是比较大;BP神经网络,在检测速度和精度上都好于加窗和插值处理过的傅里叶变换,但存在训练慢、容易陷入局部极小值等缺点。鉴于以上两种检测算法存在问题,本文研究了基于小波神经网络的检测算法。构造出了小波神经网络的模型,给出了小波神经网络建立的步骤、训练算法以及权值和阈值的初始化,对小波函数的选取给出了依据。对本文构建的小波神经网络进行仿真分析,仿真结果表明,无论是在精度上还是在速度上其都要远远高于上面两个检测算法,验证了本文算法的可行性。
  最后,介绍了整个系统的硬件和软件的设计,选取了Exynos4412作为本文的主控芯片,硬件部分对LCD显示电路、通信电路、存储电路、信号互感和调理电路、AD转换电路以及按键和复位电路进行了选择和设计。软件部分,对系统总体的流程给出了设计,对通信、AD转换、存储模块、检测算法等程序进行了设计,因此完成了整个系统的设计。
[硕士论文] 张海霞
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:能源是人类生存和发展的重要物质基础。随着全球能源的短缺以及人们对电量日益增加的需要,传统的集中大型电力网络以及大机组、高电压为主要特征的电力系统难以满足电能的可靠性和用户多样化的要求。
  相对于传统的发电系统,分布式发电系统具有高效节能,能够充分利用能源、电源靠近用户、电线上的电压损耗较少、用户的资金投入少以及分片分区供电提高供电的灵活性等优点。分布式发电可以孤岛运行,也可以和大电网并网一起为用户供电,提高了供电系统稳定性。因此,分布式电源将成为人们研究的热点。本文对分布式电源在运行过程中出现的问题进行分析。
  本文内容主要涉及到:微网逆变器并联环流的抑制、微网逆变器并联无功分配策略、微网逆变器并联带不平衡负载时采用αβ坐标系下电压补偿控制方法。
  首先介绍了单个逆变器运行,详细说明了逆变器在三种坐标系下的模型,电路中滤波器参数的选择以及采用双环控制参数的设定。
  其次介绍两台逆变器并联系统,说明了环流的产生的原因以及抑制环流的控制方法,详细介绍逆变器间无功分配策略,比较传统的下垂控制方法和改进下垂控制,采用改进下垂控制方法使得公共点处的电压降减小。
  最后介绍逆变器并联系统带三相不平衡负载,详细分析逆变器带不平衡负载导致电压不平衡的原因,利用对称分量法对不平衡电压进行正序负序分离,对于电压不平衡采用αβ坐标系下电压补偿控制方法对不平衡电压进行控制,该方法模块包括电压不平衡补偿器、虚拟阻抗环、功率下垂控制器以及比例谐振控制器。最后在Matlab/Simulink仿真,证明所用方法的有效性。
[硕士论文] 李国辉
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着科学技术的飞速发展,状态监测被应用到很多领域,对其监测质量提出了更高的要求。在电网输电塔领域运用状态监测可以精确的获取电网输电塔的运行状态,不但可以获取人工巡检无法获取的故障信息,而且提高了预警的能力和效率。状态监测的使用有效加快了智能电网的发展,同时状态监测也可应用于大型桥梁和高楼建筑等其他特殊领域。故状态监测领域是值得深入研究的,它的发展和进步对大型建筑故障的预警具有深远意义。
  供电电源和前端信号采集模块是状态监测系统的主要部分,因此提高供电电源稳定性和前端信号采集模块的精度,是使得状态监测系统得到有效提升的关键部分。状态监测系统中采用PVDF压电传感器采集前端信号和供电电源采用电容分压取电,低压端采用反激变换电路多路输出。
  首先前端信号采集采用PVDF压电传感器,具有频响宽,动态范围大,力电转换灵敏度高,机械性能强度高,声阻抗易匹配等优点,采集到的信号传输给放大电路进行信号放大,信号放大电路采用三段级联的方式,其主要核心原件为CA3140和OP07运算放大器。该信号调理电路具有稳定性强、抗干扰能力强、信号处理具有实时性等突出特点,能够实现现实要求。
