双向调控范例6篇

双向调控

双向调控范文1

关键词:声乐有效教学;调控心理机制

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1005-5312(2012)29-0234-02

声乐教学是众多音乐学习活动中的其中一门学科。声乐教学以人体为乐器,采取以人为本的教学手段,通过教师的歌唱示范,学生的聆听模仿,最终,在教师的引导指正下,学生获得具有艺术性的歌唱技能。声乐教学方式多采用一对一的授课模式,在师范类院校也有一对二或小组课的授课模式存在,教学模式的特殊性也给师生提出了更高的合作要求,以便提高声乐教学效率。在声乐授课模式的前提下,有效教学的涵义,就是要在有限的课时内,师生双方密切配合,提高声乐教学效率,最大限度挖掘学生的声乐潜能。提高声乐有效教学有很多种途径,但大都是针对外部环境的创造作为出发点,笔者认为内部心理机制的建立也很关键,本文就如何建立教师与学生双向调控心理机制以提高声乐有效教学问题,初探一二。

一、声乐教师的心理因素

教师是教学的主导者,教师的专业水平是教学的首要条件,教师的专业能力和知识结构以及自身修养是培养学生的关键。在教学中教师不但要具备基本教学条件,同时还要具备教学的心理素质。

(一)授课中的情绪

情绪,是人各种的感觉、思想和行为的一种综合的心理和生理状态,是对外界刺激所产生的心理反应,以及附带的生理反应,如:喜、怒、哀、乐等。情绪影响心情制约着人的大脑思维,乐观向上的情绪能够促使教师在教授过程中的创造性,促进教学。而不良的情绪降低教学效率。

在教学中,教师的情绪不佳,往往有以下的表现:一是教师情绪低落,精神不振,教授时打不起精神,语音低沉,索然乏味,课堂气氛不活跃,缺乏活力;二是教师情绪烦躁,精力难以集中,教授时频频出错,以致学生也思路混乱,难于应付上课教授的内容;三是教师情绪激动,要么牢骚满腹,要么易于动怒,对学生发无名之火或有抱怨不满情绪,导致学生情绪压抑,思维积极性受挫。这些负面情绪,都将影响教师的教学,同时也影响学生的学习,可见,教师的教学情绪在教学中起着主导作用,影响自己对知识的讲解和学生对知识的领悟。

创造一个和谐的课堂氛围,拥有一个良好的情绪才能保证良好的教学效率。要想声乐教师在授课中保持良好情绪,应该从以下方面着手:首先,教师要热爱自己所从事的声乐教育事业,充分认识到声乐教育工作对社会的发展进步有着重要作用。其次,健康的的身体是良好情绪的前提,只有具备健康的体魄,才能有足够的精力进行工作,虚弱的身体不但影响情绪,也致使力不从心的做任何工作。第三,树立坚韧的意志和优良的品格,提高自己的业务能力、理论水平以及个人素质。当生活中的琐事以及身体健康等原因影响到情绪时,优秀的教师是可以适时调整自己的状态以饱满的精神良好的情绪走入课堂面对学生的,以积极健康的情绪感染、影响学生,其教学能够达到事半功倍的效果。

(二)授课中的语言

授课中的语言指的是,教师在教学过程中凭借词声、文字符号、情感体态等形式进行知识学习、能力培养、信息传递和思想交流的工具。教学语言对课堂教学效果具有很重要的意义。

首先,声乐是要把自身的身体结构当做乐器, “乐器”个体差异非常大,组件看不见又摸不着,所以它不像乐器具有可观性和操作性。因此,声乐教学过程对声乐教师的语言表达以及示范演唱能力的要求很高。在教学过程中,学生只能从教师的语言表达和示范演唱进行学习和模仿。声乐教师要根据学生的嗓音特点因材施教,用启发学生的想象力去理解教师的要求。整个教学过程要求教师要做到用词准确地形象性教学。

其次,学生在生理、心理和智力水平上存在差异,对心理上容易紧张,生理条件太差而有自卑感的学生,则应多用鼓励的言语。对悟性较高、反应较快、接受力以及识别声音的能力和分析能力较强的学生,教学语言可以更精练。对年纪较轻,智力尚不太成熟者,可以多用最简明易懂的语言,通过生动形象化的比喻,进行深入浅出地讲解。对性格内向的学生要少批评多沟通。教师要注意了解学生的背景、生理基础,注意观察学生的心情和情绪状态,掌握学生的心理活动,适时调整教学状态及语言表达,因势利导地引导学生。

二、学习者的心理因素

歌唱艺术是关于生理学、物理学同时也有关于心理学的一门艺术。由于它自身的特殊性,学习者在选择学习这门艺术时首先要有正确的认识。声乐演唱不是仅具有发声器官就可以的,歌唱具有复杂的学习过程,概括的说,歌唱与发声的动作机制和机能,是由生理事实而引起的心理反应,反过来心理反应又指导、影响着生理动作。

