直接测量法
1.直接测量法：用测量精确程度较高的仪器测量被测量，直接得到测量结果的方法。
2.间接测量法：利用被测量与某些物理量间的函数关系，先测出这些物理量（间接量），
再得出被测量数值的方法。
3.组合测量法：被测量与多个量存在多元函数关系时，可以直接测量出这几个相关的量，
然后解方程组求出被测量
4.变换功能：利用物质的物理、化学性质，把被测量转变成便于测量、传输和处理的另
一种物理量的过程。
5.选择功能：实现测量，在设计制造仪表或变换元件时，应使其具有选择的功能，即选择
有用测量信号而抑制其他干扰信号的功能。
6.非线性度
是指仪表的特性曲线与端基直线最大输出偏差值的绝对值与量程比值的百分数，
7.灵敏度
在稳定状态下，仪表的输出增量对输入增量的比值，称为仪表的灵敏度。它就是仪表静态特性曲线上相应点的斜率。
8.变差
变差是指测量仪表在同一输入量下，其上行程与下行程输出量的最大差值。变差通常也表示成相对百分数的形式，
9.基本误差
在测量仪表量程范围内，输出量理论值的最大偏差与量程比值的百分数，称做仪表的基本误差。
10.精度
用来表征测量仪表基本误差允许值等级的量，称做仪表的精度。
11.频率响应
当测量仪表的输入信号为一定频率和幅值的波动信号时，其输出值所引起的响应，称做频率响应。
12.示值误差
被校表指示值与标准表指示值之差称为示值误差。表达式：示值误差＝被校表指示值－标准表指示值。
13.疏忽误差
由于操作者的粗心大意或失误所造成的测量误差，称为疏忽误差。
14.缓变误差
误差的数值随着时间而缓慢变化的误差，称为缓变误差。
15.系统误差
在重复测量同一个参数时，常出现大小和方向保持固定，或按一定规律变化的误差，这种误差称为系统误差。
16.随机误差
在相同条件下多次测量同一参数时，常出现各次测量结果都不相同，各次测量误差的大小和方向没有规律性。但是，若对这些误差进行大量统计，其出现是符合统计规律的。这种出现的机率符合统计规律的误差，称为随机误差。
17.引用误差
所谓引用误差，就是测量仪表的在量程范围内某点的示值的绝对误差与其量程比值的百分数。
18.相对误差
测量结果的绝对误差与真值比值的百分数称为相对误差，
19.电动仪表
以220V AC或24VDC作为工作能源，其输入输出信号均采用0～10mA或4～20mA的标准信号。
20.气动仪表
以140kPa的气压信号作为工作能源，其输入输出信号均采用20～100kPa的标准气压信号。
21.基地式仪表
将检测、控制、显示功能设计在一个整体内，安装在现场设备上。
22.单元组合式仪表
单元组合式仪表是将仪表按其功能的不同分成若干单元（例变送单元、给定单元、控制单元、显示单元等），每个单元只完成其中的一种功能。
23.扰动量
除操纵变量外，作用于被控变量并使其发生变化的因素。
24.过渡过程
调节系统在受到干扰作用后，在调节器控制下，系统从一个平衡状态到达另一个平衡状态，被调参数随时间而变化的过程。
25.余差
过渡过程结束后，被控参数的稳态值y(∞)与设定值之间的残余偏差叫做余差，也称静差。是衡量控制系统稳态准确性的指标。
26.调节时间
指从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间。当被控参数与稳态值间的偏差进入稳态值的±5% （或±2%）范围内，就认为过渡过程结束。
27.最大动态偏差
最大动态偏差表示系统瞬间偏离给定值的最大程度。即: A = y max - r 。最大动态偏差是控制系统动态准确性指标。
28.MTBF
平均故障时间（指可以边修理边使用的机器、零件或系统，相邻故障期间的正常工作时间的平均值。）
29.表压力
以实际大气压力为零点的压力，即绝对压力与大气压力之差。
30.变送器
变送器是将被测参数转换成标准输出信号的仪表。
31.测量过程
测量过程就是将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程，即测量仪表将被测参数经过一次或多次的信号能量形式的转换，最后获得一种便于测量的信号能量形式，并由指针位移或数字形式显示出来。
32.智能变送器
智能变送器是采用微处理器技术的新型现场变送类仪表。它可进行远程通信，通过编制各种程序，使变送器具有自修正、自补偿、自诊断及错误方式告警等多种功能。调整、校准与维护过程简化。
33.应变效应
金属电阻丝在外力作用下发生机械变形，从而引起电阻值发生变化的现象称为应变效应34.压阻效应
半导体电阻体材料在受到外力作用后，其晶格间距发生变化，从而使电阻率发生变化，压力也随之变化的现象称为压阻效应
35.量程调整
量程调整实际就是通过改变变送器的放大增益，改变其输入—输出特性斜率，使被测信号的最大值与变送器输出的最大值对应。
36.亮度温度
在波长为λ的光线中，物体在温度T时的亮度与黑体在温度为TL时的亮度相等，则称TL为这个物体在波长为λ时的亮度温度。
37.绝对黑体
如果射到物体上的热辐射能被物体全部吸收，则称此物体为绝对黑体。
38.标准化热电偶