  其次取电低压电源部分采用反激变换电路,在反激变换电路中采用电流跟随PWM控制模式,运用双环路反馈控制系统,能够较好的控制电路输出。此控制系统最大的优点是:当电网电压和负载电流突变时,所采用的控制系统将能够以超快的速度进行跟随,以便到快速响应的目的。并在MATLAB中搭建电源系统仿真模型,通过仿真运行的波形和实验测试波形,验证供电系统方案的合理性。
  最后对系统的硬件电路和软件程序进行设计与说明。
[硕士论文] 刘伟
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着分布式电源运用逐渐广泛,配电网结构也愈加复杂,传统的故障定位方法将无法满足含分布式电源的配电网故障定位准确性和可靠性的要求。为此,论文提出了一种基于多代理系统的阻抗法故障点定位,并结合故障区段定位判据形成一套完整的故障定位策略,通过仿真验证了该策略的可靠性和稳定性。
  本文首先介绍了目前含分布式电源的配电网的故障定位技术的国内外研究现状,分布式电源故障电流特性,并分析了分布式电源从配电网的不同位置接入对原继电保护装置动作的影响,故障点位于分布式电源上游或下游对原有的故障区段定位方法的影响,得出传统的定位方法误差升高。针对定位结果误差偏大的问题,引入多代理技术,论述了多代理技术用于含分布式电源的配电网中的可行性,并提出了基于多代理系统下故障区段定位实用化判据和以阻抗法为理论基础的故障点定位方程组,对其进行了理论推导和仿真验证,并详细的阐述故障定位的流程。
  最后,引入10.5kV低压微电网故障算例,运用Matlab/Simulink软件建立仿真模型,在多代理系统下进行故障定位的仿真分析。仿真结果表明,同一系统中结合故障区段判据和故障点定位可以快速、准确的确定故障位置,形成完整的故障定位策略,并且在不同的故障类型和分支结构下,故障定位结果的绝对误差范围为[0.013,0.072],相对误差范围为[0.005%,0.017%],表明该故障定位方法具有一定的适应性和准确性。
[硕士论文] 李杨
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:电能是当今世界最为重要的二次能源,具有绿色环保无污染特点。近年来,在我国日新月异的电力行业中,装机容量的不断增加,使电力系统结构变得越来越复杂,而电力传输的重任在输电线路上,输电线路一旦发生故障,工业、农业以及城乡居民的日常生活将会受到很大的影响。因此,精准实现故障定位并消除故障是输电线路故障诊断中尤为重要的。
  行波法是公认的比较有效的故障测距方法之一,而行波法是实时监测的,在输电线路运行状态下不光有三相间的耦合作用,同时在获取行波时也会受到周围噪声的影响。为了能够提高行波法在噪声环境下的测距精度,本文在研究了现有的故障诊断定位方法和经常使用的几种小波去噪方法的基础上,提出了利用相模变换消除相间耦合的方法,同时,为了消除噪声影响,构造了一种优化的去噪方法。本文的主要工作如下:
  首先,介绍了本课题的研究背景与意义,综述了故障定位方法的研究现状,对目前测距方法存在的问题进行分析,并提出出本课题的研究内容。
  其次,着重分析了行波的传播特点以及小波变换的原理;利用小波变换在频域和时域分析的优点对故障暂态行波进行特征分析,使用小波变换进行去噪处理;针对常用的几种小波去噪方法进行研究,构造了一种新型的小波去噪方法。
  最后,使用MATLAB平台搭建仿真模型,通过仿真的结果分析对比,在不同距离发生故障时,测距效果比较可观,验证了新型的消噪算法的有效性和定位方法的准确性。另外,根据验证结果,设计了双端输电线路测距定位的软硬件系统。
[硕士论文] 何明成
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:微电网是低压网络的一种,它可以给当地电力用户供电,其主要组成部分是很多小型分布式电源。微电网可以提高供电系统的可靠性,这主要体现在负荷侧,而这种性能是因为其运行方式有并网与孤岛之别。在日渐发展中,电力电子技术被广泛用于电网,而接入微电网的微源就是此技术的应用。微源如何平稳运行是微电网急需攻克的难题,而在两种运行方式在的平稳转换则是控制技术研究的重点。