(一)建立信任感

学习者要对自己的声乐指导教师充满信任感,方可具有良好的学习态度,师生默契配合才可以提高学习效率。在学院里面,师资分配存在着年龄和职称上差异。分配到学院威望最高的指导教师门下的学生,在心理上就会有优势。分配到不知名的老师门下的有些学生会存在失落或失败感。学习者要端正心态,“三人行必有我师”的哲理要牢记在心,正确客观的认识指导教师,不能只顾教师的名气、权利以及人脉关系而偏离了学习的初衷。

(二)端正学习态度

态度,是学习者成功的首要条件。心理学认为,在不同的时间和条件下人的心理活动具有不同的状态。不良的心理状态使人产生高低不等的心理活动效能,这些效能的高低,往往会影响一个人的认知能力,抑制、制约一个人的音乐意志的形成和发展,消弱音乐意志力在音乐技巧训练中的指导作用。

学习者要端正学习态度,使自己在一个良好的学习心理状态下学习。首先,要端正对声乐学习的认知。有的人认为声乐有一副好嗓子就能行,这种对声乐的认知是片面的,需要其正确认识声乐艺术,端正学习及认知态度。其次,要有虚心学习的态度。对于一个初学者而言,要虚心地听取老师的教诲,下课后认真复习巩固,虚心地听取同学及周边的意见,揣摩这些不同意见,细心消化,从而提高自己的歌唱水平。再次,要有勤奋吃苦的态度。有歌唱天分的人,不勤奋、不努力也不会成为歌唱家的。具备了学习声乐艺术的各种优良素质和条件的学习者,通过勤奋学习和练习才能成功。

声乐学习是一个漫长而艰辛的过程。学生要想克服种种困难取得成功,不但要注重声音技巧的训练,更应该注意到学习中心态问题的重要性。要摆正心态,端正思想,认真进行自我剖析,否则很可能在这条道路上迷失方向。心态问题在很大程度上决定一个声乐学习者能否取得大的进步。

(三)建立信心

歌唱是表演的艺术,需要实践与舞台。面对听众,歌唱者要具备良好的心理素质,很多演唱者就失败在这一点上。没有信心或者是信心不足都会产生紧张心理,导致歌唱失败。因此,建立必胜的信心是克服紧张怯场的重要措施。同时,建立信心也是学习者在学习过程中保持进步的必要条件。信心的建立首先要求歌唱者具备扎实的演唱功底。没有基本功的歌唱就像无源之水,没有坚实的地基做后盾,追求的只是空中楼阁,迟早会坍塌的。也就是说,一次次的学习练习过程就是信心累积的过程。

双向调控范文2

【关键词】储能电站;双向变流器;前馈解耦;两相旋转坐标系

新疆高技术支撑计划项目,编号:201132116

【中图分类号】TV743【文献标识码】A【文章编号】1672-5158(2013)07-0390-02

0 引言

风电作为一种洁净能源,近些年在国家政策和相关组织的推动下得到迅速发展[1]。风电场一般处于偏远地区,此处电网架构比较薄弱,承受冲击能力较差,风电场的功率波动往往给系统带来不利影响,从而限制风电并网功率[2]。

储能电站具有快速的电能存储、释放能力,因此在风电系统中引入储能系统[3],可以减少风电场输出波动的对电网的影响。

本文从储能系统功率调节的双向变流器的时域数学模型出发,在两相同步旋转坐标系数学模型上,建立双向变流器的模型,并对其进行前馈解耦,设计基于PI调节器的储能系统动态特性实时功率跟踪控制策略。最后通过数字仿真验证了所研究的实时功率控制策略的正确性和可行性。

1 储能电站的工作原理及其建模(见图1)

储能电站一般是由四部分组成的:储能装置,双向变流器,控制系统和变压器。当储能装置的直流电压稳定时,在正确的脉宽调制技术控制下,双向相变流器看做一个输出基波电压幅值和相位可调的三相电压源。

双向变流器建模

图2为电压型双向变流器的拓扑结构。图中ea、eb、ec分别为三相电网电动势,ia、ib、ic分别为双向变流器交流的三相电流,idc为直流侧母线电流,V dc为直流侧母线电压,Sk为三相桥臂的逻辑开关函数,其值为1是代表上桥臂导通、下桥臂关断。(见图2)

假设三相系统平衡并忽略开关器件的损耗,则根据基尔霍夫电压定理可以得到电压型双向变流器的时域数学模型如式(1)所示[4]。

式中:ed、eq为三相电网电动势矢量的d、q分量;vd、vq为双向变流器输出端基波电压矢量的d、q分量;id、iq为三相电流矢量的d、q分量。

2 双向变流器运行分析与控制

在三相平衡系统中,变流器的有功功率和无功功率在dq坐标下表示为:制信号。

3 控制器设计

3.1 前馈解耦

由式(3)可以看出,经过坐标变换参量虽都为直流量d、q轴电流仍然相互耦合,不仅受到控制电压Vd、Vq的控制。因此,采用前馈解耦控制策略[5],并且电流调节器采用PI调节,则V d、Vq的控制方程变为:

4 仿真及分析

应用PSCAD,搭建整个整个系统的仿真模型,进行仿真。图5为系统具有快速的输出相应,在指令发生改变后大约0.2s就能很好的跟随,就有良好的动态稳定性。图6为直流侧电压波形图,直流侧电压在输出发生改变时,就有一定幅度的波动(-80—20伏),经过一段时间的波动,基本能稳定在700v。图7、图8为系统电压电流在9s时的局部放大图,在整个运行过程电压基本为正弦波没发生畸变,电流波形在输出发生改变时,经过几个周期的调整就能达到系统输出要求的电流值。

5 结论

在两相同步旋转坐标系数学模型上,建立双向变流器的模型,通过对系统功率方向的分析,得出电压调节器的输出控制d轴给定电流,经前馈解耦环节,d轴电流调节器的输出控制双向变流器输入端基波电流的d轴分量给定值,q轴电流给定为零。这样不仅可以实现单位功率因数运行,而且可以维持直流母线电压稳定。仿真实验验证了分析的正确性,以及控制策略的有效性。

参考文献

[1] 戴慧珠,陈默子,王伟胜,等。中国风电发展现状及有关技术服务[J].中国电力,2005,38(1):80-84.

[2] VAS P.Sensor-less vector and direct torque control[M].England Oxford Press,1998

[3] 吴俊玲,吴畏,周双喜.超导体改善并网风电场稳定性的研究[J].电工电能新技术,2004,24(3):59-63.

[4] 马奎安.超级电容器储能系统中双向DC/DC变换器设计[D].杭州:浙江大学电气工程学院,2010.

[5] 邓卫华,张波,丘东元,等.三相电压型PWM整流器状态反馈精确先行化解耦控制研究[J].中国电机工程学报,2004,32(6):10-17

双向调控范文3

    关键词:单馈电机 双馈电机 超同步 双向变频电源

    

    1 单馈电机与双馈电机

    众所周知,一般线绕型异步电动机转子串电阻调速(图1a)或按可控硅低同步串级调速(图1b)其转子调速(n)均低于定子同步转速(n1),转差功率(ps)都是从转子绕组输出,前者消耗在外接电阻上,后者回输到电网上。

   通常,人们将这种定子由固定电源(一般为工频电网电源)供电,转子消耗或回收转差功率的交流异步电动机称为“单馈”电机。忽略电机损耗,设电机定子电磁功率为p1,电源相序为a-b-c ; 电机转子绕组同步转速为n2,(转子三相电流相序为a-b-c);转子输出机械功为pm,则单馈电机的功率与转速关系为:

    p1=pm+ps ………………………………………①

    n=n1-n2 ………………………………………②

    欲使电机转速超越同步转速,根据电磁感应关系和电机稳定运行条件可知,电机转子绕组应由另一套输出电压为ef的独立附加电源sf(又称交流励磁电源)供电,并向转子绕组输入转差功率ps,且励磁相序应改为a-b-c(图1c)。这种定、转子绕组分别由各自交流电源供电的交流电机称为“双馈”电机。工作于超同步电动状态的“双馈”电机其功率及转速关系为:

    p1+ps=pm ………………………………………③

    n=n1+n2 ………………………………………④

    “双馈”与“单馈”电机本质区别是:“单馈”电机转子绕组三相电流是感生的,输出转差功率ps(相当于“发电”),三相电流相序不能改变,只能实现低同步以下(n<n1)调速;“双馈”电机的转子绕组三相电流由转子感应电势e2与ef共同产生,sf电源可强制性向电机输入ps,且三相电流的相序可加以控制。 

    在调速传动中,线饶型电动机的应用并不少见,但作“双馈”应用并不多,这是因采用“双馈”虽可获得比“单馈”更好的调速性能和技术、经济指标,但需要增加一套独立的双向变频电源sf,且控制系统复杂。随着电力电子技术的发展,数控技术和微机控制技术的渗透,双馈调速也日益成熟,并得到推广应用。

    2 “双馈”电机的运转状态

    设“双馈”电机定子回路供电电压为u1,电流为i1;转子回路电流为i2,励磁电源sf的输出电压为ef;气隙磁通为φm ,转子感应电势为e2 ,忽略电机各部分损耗,则:

    定子侧电磁功率:p1=3u1i1cosφ 1 …………⑤ (φ1为i1与u1相位差,即电机定子侧功率因数) 

    转子侧转差功率:ps=3e2i2 cosφ2 …………⑥(φ2 为i2与e2 相位差,即转子侧功率因数)

    励磁电源容量:pf≈ps=3efi2 cosδ…………⑦ (δ为i2 与ef 相位差,即励磁电源sf 的功率因数) 

    转矩: m=kmi2φm sinθ…………⑧(km —转矩比例系数,θ—i2 与φm 相位差)

    当控制φ1 ,φ2 相位角时,可以控制功率p1 与ps 的流转;当改变θ角时,可改变m的正负;当调节δ时,可调节励磁电流的有功分量与无功分量,从而调节cosφ 1 。图2示出了“双馈”电机调节有功功率时(δ=0和180°时的)四种运转状态各量近似的相位关系。

