两级式光伏并网逆变器建模与非线性动力学行为研究

本文首先建立了两级式光伏并网逆变器严格的分段光滑状态方程, 分析级联情况下光伏阵列电压对光伏并网逆变器非线性动力学行为的影响, 然后探讨拓展两级式光伏并网逆变器输入电压范围的策略, 并研究前后级电路内部参数变化引起并网逆变器输出电流的快变尺度分岔和慢变尺度分岔现象. 研究发现: 若对光伏阵列电压进行分段控制, 可以有效展宽两级式光伏并网逆变器的输入电压范围; 适当增加前级输出电容值、电感量, 可以避免系统产生混沌运动, 而后级参数的取值需避开多个不连续的混沌区域. 研究结果对提高光伏发电系统的效率与稳定性有较重要的参考价值.     

容性设备在线监测装置现场校验系统的开发

针对变电站各类高压容性设备在线监测装置的现场校验,提出一种新的容性设备在线监测装置校验方法并研制出相应的校验系统,校验项目涉及：全电流,阻性电流,容性电流,介损因数。该校验系统由信号采集无线发送装置和检定装置组成,信号采集无线发送装置将现场变压器二次侧电压作为参考电压通过无线传输方式传入检定装置,检定装置内的控制模块根据预设指令及参考电压信号控制内部数控交流电流源生成一路与电网电压频率同步,幅值和相位可调的电流信号。将该电流信号耦合到容性设备在线监测装置电流传感器,通过比较耦合前后装置相应监测量变化值与校验系统设定值的误差,达到校验容性设备在线监测装置有效性的目的。实验证明,该校验系统输出电流指标满足现场校验的要求。     

共聚焦生物芯片扫描仪中PMT电流增益的自动控制

根据共聚焦生物芯片扫描仪获得的图像,设计了计算机控制下的PMT电流增益自动控制系统.根据计算生物芯片图像的灰度分布与期望灰度分布的差异,得到期望灰度分布时PMT的期望电流增益,进而获得PMT的期望控制电压.一个12位数模转换器产生期望控制电压,自动控制PMT电流增益的调节,控制电压精度高达2 mV.实验结果表明,所设计的PMT电流增益自动控制系统可快速、准确地实现PMT电流增益调节,并具有稳定性高、抗干扰能力强的特点.     

基于电磁耦合机构的非接触电能传输系统

基于非接触电能传输技术的研究,设计了非接触电能传输系统的供电机构、耦合机构和受电机构三大基本模块。对系统的整流滤波和高频逆变电路进行了仿真实验,整流输出电压波动小于6%,谐振逆变电路输出信号频率达1000Hz以上。采用低频信号发生器作为供电机构对系统进行了性能测试,给出了500Hz下的空气间隙与电压传输效率的实验关系曲线,随空气间隙增大,电压传输效率降低。     

1.2MV重复频率脉冲电源的测试诊断系统

为了更好分析系统的放电特性和工作状态,优化脉冲功率源系统的设计,研制了一套1.2MV重复频率高功率微波驱动电源测试诊断系统。通过研究高电压、大电流测试技术和数据采集、信号处理、故障诊断技术,同时运用虚拟仪器和电磁兼容等技术,探索开发了一套重复频率脉冲电压电流测试诊断系统。结合系统的研制需求,通过分析各种数据采集设备的优缺点,硬件选用了凌华公司的PXI数据采集系统,软件采用LabVIEW,设计开发了重复频率快信号的采集诊断程序,研制出实时诊断系统,并在1.2MV重复频率脉冲电源系统中应用,实现了对重复频率电源关键点电压电流的测试以及数据的诊断、处理和远程在线监测,出现故障时报警、存储数据并自动断电等功能。     

非接触供电在高温超导磁体中的应用探究北大核心

高温超导磁悬浮列车运行过程中,由于磁体自身存在工作损耗难以实现恒流运行,寻找适用于高温超导磁体的运行补偿供电方法成为其能否稳定可靠运行于轨道交通环境的关键.本文基于磁耦合非接触供电技术,提出一种适用于高温超导磁体的非接触补偿供电方法,利用电路理论建立电路等效模型,对电路结构进行了优化设计.考虑到电路参数对于系统性能的影响,根据电磁场理论,对线圈结构进行了设计优化.通过搭建非接触供电系统实验装置,对系统特性、不同线圈结构对磁体供电系统的影响进行了研究,验证了本文所提出的非接触补偿供电方法的可行性.     