  为此,需要了解多种微源的特性,分清楚什么样的微源应该接入何种微电网接口,并且要熟知众多接口有哪些对应的微源控制方式。在区别于欧美等国微电网情况下,制定出适合中国电网的孤岛与并网的转换条件,然后在PSCAD/EMTDC中建立了各种微源的模型,搭建了微网运行模式转换的逻辑模块。经过仿真分析,发现不同的控制方式有不同的优点和弊端,仿真中需要结合实际情况制定不同的控制方式,最后我通过仿真验证了微电网运行模式转换条件的有效性。
[硕士论文] 张亚茹
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:输电线路作为电力系统的重要组成部分,影响着整个电力系统的安全运行,但输电线路长期暴露在外界环境中发生故障在所难免,面对故障如何快速、准确、智能的进行诊断并处理故障使其恢复供电,是目前学者研究的一个重要课题。
  本文首先对输电线路故障诊断研究的背景与意义做出了论述,并且对于目前常用的故障诊断的智能方法进行了比较,最终选择了贝叶斯网络的方法来对输电线路的故障类型进行诊断。然后学习了贝叶斯网络的相关知识并对输电线路故障进行分析,由此而构建了基于贝叶斯网络的输电线路故障诊断模型。该模型主要是提取输电线路各种短路故障的特征,利用这些特征作为节点变量,借助国家电网公司公布的样本数据以及贝叶斯网络的参数学习进行了变量的赋值,由此建立了基于贝叶斯网络的输电线路故障诊断系统。最后,通过贝叶斯网络的结构学习进行了概率推理和证据敏感性分析验证所构模型的有效性。
  该系统具有以下特点:
  (1)对输电线路短路故障的类型进行分析,并在Matlab中进行了理论的验证。
  (2)通过贝叶斯网络的参数学习,建立了智能诊断模型,能够识别出输电线路故障的类型。
  (3)在建立的基于贝叶斯网络的输电线路故障诊断模型中,使用三种推理方法进行推理验证并结合节点的证据敏感性分析报告,增加了模型的有效性和实用性。
  为了验证所构建的输电线路故障诊断模型的有效性,在实验室环境下对故障样本进行诊断实验。实验结果表明,本文构建的基于贝叶斯网络的输电线路故障诊断系统能准确地通过故障特征判断出故障类型,达到预期的目标。
[硕士论文] 黄习飞
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:为了缓解电力供求矛盾,近年来中国大力推广特高压技术。特高压输电对输电过程的可靠性的要求更高,不允许断电检修。而基于红外图像自动检测高压输电线路,无需停电就能对设备进行检测,比传统人工检测更高效,安全。这很好的契合了电网发展的需要。
  针对红外成像的基本原理进行分析,然后分析架空输电线路故障类型,主要是包括对110kV、220kV氧化锌避雷器、220kV耦合电容器以及相关电气设备温升-时间特性进行实验和分析。利用红外图像测得的温度绘制温升-时间、相间温差-时间图并据图分析这些设备的正常运行时统计学规律。重点对架空线路中用到的电气设备的图像进行故障识别和隐患排查。
  为了便于计算机识别,提高对故障识别的效率,针对这些电气设备的红外图像,需进行一系列的处理。包括:灰度化、去噪、二值化、形态学处理、区域分割等。其中,去噪是图像处理的关键部分,是后期故障判断的基础。图像的噪声有很多种,包括椒盐噪声、高斯噪声、瑞利噪声、均匀噪声、伽马噪声等。其中椒盐噪声是其中的一个典型噪声。有关这种噪声的滤除方法有很多,经典的有均值滤波,中值滤波,高斯滤波等。针对以上在这些经典算法,提出了以高斯滤波为基础的改进算法,并就该改进方法进行了简要的原理分析。通过实验比较了中值滤波和多窗口中值滤波的各噪声下的滤波效果,并以峰值信噪比作为图像滤波效果的检测指标,可证明该方法的优越性。
  再对滤波后的图像,先后进行了二值化、形态学处理等,并进行区域分割和特征识别证明了该方法的可行性和实用性。
[硕士论文] 徐雄风