    从图2可知,双馈电机运转状态的改变既有标量控制,又有矢量控制,当需要调节cosφ 1 时,δ=0~180°

    3 多级组合型励磁电源

    为使电机获得由低同步~超同步的无级调速性能和有功与无功独立调节的运行特性,从上所述可知,作为“双馈”调速转子励磁电源的基本条件是:功率可逆流转,且输出电压及其电流的幅值、频率、相位、相序均可调节。从理论上讲,励磁电源可分为二相,三相或多相,下面以选择三相为例加以说明:

    3.1 晶闸管相控整流与有源逆变器组合电源(ac-dc-ac):相控变流电源 (图3)

    它由两组完全相同的全控桥式整流电路组成,具有中间带大电感滤波直流环节。电机侧变流器ⅰ和电源侧变流器ⅱ在传递转差功率ps 时既可工作于“整流” 状态(ac-dc),又可工作于(有源)“逆变”状态(dc-ac)。变压器t是考虑在一定调速范围内转子感应电压与电网相互匹配而设置的。

   优点 采用电网换流,主控电路简单,ps双向控制易实现。

    缺点 励磁电流为方波,存在较大谐波转矩;在nn1时电机侧变流器ⅰ无换流电压,电机无法跨越同步转速点,系统运行不稳定,需另采取特殊换流措施。. 

    3.2 可控整流器与电压型spwm逆变器组合电源(ac-dc-ac):spwm变频电源(图4)

    电源侧变流器ⅰ是三相全控ac↔dc相控整流器,电机侧变流器ⅱ是三相电压型spwm逆变器,具有电容滤波中间直流环节。前者为电网换流,后者为自换流逆变器,采用spwm调制控制。

    优点 该组合电源能为转子提供正弦电压或电流,可消除低次谐波转矩,可在同步转速点平滑过渡。 

    缺点 低频区输出波形较差,动态性能较差,大容量装置成本高。

   3.3 双高频pwm整流器组合电源(ac-dc-ac)::双向高功率因素高频整流电源(图5)

    在电源侧与电机侧各接一套三相高频pwm整流电路,通过中间电容滤波直流环节连接起来。当ps 输出转子,电源侧变流器ⅱ用作高频pwm整流(ac-dc),电机侧整流器ⅰ将高频pwm整流器转化为”逆相”运行(dc-ac),反之,亦然。

   优点 能向电机转子提供三相正弦波励磁电压和电流,能使电源侧电压和电流为正弦波,且功率因素为1。

    缺点 可关断器件读,低频特性差,成本高,控制较复杂。

    4 单级励磁电源

    该类电源仅有一级电能转换器组成。

    4.1 晶闸管相控型交~交直接变频器(ac-dc):直接变频电源(图6).

    图6是三相零式ac/ac变频电路,它是三相交~交变频器最简单的一种,由六组三相半波可控整流电路组成。主电路要用18个元件。在大容量系统中,要采用六组三相全控桥式整流电路,要用36个元件。在采用”余弦交迭法”对控制角(α) 进行”调制”控制时,可为转子提供正弦励磁电压或电流。

    优点 电源无中间直流环节,变换效率高,励磁电压或电流接近正弦波,可减少低次谐波转矩,控流无”死区”存在,低频特性好。,

    缺点 主电路元件多,控制复杂,输出f0仅为(1/2- 1/3)电源频率。

    4.2 矩阵式ac/ac变频电源(图7)

    采用9个二端双向全控逆导开关,(图7b),按3×3矩阵排列,可组成三相三相矩阵式变换器。这是一种”广义电能转换器”,采用高频spwm控制技术,通过不同控制算法可以变更矩阵结构形式,组成直-直斩波(dc-dc) ……用于双馈电机”起动”; 组成直-交逆变(dc-ac)……用于双馈电机“投励”或低同步运行,组成交

    -直整流(ac-dc)……用于双馈电机同步运行或超同步运行。采用矩阵式变换器可使双馈电机多变量的协调控制和多运转状态的相互转化大大简化。

    优点 可使电机侧电压及电流为正弦波,电源侧电流与电源电压同相且为正弦波,调频范围不受限制,可直接通过升频控制使电机反转,灵活的电路结构变化,使变换器具有多种功能。

    缺点 可关断器件多(18个),需按严格逻辑程序进行控制,技术不成熟,成本高。

   5 多功能励磁电源(图8)

    从4.2可知,双馈电机为适应多变量解耦控制和多运转状态相互转换,其励磁电源要具有斩波、整流、逆变、变频等多种功能,为简化电源结构,减少开关元件,可选择1~2个最基本、最重要的变换器为基础,通过增减n个单向导电元件(二极管)和机械开关的换接以构成多功能变流器。例如可以选择三相不可控整流桥和一套高频pwm整流器作基础,通过d1,d2和k1~k4转换(见图8),可获得相控高频pwm整流、斩波及逆变器四种功能,上述四功能变换器分别可适应双馈调速“起动”、“低同步”、“同步”、“超同步”的需要。