配电房轨道式自动巡检机器人控制系统设计与实现

针对配电房等室内电力系统供电设备自动巡检的需求,提出了以微控制器MSP430F5438为核心的自动巡检机器人控制系统总体设计方案。采用模块化方法完成了控制系统硬件电路设计,主要包括：主控模块、电源模块、运动控制模块、通信模块和数据采集模块。介绍了控制系统软件的总体流程,完成了控制系统嵌入式软件及其上位机监控软件的设计。实验结果表明,所设计的控制系统应用于巡检机器人可以实现对配电房供电设备的自动巡检,从而验证了控制系统的有效性与合理性,具有显著的推广应用价值。     

太阳能光伏-热伏发电板的自适应追光系统设计与实现

在小型太阳能光伏-热伏发电系统中,为了提高其发电效率,通常会辅以自动追光系统。针对现有的基于多光电二极管的自动追光系统结构复杂等问题,提出了一种基于光敏电阻的自适应追光系统。为了实现发电板对光源的追踪,采用了基于负反馈的自适应追光原理,通过软件设计控制追光精度,同时增加了系统位置消抖控制。在硬件方面,采用光敏电阻感应光强,借助AD转换电路和舵机,以驱动太阳能光伏-热伏发电板转动直至发电板平面垂直于太阳光;优化设计了光敏电阻与板面的夹角大小以调整追光的区域及误差。最后完成了整体装置的机械结构设计和电路图设计及仿真,结果表明,与现有的多光电二极管追光系统相比,所设计的追光系统机械装置部分的设计更加简单,便于实现,同时通过优化设计改善了追光的稳定性。     

基于塞贝克效应的热电转换装置

温差发电是一种新式的环境友善型能源技术,可以将废热转换为电能.本文设计了基于塞贝克效应的热电转换装置,实现了温差发电.基于单片机系统和OP07芯片设计了有源I/V变换电路,将温差发电输出的电压信号在LCD1602液晶屏上显示,并计算出不同温度差输出的电功率.实验结果表明热电转换输出的电压随着温度差变大而增加,且呈线性关系,单片发电片的热电转换效率达到0.11%,使用热电转换装置可以给用电量较小的设备供电.     

磁偏置高温超导限流器监控系统设计

针对磁偏置高温超导限流器并网运行实验要求,设计了具有高压隔离、快速采集及故障录波功能的监控系统。该监控系统采用现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)双重硬件架构设计模式,其中,FPGA用于快速采集实时数据和快速开关控制;DSP从FPGA获取状态量和模拟量等采集信号,集成超导限流器监控系统核心控制器的快速控制算法,实现超导单元保护指令的输出。给出了超导限流器监控系统的设计原理、核心控制器软硬件设计和上位机软件设计,并进行10 kV并网运行实验验证。监控系统运行结果表明,所设计的磁偏置高温超导限流器监控系统可以很好地实现对电网及限流器运行状态的实时、可靠监测与控制。     

基于CAN总线的电气火灾远程监控系统

为了解决传统电气火灾监控系统在远距离数据通信时误码率高、总线上可连接的终端节点数量少、传输速率低等问题,设计了一种基于CAN总线及STM32F103单片机的电气火灾远程监控系统。给出了系统的整体框架及其组成,重点阐述了火灾终端监控设备的硬件及软件设计思路,制订了火灾监控设备与上位机的通信协议。系统实现了消防联动设备的工作状态、被监控设备的供电电压、电流,被保护用电设备的剩余电流值,以及用电设备工作的环境温度的实时监测,并通过CAN总线将监测状态实时传输到远端计算机。在实现火灾监控的基础功能上,增加了通过现场总线与现场其它监控设备通信的主机功能。测试结果表明,系统在远距离数据通信时传输速率提高、增加监控节点的情况下,系统间的数据通信误码率非常低。     

CD-1型气介式超声波测距仪

上海超声波仪器厂最近研制成功的CD-1超声波测距仪,体积小,集成度高,可靠性好.耗电量小,功能全,使用简便.它以空气为媒介,非接触地遥测距离.它可广泛应用于自动控制系统中.如距离跟踪仪,位移控制器,行车防撞器,汽车倒车指示器,多种防盗设备,各种遥控开关和遥测装置等. 本仪器不仅能自动遥测数字显示距离,还可根据用户要求在0.5—9.9m的范围内输出随距离而连续变化的电压、BCD码、CP脉冲和定点(定距离)的开关信号,以满足各种自动控制设备的特殊需要. 本仪器的特点:体积小 39×20×130(mm~3);功耗低 整机耗电0.03W;无极性供电 首创无极性供     

一种单相H桥光伏逆变器混沌控制方法

比例积分调节单相H桥光伏逆变器存在复杂的分岔与混沌等非线性行为,这些非线性行为会大大增加输出电流的谐波含量,降低系统运行的稳定性与供电可靠性.现有的混沌控制方法存在建模复杂、控制系数难以确定等问题.针对于此,本文提出了一种改进指数延迟反馈控制方法.该方法首先利用系统输出电流与其自身延迟的差值形成反馈信号,然后将该反馈信号通过指数环节、作差环节和比例环节得到控制信号,并将该控制信号以反馈的形式施加于被控系统,同时建立系统的离散映射模型并求取系统雅克比矩阵表达式;最后基于稳定判据推导出该控制信号的反馈控制系数的限定条件并实施对系统的控制.为了验证该方法的控制效果,进行了大量的仿真实验.结果表明,该方法能有效抑制系统中的混沌行为,大大扩展系统稳定运行域.     