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,能源危机与环境污染一直是社会关注的话题,新能源用于分布式发电能够缓解能源枯竭和减轻环境污染。配电网的无功优化是达到经济优化运行的必要措施之一,能够提高系统的安全性与稳定性。分布式电源的并网改变了传统配电网的辐射状结构,影响系统的潮流分布;部分分布式电源具有调节无功功率的能力,能够参与对配电网的无功补偿优化。因此,对含分布式电源的配电网进行无功优化研究具有重要意义。
  针对分布式电源对配电网潮流分布的影响,对分布式电源进行分类与处理,并利用前推回代法进行潮流计算分析。将不同节点类型的分布式电源转换成相应的PQ节点负荷,通过对IEEE33节点系统进行算例测试,分析了分布式电源的并网位置和容量对系统有功网损和节点电压的影响。分析结果表明:当分布式电源的并网位置和容量选择适当时,能够有效地降低系统的有功网损、改善系统的电压质量。
  针对分布式电源在配电网中的无功优化问题,建立了以系统有功网损最小和节点电压越限惩罚为目标的无功优化模型,提出了一种改进的粒子群算法。其中对标准粒子群算法进行了三方面的改进:对算法的参数(惯性权重和学习因子)进行改进;为了避免陷入局部最优解,引入轮盘赌选择法进行选择变异;对离散型的控制变量进行处理,改进算法的速度更新公式。通过对IEEE33节点系统进行算例分析,验证了改进粒子群算法的可行性和有效性,能够有效地解决含分布式电源的配电网无功优化问题。
[硕士论文] 戴海祥
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:电网是国民经济发展的重要基础,配电网是电网中不可或缺的一部分。中国偏远地区的配电网一般采用单电源供电方式,该供电方式的可靠性差,一旦发生故障会造成部分区域停电,因此需要快速精准的对故障点进行诊断并及时切除或隔离故障。配电网中性点的接地方式一般为非有效接地,且线路接线复杂、分支众多,常规的故障定位通常采用行波法,其故障定位容易受到干扰而且无法有效分析故障类型。无线传感器网络(WSN)组网灵活、灵敏性较强、定位精度高、能耗低、可靠性好,如果能将无线传感器网络应用到配电网中,利用其灵活的网络配置方式、高效的定位方法,预期可实现故障点位置和类型的快速诊断,提高电网故障诊断的效率。针对上述问题,本文提出基于无线传感器网络的配电网故障定位研究,研究内容如下:
  (1)本文提出一种基于WSN的电缆接地故障定位方案。该方案首先对基于WSN的电缆接地故障定位系统的结构进行设计,利用传感器节点采集电缆中的零序电流,通过汇聚节点和网关之间的通信将各节点实时零序电流信息传至故障信息处理中心。信息处理中心利用已知的无线传感网拓扑结构,结合消弧线圈参数改变时故障位置前的零序电流幅值变化明显大于故障位置后的零序电流幅值变化的特征,实现故障位置的快速确定。建立10kV电缆线路模型,利用Matlab对方案的可行性进行仿真分析,结果表明,该方案能够根据零序电流幅值的变化准确判断出接地故障的位置,解决了传统故障定位技术定位距离短,定位所需时间长,定位效果差等问题,对大范围内的电缆线路故障定位有较高的应用价值。
  (2)上述方案能实现故障的定位,无法对故障相线做出进一步判定。为此,论文进一步对基于WSN的配电网故障检测系统进行结构设计,对配电网三相线路进行WSN节点拓扑建模,针对配电网特殊的节点拓扑结构,利用新内点测试法和中垂线分割法对配电网故障检测中的APIT定位算法进行改进,仿真结果表明,改进的APIT算法比传统的APIT算法定位精度更高。最后将改进的APIT算法应用到配电网故障检测系统中,分析其故障定位与相线判断的原理并进行方案设计。结果表明,该方案能够对故障点进行定位且能够准确的判断出故障的相线,解决了传统算法定位精度差,检测过程繁琐的问题,能够适用于大多数配电网。
[硕士论文] 卢广震