    

    参考文献:

    [1] 《泵站电机双馈调速控制系统设计》 湖北工学院学报 2000.9 廖冬初 刘群 张杰等

    [2]《大中型电排站“提速增容”方案选择》 电气传动自动化增刊 2001.8 刘群 张杰 廖冬初

    [3]《基于8xc196mc单片机的双馈电机斩波与双馈调速技术研究》 电机与控制学报,2002.6

    林成武 朱建光 王凤翔

    [4]《电流型逆变器用于双馈调速的实验研究》 通信电源技术2002.  刘文军 刘群 戴碧君

双向调控范文4

关键词:FWK-300稳定控制装置;电力外送通道;分布式;切机

中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)06-0017-03

随着内蒙古电力工业发展,容量不断增大,以及厂网分离、电力外送通道的建设,电网结构变得越来越复杂,对系统的安全稳定运行要求越来越高。在分析电网内部各种相互制约因素的基础上,一些重要厂站已配置了一定数量的安全稳定控制装置。随着内蒙古电网向华北主网输电的第二送电通道(始内蒙古电网的汗海变,经沽源开闭所最终接入京津唐电网的平安城变电所)的建成,原有的安全稳定控制系统已经不能满足当前安全稳定运行的需要,经定计算,在该输电通道中丰万双回、万顺三回、汗沽双回和沽平双回发生跳闸后,送出的潮流远远大于断面,内蒙古电网将存在严重地暂态稳定和热稳定问题,从而在相关厂站配置了一套以FWK-300为主的安全稳定控制系统,采取切机策略切除一些机组,才能保持内蒙古电网的稳定运行。

一、系统简介

内蒙古电网第二送电通道安稳系统主要由丰泉变、响沙湾变、永圣域变、宁格尔变、汗海变、沽源变、万全变、丰镇1~2期、丰镇3期、新丰电厂、包头电厂、达拉特1~3期、达拉特4期、国华准厂等14个厂站组成,以500kV双通道输电为主。根据各站装置实现功能的差异,可将各厂站分为4类,具体如下:丰泉变为控制主站;响沙湾变、永圣域变、宁格尔变为控制子站;汗海变、沽源变、万全变为信息采集站;丰镇1~2期、丰镇3期、新丰电厂、包头电厂、达拉特1~3期、达拉特4期、国华准厂切机执行站。安全稳定控制装置分别布置在这些厂站处,都通过2M光纤进行通信连接。各站装置的配置数目及各站间通道联系如图1所示。

图1 内蒙古电网外送通道安全稳定系统结构

二、FWK-300分布式稳定控制装置

(一)FWK-300装置介绍

FWK-300是在继承了多年稳定控制装置成功运行经验的基础上,结合最新的微机和通信技术的发展,研制开发的基于32位机和DSP技术新一代分布式稳定控制装置,其在采样速率和精度、分析和计算的速度、通信速率和接口标准化等方面都有很大提高。FWK-300装置可用于区域性电网或大区互联电网的安全稳定控制,既可适应单个厂站的就地控制,又能构成大型的稳定控制系统,满足电力系统安全稳定控制的需要。该装置是一种分布式、模块化、拼装式结构的通用性很强的稳定控制装置,能适应电网暂态稳定控制、频率稳定与电压稳定控制、主变或线路过负荷控制等。

(二)2FWK-300分布式稳定控制装置的特点

FWK-300分布式稳定控制装置主要有以下几个方面的特点:

1.结构更加合理。采用现在流行的6U机箱结构,机箱更加美观,进出走线更为方便。

2.运算处理速度更快。采用32位CPU及DSP处理器技术,使得装置在信号处理时速度更快,在算法上使用了一些新的算法,装置在采集数据时更加准确可靠,对数据的分析能力更强。内存空间更大,可存储的策略表更多。

3.数据采样精度更高。采用了14位A/D。每块采样板可输入12路模拟量,每块采样板采用三片A/D芯片,每四路一个A/D芯片,更加安全可靠。

4.输出轮次更多,能控制的对象更多,更加灵活方便。

5.更加友好的人机对话界面。采用长寿命宽温大屏幕10.4英寸汉字液晶作为人机对话显示界面接口,全汉字显示,使用PC104嵌入式工控机作为管理机,使用现在流行的实时多任务操作系统VxWorks。

6.装置可输入的量更多。使用多块采样板,整个装置可输入更多的量,可处理更多的线路、主变和机组的电气量。可组成一个较为复杂的控制装置。每套装置最多可处理20条线路(三相电压和电流)的电气量。

7.抗干扰能力更强。装置采用了免维护设计,结构上采用强弱电分开的设计方法,使得装置的结构更加合理,抗干扰能力更强。装置中所有的模件全部使用表贴工艺,使用了多层板设计方法,在电路设计时增加了一些抗干扰电路,使得装置的抗干扰能力更强。