电子管综合实验设计

设计了电子管综合实验系统,采用MCU输出DA信号线性控制偏置电压和灯丝电压,该方法可快速均匀变化实验电压,并快速修改实验参量进行多次实验.使用该系统可以在同一平台上完成弗兰克-赫兹实验与金属逸出功实验.实验结果表明:逸出功理查森直线法实验曲线线性度较好,弗兰克-赫兹实验逸出电流显示能级特性明显.     

基于PLC技术的分切机自动控制系统设计

分切机是凹版印刷加工中的最重要的工作流程之一。为提高分切机自动控制系统的响应性及稳定性,需要进行分切机自动控制系统设计。但是采用当前方法进行分切机自动控制系统设计时,难以掌控张力控制,存在精准度低、扩展性差的问题。为此,提出一种基于PLC技术的分切机自动控制系统设计方法。运用PLC技术设计出分切机自动控制系统,重点阐述了该系统的硬件构成以及软件的设计思路,介绍伺服驱动机构、回旋切割机构、变频器机构以及触摸屏等系统硬件机构的设定,并完成PLC外部MR-J2S的端子接线图,为使配备电位器旋钮以手动的控制方式来实现分切机的调速,本文采用三菱FR-E540-5.5K-CH型变频器。依据FROM和TO指令确定分切时各轴的扭矩,分析预浸窄带卷绕成形规律,给出分切机复卷轴静态动力方程,得以实现分切机复卷机构预浸窄带复卷的恒张力。实验证明,所提方法控制精确度高,可以为分切机自动控制系统的设计提供科学的依据。     

基于温度测量法的光伏阵列失效组件监测系统的设计

为了解决光伏阵列电站中的光伏组件由于各种原因产生失效,不能及时发现、维护而导致较大的经济损失问题,提出了一种通过在PV组件接线盒上安装无线温度传感器,动态的监控旁路二极管温度间接监测失效组件的新方法,该方法能够在不影响光伏组件结构的情况下及时发现、定位光伏阵列中失效的光伏组件;文中对热斑效应形成和温度测量法的联系以及异常数据点的处理做了较为详细的阐述,设计了温度采集和无线传输系统的硬件电路,电路简单、可靠,成本低廉易于实现,采集精度符合设计要求;并编写了PC端的的监测系统的程序,通过对PV组件失效进行遮挡验证,结果表明基于温度测量法的光伏阵列失效组件监测系统检测结果可靠温度,易于使用。     

3D动感影院控制系统设计

结合北京天文馆3D动感影院自动控制系统项目,设计并实现了一套3D动感影院自动控制系统,此系统由主控柜、OCC操作面板及控制箱组成;通过急停连锁及运动许可的双重保护实现了系统的安全模块;系统使用以太网,RS-232,RS-485实现控制设备之间的相互通信;实验证明,硬件布局合理,分布式PLC架构至iFix工控组态软件间的信号传输延迟在50 ms以下,本地数据库更新周期为0.5 s,保证了系统按步骤对3D影院中的的各类设备进行实时控制;在两周以内的72场放映中,系统正确率达100%。     

基于LabVIEW控制的小型太阳跟踪发电系统

根据视日运动轨迹跟踪算法,以步进电机为执行机构,设计了基于LabVIEW和串口控制的太阳跟踪发电系统.该系统通过计算机串口控制步进电机,带动太阳电池板实时、自动地跟踪太阳.该设计提高了光伏发电系统的转换效率.     

光伏应用系统远程监测平台设计

随着太阳能发电技术的不断发展,光伏应用系统越多的被工业单位和个人使用。通过对光伏应用系统的分布形式进行归类,阐述了光伏应用系统远程监测平台的设计方案。在研究分析无线自组网技术和无线数据传输技术的基础上针对光伏应用系统的分布特点,将嵌入式技术,ZigBee技术,GPRS-DTU技术以及互联网Web监测技术之相结合,设计了一种光伏应用系统远程监测平台。该平台能够有效完成数据采集、组网、远程监测等预期要求,最后通过实验验证了该平台的可行性。     

经验模态分解与样本熵在并网型光伏逆变器故障诊断中的应用

摘要：针对光伏并网逆变器电路中故障信号的非线性、非平稳特点,提出一种基于经验模态分解(EMD)和样本熵(SampEn)的故障诊断方法。首先,利用经验模态分解对逆变器的三相输出电压进行分解,得到有限个本征模式分量(IMF),从中选取包含故障主要信息的前几个本征模式分量提取故障信息。然后,计算本征模式分量的样本熵,从而得到用于故障诊断的特征向量;最后,将逆变器开路故障进行分类和编码,将故障特征向量输入BP神经网络进行模式识别,从而达到故障诊断的目的。在Matlab环境下对光伏并网逆变器的故障诊断进行了实验,实验结果证明了文中方法能实现对光伏并网逆变器的故障诊断,且与小波包变换相比,该方法具有诊断效率高和准确度高等特点。