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着电力电子技术的迅速发展,日常单相电网中,投入使用的用电设备多为感性或容性,对电网造成了极其严重的谐波电流污染。有源功率因数校正(Active Power Factor Correction,简称APFC)技术成为解决谐波电流污染的重要技术。
  目前使用的单相单级APFC存在功率小、开关频率较低、磁性元件体积大、升压电感电流采样复杂、成本较高且整机功率较低等缺点。针对现在单相单级APFC的缺点,为提高功率等级、功率密度和系统效率,实现磁性元件在板安装,降低工业产品设计成本。变频空调、新能源汽车充电桩及电信电源的前级AC/DC功率电路需要采用交错有源功率因数校正器。本文对以下几个方面做出了研究:
  首先对电力电子电路中谐波电流的产生及危害进行研究分析;发现现有单级APFC电路存在的问题,指出交错APFC优势和研究意义,把两级交错APFC大功率化作为本文的研究目标。
  同时对单相APFC的本质进行深入探索,分析交错APFC的拓扑结构和工作原理,特别研究了交错APFC电感电流合成方法和输入电流出现零极点问题。
  然后对ON Semiconductor公司研制的单相两级交错模拟APFC控制芯片FAN9672进行仔细研读。基于FAN9672的控制原理对CCM工作模式的大功率两级交错APFC进行MATLAB/SIMULINK仿真分析。为加强对交错APFC认识,同时分析CRM的工作原理和控制策略,利用MATLAB/SIMULINK仿真工具设计了CRM工作模式大功率两级交错APFC仿真电路。
  最后,通过对电路分析设计和相关器件选型,设计了一款基于FAN9672控制的CCM工作模式大功率两级交错APFC电路。进行大功率实验研究,实验效果良好,各项数据达标,完成设计目的。
[硕士论文] 尚肖肖
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:在电力行业迅猛发展的今天,我们在如何更好地解决电力传输过程中带来的诸多问题以及更加稳定地传输电力方面面临着前所未有的考验。因此,准确了解高压直流输电系统的结构特点以及控制特性变得日益重要。控制系统是整个输电系统中的重中之重,为了更好地研究这个控制系统,建立相应的仿真软件就非常有必要。目前常用的电力系统仿真软件有很多,比如说PSAPAC、EMTP/ATP、BPA等,这些仿真软件的电力设备模拟软件相对匮乏以及仿真建模的环境不够清晰明了。本文采用的仿真软件PSCAD/EMTDC不管是在模拟界面环境还是在仿真电力系统时所需元件的更新方面都有诸多优越性,比如说它的整个建模仿真界面非常简洁,清晰,并且操作较简单灵活。
  本文首先对高压直流输电系统的结构和原理进行了简要的描述,并且其中的控制系统模块进行了说明,介绍了系统中经常用到的几种控制方式原理及运行方式进行了简单的介绍。本文运用PSCAD/EMTDC仿真软件,在平台中建立高压直流输电一次系统仿真模型,在此一次系统仿真模型以及对高压直流输电控制系统控制原理的了解,建立被控对象高压直流一次系统的模型与其控制方式的仿真模型,这种对系统模型直观式地了解不仅有利于研究高压直流输电控制系统的运作过程更加能够帮助我们从其控制过程中找寻更多规律,对于我们的电力研究具有重要意义。在文章中的第四章,我们通过各个系统控制模块之间的配合,对于在高压直流输电系统中发生几率最大的几种现象进行了仿真模型的建立与运行,比如常见的单相以及两相和直流接地的现象。
  在对仿真的过程以及结果进行分析后,可以清楚的观测到换流器触发控制和无功功率控制这两种控制方式的控制过程以及控制特点。触发器控制的反应速度更快,通过投切滤波器进行的无功功率控制的反应要慢。它们两个相互配合,可以在很短的时间内使高压直流输电系统在故障发生后恢复到正常稳定的运行状态。也为以后能够研究更好的控制策略,进一步提高控制系统的能力和直流输电系统的稳定性提供了基础,积累了一些经验。
[硕士论文] 张智俊
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,随着我国经济的不断发展,对电能的需求也随之剧增,而微电网作为一种新型的多维度,多状态的电力网络,因其具有高度的灵活性和智能性而受到广泛应用。