8.调试更加方便。装置大量使用了智能化的调试软件,使得装置调试更加方便。

9.可靠性更高。装置自动监测电源输出的电压(±12V/5V/24V),当电压异常时,装置发出告警信号,同时闭锁装置,防止装置误动。

三、内蒙古电网外送通道安全稳定控制系统的实现

(一)各厂站装置配置及运行方式

1.装置配置。内蒙古电力外送通道安全稳定控制系统中丰泉变、响沙湾变、汗海变、沽源变、万全变、丰镇3期、包头电厂、达拉特1~3期、达拉特4期采用双机配置,完全双重化,每套装置有完全独立的电源、输入、输出及通信回路、出口压板。两套装置同时运行,其中一套装置进行调试、修改定值或其他原因退出运行不影响另一装置的正常运行。永圣域变、宁格尔变、丰镇1~2期、新丰电厂、国华准厂采用单机配置。各厂站都通过双通道进行通信连接。

2.运行方式。(1)丰泉主站两套装置正常运行时为一主一辅运行。(2)响沙湾控制子站在判出本地故障向电厂发切机命令以及接收永圣域发来的切机命令时,通过投退“本柜主运”硬压板,双套装置按一主一辅方式运行。主运装置若无异常闭锁则立即向电厂发切机命令,同时输出一付接点去闭锁辅运装置;辅运装置在35ms内收到主运装置闭锁信号将闭锁向电厂发切机命令;若35ms内辅运装置没有收到主运装置闭锁信号,辅运装置将正常向电厂发切机命令,同时输出一付接点去闭锁主运装置。由于丰泉主站两套装置正常运行时为一主一辅运行,因此在接收丰泉发来的切机命令时,响沙湾双套装置按并列方式运行。(3)单机配置的控制子站单机配置双通道运行。

(二)系统实现的主要功能

内蒙古电网第二送电通道安全稳定控制系统的目的是在发生预期故障情况下,根据故障严重程度和运行方式,迅速切除丰镇1~2期、丰镇3期、新丰电厂、包头电厂、达拉特1~3期、达拉特4期、国华准厂等电厂的机组,保证系统的暂态稳定。系统的运行方式由压板来人工控制,各个站之间通过光纤传递切机命令。安全稳定控制系统主要实现以下功能:

1.丰万双回线故障掉闸,丰泉主站依据内蒙古外送潮流,可分别向永圣域、响沙湾子站和丰镇、京隆、新丰执行站下送切除华电包头、达旗、国华准厂、丰镇、京隆、新丰机组命令。

2.万顺三回线发生N-2故障,岱海子站根据万全测量站上送信息切除岱海机组,丰泉主站根据万全测量站上送信息,可分别向永圣域、响沙湾子站和丰镇、京隆、新丰执行站下送切除华电包头、达旗、国华准厂、丰镇、京隆、新丰机组命令。

3.汗沽双回线故障掉闸,丰泉主站根据汗海子站上送的汗沽双回线信息,可分别向永圣域、响沙湾子站和丰镇、京隆、新丰执行站下送切除华电包头、达旗、国华准厂、丰镇、京隆、新丰机组命令。

4.沽太双回线故障掉闸,丰泉主站根据汗沽子站上送的沽太双回线信息,可分别向永圣域、响沙湾子站和丰镇、京隆、新丰执行站下送切除华电包头、达旗、国华准厂、丰镇、京隆、新丰机组命令。

5.永丰双回线故障掉闸,永圣域子站根据永丰双回线信息,可分别向响沙湾、宁格尔子站下送切除华电包头、达旗、国华准厂机组命令。

6.响永双回线故障掉闸,响沙湾子站根据响永双回线信息,可分别华电包头执行站、达旗1~6号机执行站、达旗7-8号机执行站下送切除机组命令。

7.响高双回线故障掉闸,响沙湾子站根据响高双回线信息,可分别华电包头执行站下送切除华电包头机组命令。

(三)切机原则

各电厂执行切机命令时按台数切机。具体切机时按出力大小排序,出力大的先切,出力小的要后切。停运的、已经判出跳闸的、已被切除的和允切压板未投入的机组均不可切。投运的机组可作为保留机组,具体保留台数由定值确定。

在同一启动周期内可能发生机组跳闸,接收多个切机命令,此时就存在机组的追切,以切达拉特电厂1~3期装置为例,举例如下:

装置动作前6台机组全投,出力从大到小为1#~6#机组。

0秒:装置启动;

0.2秒:1#机组跳闸;

0.4秒:收响沙湾变切2台机组命令,追切1台机,切2#机;

0.6秒:收响沙湾变切4台机组命令,追切2台机,切3#机、4#机;