所谓标准化热电偶是指工艺较成熟，能成批生产，性能优良，应用广泛并已列入工业标准文件中的几种热电偶。
39.辐射功率：物体在单位时间内从单位面积向半球空间发射的全部波长的总辐射能量。
40.单色辐射功率
所谓单色辐射功率，也就是物体在一定波长下的辐射功率，是波长和温度的函数。Wλ41.普朗克定律
当温度升高时，单色辐射功率也随之增大，其增长程度视波长不同而不同。同时，当温度升高时，单色辐射功率的最大值向短波方向移动。
42.比色温度
当温度为T的实际物体，在两波长λ1和λ2下的亮度比L，与温度为TS的黑体在上述两波长下的亮度比相等时，则称TS为该物体的比色温度。压力“压力”定义为垂直均匀地作用于单位面积上的力，实际上是物理概念中的压强。
43.电气式压力计
电气式压力计泛指各种能将压力信号转换为电信号进行传输即显示的仪表，一般由压力敏感元件、测量和信号处理电路组成。
44.两线制
两线制是指现场送器与控制室仪表联系仅有两根导线，这两根线既是电源线，又是信号线。
45.四线制
控制室与现场之间是四根线，两根电源线，两根信号线。
46.节流现象
流体在流过节流装置时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。
47.流量系数
在阀两端压差100kPa，流体为水（103Kg／m3）的条件下，阀门全开时每小时能通过调节阀的流体流量（m3/h）。
48.核辐射
放射性同位素的原子核在核衰变中放出各种带有一定能量的粒子或射线的现象
49.流体的流量
流体的流量是指在短暂时间内流过某一流通截面的流体数量与通过时间之比。它包括体积流量、质量流量。
50.物位
储物在容器中的积存高度。即液位、料位和界位的位置统称为物位。
51.光栅
光栅：是一种在基体上刻制有等间距均匀分布条纹的光学元件，用于位移测量的光栅称为计量光栅。
单相PWM整流器直接电流控制策略的研究
单相PWM整流器直接电流控制策略的研究 【摘要】通过对单相PWM整流器的控制思路的提出，分析并总结了单相PWM整流器直接电流控制的几种控制策略，分析了每种策略的工作原理和优缺点，并总结和展望了单相PWM整流器直接电流控制技术的发展趋势。 【关键词】单相PWM整流器；直接电流控制 1.前言 随着电力电子技术的发展，功率电子设备的应用越来越广泛，致使大量的非线性负载涌入电网，给电力系统的电压和电流都带来了越来越严重的谐波污染。而PWM整流器提高了系统的功率因数，降低了对电网的谐波污染，得到了人们的重视。 根据输入电感电流状态PWM整流器可分为电流断续工作模式（DCM）和电流连续工作模式（CCM），由于CCM模式具有输入输出电流纹波小、滤波容易、器件导通损耗小、适用于大功率场合等优点，得到了更多地关注。在CCM 模式中，根据是否直接选取瞬态电感电流作为反馈量，又可分为直接电流控制和间接电流控制。间接电流控制结构简单、无需电流传感器，但是它最大的缺点是电流动态响应缓慢，甚至交流侧电流中含有直流分量，且对系统参数波动较敏感。相对于间接电流控制，直接电流控制把整流器的输入电流作为反馈和被控量，形成电流闭环控制，使电流动、静态性能得到了提高，同时也使网侧电流控制对系统参数不敏感，从而增强了电流控制系统的鲁棒性[2][3]。所以，直接电流控制技术有着非常广阔的应用前景和使用价值。 2.单相电压PWM整流器原理框图 单相电压型PWM整流器的拓扑结构如图1所示，它主要由三部分组成：交流回路、功率开关桥路、直流回路。其中交流回路包括交流电动势、网侧电阻及网侧电感等；直流回路包括由电感和电容组成的串联谐振电路用来滤除电网的2次谐波分量、滤波电容及负载等；功率开关桥路由四个反并联二极管的IGBT组成[1]。 单相PWM逆变器的控制思路是：在保证直流侧电压稳定的情况下，使交流侧的电流与电压尽可能的保持同相位，从而使交流侧的功率因数为1。 3.单相PWM整流器直接电流控制技术分析 直接电流控制根据控制方式的不同，又可分为滞环电流控制、峰值电流控制、预测电流控制、平均电流控制、状态反馈控制单周控制等。 3.1 峰值电流控制
低压STATCOM直接电流控制方法的研究
第26卷第3期 佛山科学技术学院学报(自然科学版) Vol.26No.3 2008年5月 Jour nal of Foshan University(Natural Science Edition)May2008文章编号:1008-0171(2008)03-0023-04 低压STAT COM直接电流控制方法的研究 李建民1,2,杨兆华2,陈立定1 (1.华南理工大学自动化科学与工程学院,广东广州510640;2.佛山科学技术学院自动化系,广东佛山528000) 摘要:针对低压STATCOM电流直接控制方式下的两种控制模式,分析了两类控制模式的基本原理,并对两种控制方式进行了Mat lab仿真、设计了基于两种控制模式的试验样机,通过仿真及实际的试验分析了两种控制的优缺点,具有较大的实践指导意义,丰富了低压STATCOM的运用研究。 关键词:低压STATCOM;三角波调制;滞环调制 中图分类号:TM714 文献标识码:A 随着我国高电压、跨区域电网结构的形成,现代电网结构的日益复杂。