  针对微电网的运行控制中存在的问题,在并网运行模式时采用P/Q控制策略来实现对并网逆变器的功率解耦控制;在孤岛运行模式时,考虑到无法利用外部电网的电压幅值和频率来作为基准值这一问题,采用改进型下垂控制策略来控制整个微电网的孤岛运行。通过仿真实验分析,并网运行模式时,在空载以及带阻感性负载的情况下,电网侧的电压、电流波形均没有畸变,具有较好的稳定性。在孤岛运行模式时,采用的改进型下垂控制策略可以保证输出的电压、电流波形均具有良好的稳定性,并且输出的有功功率和无功功率较为平滑。
  针对微电网中分布式光伏电源的出力优化调度问题,首先建立起光伏发电出力的数学模型,并给出目标优化函数;其次,提出了基于Fork/Join框架的多核并行算法,该算法首先通过k-means空间聚类算法初始化任务种群,再利用蚁群算法进行精确求解,得出计算节点的动态任务分配策略;最后对每个计算节点分配的任务采用粒子群算法进行并行求解,在保证种群多样化的同时,提高了计算效率,为分布式光伏电源的发电出力提供了一种新型、可靠的解决方法。
  针对传统双变换式UPS系统的整流器环节中存在的问题,以单相电压型PWM整流器为例,首先其建立数学模型,推导其在旋转坐标系下的状态方程;其次,提出了一种无源控制的控制算法,该方法对网侧电流的d-q轴分量分别进行控制,通过注入阻尼的方法实现对网侧电流d-q轴分量的无差跟踪;最后对所提出的无源控制算法进行仿真实验对比研究,对算法的可行性以及有效性进行了验证。
[硕士论文] 郑娥湄
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着电力科学技术快速的发展,日益增多的开关电源以及电力电子设备被广泛应用在日常生活以及生产之中,众多电力电子器件的大范围应用导致电网谐波的增加,从而对电源系统造成污染。为了减少该问题的影响,很多国家和地区以及一些国际组织都陆续的制定了一系列的限制政策,来进一步规范用电设备的谐波标准。而在电力电子研究领域,所出现的功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)技术可以很好的解决这个问题,因此,该技术在电子装备中有着广阔的应用前景,有源功率因数校正技术也进一步成为当今的研究热点。其工作原理就是通过校正电网输入电流的波形,从而降低电流畸变率,进一步的减少了对电网的谐波污染,从而改善电网质量水平。
  本文给出了一种基于软开关的两级结构的Boost PFC拓扑结构,通过对有源功率因数校正技术的工作模式和控制方法对比和分析后,决定采用平均电流结构来控制有源功率因数校正电路。然后在电路后级加入了改进后的移相ZVS-PWM-DC/DC全桥变换器,用以解决副边占空比丢失的问题,同时也可以降低开关管损耗、提高开关频率和减小体积。其次,在前级电路的设计中,采用UC3854芯片来实现电路的有源功率因数校正,该芯片可以抑制电路中的谐波,减小电流失真,使输入电流正弦化。最后本文使用Matlab软件对有源功率因数校正电路建立仿真模型,分析所采用的控制策略和电路拓扑结构的正确性和可行性。
  通过对所设计的电路进行仿真测试以及对比分析后,表明了本课题所设计的基于软开关的有源功率因数校正电路能使得输入电流跟随输入电压,有效的降低了输入电流的谐波含量,提高了功率因数,稳定了输出电压,同时在负载和输入电压变化时都能保持良好的稳定性。
[硕士论文] 侯超群
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:资源紧缺和环境污染日趋严重成为当前人类亟待解决的两大问题,减少传统化石燃料的开采,加大对新能源的开发利用得到了人们的一致认同。光伏产业具有广大的应用前景和研究意义,论文以提高三相光伏并网系统的电能转化效率和运行稳定性为出发点,对以下内容展开了探究:
  首先对光伏电池进行了数学建模,介绍了外界环境变化时对光伏电池输出特性的影响。对几种常用MPPT控制策略进行了阐述,在此基础上给出一种基于电压自适应的MPPT算法,并在MATLAB中进行对比仿真验证。紧接着对光伏并网逆变器进行了介绍,对常见的L型、LC型、LCL型并网逆变器进行建模分析,结合Bode图对其幅频特性进行对比分析,然后选用LCL型并网逆变器作为本文系统的研究对象,然后基于LCL型逆变器的谐振机理进行了无源阻尼、有源阻尼的分析,并进行了对比仿真,发现有源阻尼对谐振尖峰的抑制效果较明显。最后,结合有源阻尼在双闭环的控制策略上提出一种耦合量前馈的解耦控制策略,通过相应耦合量的前馈补偿,消除d、q轴之间的耦合关系,在该控制策略下,d、q轴之间实现了完全解耦,仿真结果表明此种控制策略下并网电流的谐波得到有效抑制,基本能够满足系统高功率因数并网的要求。
  通过MATLAB对理论分析进行仿真验证,仿真结果与理论分析基本吻合,结果表明:与传统控制下的系统相比,该系统的最大功率点追踪较精度高、速度快,系统并网过程运行稳定,并网电流中的谐波也得到了有效抑制,符合国家制定的相关技术标准。
[硕士论文] 万露
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:输电线路作为电网的重要组成部分,极易受外界复杂因素的影响而发生故障。为了保障输电线路的稳定运行,需要对输电线路及其周边环境的一些参数进行实时监测。长距低功耗数据传输技术(Long Range,LoRa)作为非授权频谱低功耗广域网技术(Low-Power Wide-Area Network,LPWAN)的典型代表,具有覆盖范围广、功耗低和成本低等特点,非常适合在输电线路监测中应用。
  输电线路监测系统中的监测终端一般都是沿线部署,呈长形分布,而LoRa网络广泛采用星型拓扑结构,会导致离基站较远的监测终端需要以较大的发射功率发送数据,进而加快监测终端的能源消耗,可能还会使数据传输失败,从而降低了整个监测网络寿命和传输的可靠性。针对这一问题,提出并研究了LoRa上行多跳通信技术,并将其应用在输电线路监测系统中,在保证输电线路监测网络正常工作的前提下,降低网络瓶颈能耗,从而实现延长网络寿命的目的。
  本文首先介绍了输电线路监测的主要参数及监测系统中信息通信的特点,在此基础上,针对已在输电线路监测中应用的通信技术缺点,提出可以在输电线路监测中应用LoRa技术。其次,对LoRa技术的基本原理进行介绍,分析LoRa单跳通信在输电线路中应用的不足,研究LoRa上行多跳通信技术,并给出了确定最优多跳的路由和传输配置算法。再次,根据输电线路监测系统的设计原则,对基于LoRa上行多跳通信的输电线路监测系统的进行了总体设计,并对系统的现场感知终端、LoRa上行多跳网络和远程数据管理中心这三个部分的软、硬件架构进行了具体的论述。最后,基于输电线路环境分别进行了LoRa上行多跳通信策略仿真实验和LoRa通讯模块的通信实验。结果表明,在输电线路监测系统中,使用LoRa多跳通信技术可以实现远距离高可靠性传输,并延长输电线路监测系统寿命。
[硕士论文] 李默
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:为了美化环境通常将电缆埋于地下工作,但是随着城市用电规模的日益扩大,电力电缆实际网络布线变的错综复杂。电缆线路往往由数条线路构成了T型接线方式的多端网络。T型电缆一旦发生故障首先要进行故障分支的判定然后再进行定位确定故障点精确的位置,这两个环节只要有一个出现错误就无法快速准确的找到故障点。检修人员排除故障的时间越长因停电而造成的经济损失越大,所以准确的进行定位,对电力系统的稳定、持续和经济运行都有着极为重要的意义。