5秒:装置返回。

(四)现场调试及运行

安全稳定控制系统的调试分为当地功能调试和联合调试。内蒙古电网的安全稳定控制系统调试是在当地功能调试完毕基础上的系统联合调试,分为两部分,一个是通道部分调试,检查各通道是否可靠,是否按设计要求传递信息,可模拟一个切远方机命令,看能否及时准确传递到目的地切机;另一个是策略表调试,检查装置的策略表是否正确等。该系统按照《内蒙古电网外送第二通道安全稳定控制系统联合调试方案》在2008年5月进行了第一次联合调试,于2008年5月18日起,丰泉主站、及各执行站系统开始挂网试运行。试运行期间,安稳系统及装置运行基本正常,但也发现了一些问题,当通道压板退出后,即使物理通道出现异常,装置也不检测其异常,此时无法查找通道告警的原因。2008年6月对该装置进行了升级并进行了第二次联合调试,本次调制顺利达到预期的调试目的,调试完后很快投入正式运行。升级后本站物理通道接收异常,或对站物理通道接收异常时,本站均报通信异常。本站通道压板与对站通道压板投退不一致时装置报异常并可以显示对策压板状态。FWK-300装置在内蒙古安全稳定控制系统中持续运行半年多以来,运行稳定。2008年8月21日,万顺三回线相继发生永久故障中,内蒙古电网第二送电通道安全稳定控制系统中各厂站装置均判断正确,动作正确,成功切除了达旗电厂5台机组,华电包头电厂1台机组,国华准厂1台机组,总计2350兆瓦负荷,保障了内蒙古电网的稳定安全运行。

四、结语

随着内蒙古电网向华北主网输电的第二送电通道的建成,将使得内蒙古电网的复杂性显得更为突出。FWK-300作为新一代的分布式稳定控制装置将给内蒙古电网的稳定运行提供保障。随着电网的发展和专业基础理论的突破和应用,FWK-300也会随着技术的发展不断的改进和完善,将朝着具有自适应能力的广域协调控制的安全稳定控制的方向发展。“十一五”期间,随着内蒙古电力外送规模的不断扩大,内蒙古安稳控制系统必将为内蒙古电网的安全稳定运行提供强大的安全保障。

参考文献

[1]戴梅萼,史嘉权.微型计算机技术及应用[M].北京:清华大学出版社,1996.

[2]李函,闵勇,韩英铎.集中分层式稳定控制系统设计[J].电力系统自动化,2000,24(13).

[3]高亮,金华峰,宗洪良,等.RCS-992A系列分布式区域安全稳定控制装置[J].电力设备,2004,5(5).

双向调控范文5

【关键词】蓄电池充放电;双向;DC-DC变换器;移相控制

0.引言

蓄电池在国民生产各部门应用越来越广泛,如何能快速、安全、高效的给蓄电池充电就显得非常重要。传统的蓄电池充放电装置一般采用晶闸管整流或三相PWM整流。采用晶闸管整流的蓄电池充放电装置存在功率因数低,谐波电流大,滤波电抗器体积大的缺点;而采用三相PWM整流的蓄电池充放电装置由于有工频变压器的存在,使装置的体积和重量都非常大,而且还会会产生音频噪声。随着电力电子器件及功率控制技术的发展,基于PWM变流技术的双向DC-DC变换器拥有体积小、效率高、频率高、动态性能好等优点,为蓄电池充放电装置的开发提供了一种新型的解决方案。为此,本文针对实际需求,对蓄电池充放电用双向DC-DC变换技术进行研究,设计了一种高效、节能的蓄电池充放电用DC-DC变换器。

1.主电路拓扑结构分析

本研究选的具体电路结构如图1所示:

图1蓄电池充放电机电路拓扑结构

主电路分为三个部分,即输入电路、隔离电路和输出电路。

输入电路为三相PWM整流电路,功能为将电网的三相交流电转换成直流电。相对于谐波污染比较严重的二极管整流或晶闸管整流,PWM整流器是比较优越的整流装置。它不仅可以降低低次谐波,还支持能量的双向流动,因此将三相PWM整流电路用在蓄电池充放电系统的输入侧具有很强的实用性。

隔离电路为一个双向DC-DC变换器,功能为电气隔离和电压变换。双向DC-DC变换器的原边H桥将输入电路送来的直流电转换为高频方波,经过高频变压器调压隔离后送至副边H桥,副边H桥将高频方波变换为直流电。

输出电路为一个双向斩波器,功能为调节变压器副边的直流母线电压。

2.控制过程分析

全桥变换器的输出控制是通过控制四只开关管的通断顺序以及通断时间来实现的,因此,可以有多种控制策略。归纳起来,可以分为三种:双极性控制、有限双极性控制和移相控制。

移相控制方式具有很多的优越性,相对于双极性控制和有限双极性控制,有更好的电路工作特性,适合中大功率的场合。由于所研究的蓄电池充放电装置功率较大,考虑到移相控制的优越性,以及为以后的软开关控制研究做准备,本研究决定采用移相控制策略。

主电路控制过程如下:

(1)初始时刻,三相整流桥前端断路器为断开状态,高频变压器原副边母线电容电压均为零,蓄电池电量为零。

(2)充电时,合上断路器,给系统供电,并控制高频变压器原边H桥开关器件工作,控制高频变压器副边H桥开关器件封锁,控制斩波器工作于降压模式,此时变压器原边母线电容电压逐渐上升。变压器原边H桥采用移相PWM控制方式,调节移相角,使变压器副边母线电容电压逐渐上升至设定值,并通过斩波器保持稳定。能量从变压器原边流向副边,并对蓄电池进行充电。

(3)放电时,制高频变压器副边H桥开关器件工作,控制高频变压器原边H桥开关器件封锁,控制斩波器工作于升压模式,调节斩波器占空比,使变压器副边母线电容电压逐渐升高,当副边母线电容电压高于原边母线电容电压时,电能从变压器副边流向原边,从而实现蓄电池的放电。

3.系统参数设计

3.1功率开关管的选取

本论文所研究的变换器输出功率是2000W,适合采用功率MOSFET管作为变换器的功率开关。

本研究所设计的双向DC-DC变换器基本参数如下:

变压器原边电压U1=300V;

变压器副边电压U2=240V;

系统输出电压Uo=200V;

系统输出电流Io=10A;

功率管开关频率fs=20KHz。

考虑100%的裕量,流过MOSFET管的额定电流最大值为Imax=Io(l+100%)=20A

加在MOSFET管上的最大电压为U1=300V,考虑100%的裕量,取Vmax=U1(1+100%)=600V

根据以上参数,实际选择英飞凌公司型号为IPW60R045CP的MOSFET(VDS=600V,ID=60A,RDS=0.045Ω)

3.2高频变压器的设计

由于设计过程较繁琐,在此仅列出设计结果:磁芯选取新康达(CONDA)磁业有限公司E85B型磁芯,原边匝数取30匝,副边匝数取24匝,导线直径0.83mm,原边绕组4股并绕,副边绕组5股并绕。

3.3输出斩波器电感设计

作为buck输出电感时,

输出电感电流连续时电感临界值:

L≥(3-1)

保证在10%最大输出直流电流情况下,输出电感电流仍连续,即VDC=240V,Io=1A,则D=0.5时,电感最大为1.5mH。

作为boost升压电感时:

电感电流连续时电感临界值:

L≥(3-2)

保证在10%最大放电电流情况下,输出电感电流仍连续,即VDC=240V,Io=1A,则D= 4/27时,电感最大为0.65mH。

如果要满足两种情况下的需要,取电感为10A,0.6mH。

4.系统仿真分析

充电模式电路拓扑图如图2所示,其中变压器原边H桥的调制策略选用移相调制策略。

图2充电模式拓扑图

当移相角θ=30°时各仿真波形如下图所示:

图3θ=30°时变压器原边电压UAB波形

图4θ=30°时输出电压Uo波形

图5θ=30°时输出电流Io波形

当移相角增大时,变压器原副边电压的占空比会变大,则输出电压与输出电流的值也会相应增加。下面对移相角为150°时的情况进行仿真,各仿真波形如下图所示:

图6θ=150°时变压器原边电压UAB波形

图7θ=150°时输出电压Uo波形

图8θ=150°时输出电流Io波形

可以看出相对于θ=30°,输出电压与输出电流的稳定值都增加了,这说明移相控制可以调节输出电压的大小。

放电模式下仿真波形与充电模式类似,此处不再赘述。

5.实验结果及分析

H桥采用移相控制策略,移相角为30°时各实验波形如下图所示:

图9θ=30°时变压器原边电压UAB波形

图10θ=30°时输出电压Uo波形

移相角为150°时各实验波形如下图所示:

图11θ=150°时变压器原边电压UAB波形

图12θ=150°时输出电压Uo波形

从以上实验波形可以看出,实验波形和仿真波形基本一致,移相角增加时输出电压也变大了,即实验验证了移相控制对输出电压的可调性。

6.结语

研究结果表明,本文研究的蓄电池充放电用双向DC-DC变换器由于采用了高频变压器,所以具有体积小、重量轻、成本低廉等优点,有着更强的市场竞争力;同时由于开关频率为20KHz,因此可以减小滤波器的体积,降低甚至消除音频噪声,改善系统的动态响应。该DC-DC变换器具有很强的实用价值。

【参考文献】

双向调控范文6

China Print 2013上,江苏昌将携两款产品隆重登场。

CSS10402B大对开双面双色胶印机

CSS10402B大对开双面双色胶印机是江苏昌于2013年新推出的产品,主要应用于高档书刊、教材、期刊等印刷领域。其最大印刷面积可达700mm×1040mm,印刷纸张厚度为0.04~0.2mm,可印刷的最大纸张尺寸为720mm×1040mm,最小纸张尺寸为393mm×546mm,最高印刷速度可达12000张/小时;采用高速纸张分离机构、双张检测系统;印刷滚筒采用精密圆锥滚子轴承;采用合金钢齿轮、高点闭牙机构以及开口式压印传纸滚筒;可遥控印版滚筒进行轴向、周向调版;可进行气动抬胶,气动控制离合压;配有酒精润版系统、水量控制系统;标配自动安全和故障检测系统,且具有喷粉装置、除静电装置以及移动托纸装置。此外,该设备可选配机外堆纸装置、变速输纸装置、吸附走纸台、不停机走纸飞达、超声波双张控制器以及托纸吹风装置。

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