  在对T型电缆输电线路进行故障定位前,首先要确定故障分支然后采用双端行波法确定故障点的位置。本文以T型电缆输电线路节点发生故障的时间为基准参考值,利用故障点在不同分支时初始行波到达三端的时间差的变化趋势推出故障分支判据,此判据只需通过时间变化趋势就可以确定故障分支具有一定的简便性。经过仿真验证,该判据无论是利用小波变换提取时间还是利用希尔伯特-黄变换提取时间都能准确判定故障分支,具有很好的适应性。在定位方面采用希尔伯特-黄变换对行波信号进行分析,与小波变换相比希尔伯特-黄变换无需设置基函数完全由信号本身特点决定,自适应性强,具有明显的优势。
  最后利用MATLAB/simulink建立T型接线方式的电缆输电线路仿真模型,对本文采用的基于希尔伯特-黄变换与故障分支判据相结合的T型电缆故障定位算法进行仿真分析,并将定位结果与小波变换定位算法结果对比。通过比较,表明利用希尔伯特-黄变换的定位算法误差小,精确度高,具有一定的应用价值。
[硕士论文] 张坤
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:输电线路在传输电能过程中不可避免发生接地故障,在输电线路发生的接地故障中,以发生单相接地故障居多,输电线路发生单相接地故障时不及时排除故障,会引起系统对地绝缘薄弱位置发生闪络,进而演变成两相接地故障,相对于单相接地故障两相接地故障占故障总量的比例少,但对电力系统安全、稳定运行所造成的危害却很大,因此,研究两相接地故障对输电线路接地故障的全面分析是必要的。
  输电线路发生接地故障时,故障信号包含有较多的暂态信号。输电线路发生两相接地故障时,故障暂态信号会分布在发生接地故障的两相中,使得分析两相接地故障要比分析单相接地故障复杂,故障信号特征提取的难度也会增加,因输电线路所处的电磁环境较为复杂,极易受到外界信号的干扰,造成故障特征提取不够完整,使故障诊断结果不够准确。
  针对分析输电线路两相接地故障过程中,故障信号特征遗失的问题,本文提出一种基于VMD-ApEn的两相接地故障诊断新方法。首先,选取输电线路发生两相接地故障时,故障点处容易获取的相电压信号作为故障信号,然后对各相故障信号进行变分模态分解(VMD),得到各相本征模态函数(IMF)分量,经近似熵(ApEn)算法提取各相IMF分量的ApEn值并作为一个特征向量,通过分析各相特征向量的模值,最终诊断出输电线路发生两相接地故障时的故障相和非故障相。为了验证所提方法的有效性和可靠性,选取IEEE5节点标准测试系统验证,并与EMD-ApEn方法进行对比,实验结果表明,本文提出的VMD-ApEn方法准确可靠,能够有效地诊断出输电线路发生两相接地故障时的故障相和非故障相,具有较好的实用性。
[硕士论文] 束汉槟
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:能源危机和环境污染日益加剧的情况促进了微电网的发展。微电网系统是由多种小型分布式电源组成的给当地负荷提供电能的电网。因为在微电网中,通常使用电力电子器件接口将微电源连接到微电网,这会减少系统的惯性,增加分布式电源接口控制的灵敏性。系统运行模式的多样性和惯性的减少会使维持能源平衡和稳定性的难度增加。针对该问题,通常采用逆变器接口控制的方案以增加对系统的控制。
  本文对恒压恒频控制、恒功率控制和下垂控制进行了阐述。然后推导出下垂控制中频率及电压下垂控制关系,在对微电网的多环反馈下垂控制系统进行了设计,控制系统包括滤波器、电压电流双环控制、功率控制器,其中着重研究了电压电流双环控制;最后在Matlab中进行模型的搭建。
  因为低压短距离是微电网自身的特性,这导致线路中的电阻和电抗的比值较大,使线路表现为阻性;继续采用传统的下垂控制会导致系统稳定性的下降,对有功功率和无功功率不能保持稳定的输出。对于这种问题,本文研究了通过增加虚拟阻抗进行改进的方法,以此来增加系统的稳定性。同时由于该控制环节的加入会导致微电网电压的降低,为了补偿该控制导致的压降,根据电压降落的原理,设计了电压补偿环节。最后在仿真软件中搭建相应的模型进行验证,比较改进前后微电网在孤岛和并网两种模式下的运行情况。
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