加上各种电力电子装置的广泛使用,电力系统对无功补偿、电网电压稳定性提出更高要求。目前世界上很多国家已经开发出容量不等的STAT COM装置,尤其在于高电压、大容量输电系统中。如90年代日本研制的20MVA静止无功发生器,美国研制出的100MVA静止无功发生器等,国内最近几年来在ST AT COM方面的研究工作也有了长足的进步和突破性的进展,并逐渐向国际先进水平靠拢。可以说STAT COM在高压输电系统中得到了蓬勃发展,并且在实际应用中都起到了极为重要的作用[1]。 但有时仅仅靠使用一些大容量ST AT COM对整个电力系统进行控制和调节是不够的,还需要对电网进一步的实行分层次的控制、调节以及补偿,尤其是在电网的低压领域。目前,在我国电力系统低压领域,动态无功补偿装置主要是以电容投切方式为主[2],包括机械式投切和晶闸管投切(TSC)两种方式。虽然晶闸管投切方式能够实现零电压投切,具有电容投切无电流冲击,投切速度快等优点,但是它仍然不能实现对无功功率的连续调节,还不能很好的满足现代电力系统对无功补偿的要求。 对电网低压领域,STAT COM的应用研究则相对较少,并且大多数研究也只仅仅局限在理论方面的探讨上,对一些控制方法的研究也大多局限在Matlab仿真的层次上,对实际的STAT COM装置级研究相对偏少。本文作者正是立足于这一点,针对电流直接控制的两种控制模式,研制出试验样机,通过实际的试验比较两种控制方法的优缺点。对于低压ST AT COM装置的控制研究具有一定的现实指导意义,同时也拓宽FACTS技术的应用范围,促使其进一步向前发展[3]。 1 控制方法的基本原理 STAT COM控制方法是ST ATCOM及其相关技术的重点研究课题之一[4]。对STAT COM无功电流的控制分为直接电流控制和间接电流控制两大类。电流间接控制方法相对简单,控制精度不高,响应速度较慢。直接控制由于是对电流瞬时值的跟踪控制,其基本思想是使用适当的PWM控制策略对STAT COM系统的瞬时无功电流进行处理,得到PWM脉冲信号驱动IGBT器件,该方法具有控制精度高、稳态性能好、瞬时响应快等优点。 收稿日期:2008-04-10 作者简介:李建民(1983-),男,江西赣州人,华南理工大学与佛山科学技术学院联合培养硕士研究生。 杨兆华(1964-),男,湖北荆门人,佛山科学技术学院教授。
柔性直流输电系统的直接电流控制
柔性直流输电系统的直接电流控制 管于球，年晓红，黄正 （中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410075） 摘要：基于变流技术的柔性直流输电（VSC-HVDC）系统具有小型、高效、控制灵活等特点，已成为当前输配电领域的研究热点之一。本文阐述了柔性直流输电系统的结构及其功能, 建立了dq旋转坐标系下精确的VSC-HVDC数学模型，提出了柔性直流输电系统的直接电流控制方法，并针对柔性直流输电系统的特点，构建了不同的控制模式及其组合。仿真结果表明，所提出的控制方法结构简单，具有良好的动静态性能，成功实现了有功功率和无功功率的独立控制。 关键词：柔性直流输电；直接电流控制；有功功率；无功功率 中图分类号：TK52 文献标识码：A The Direct Current Control of HVDC-Flexible System GUAN Y u-qiu , NIAN Xiao-hong ，HUANG Zheng (School of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha, Hunan 410075) ABSTRACT：VSC-HVDC technology has small, efficient and flexible control characteristics and has become a hot spot gradually in transmit and distribute of electric power. The basis of the composition of the VSC-HVDC system structure and function are described, and established the precise mathematical model of VSC-HVDC under the dq rotating coordinate system, then proposed a direct current control strategy of the VSC-HVDC system, and built some different control models and combinations which aim to the characteristics of the VSC-HVDC system. At last, the results of simulation shows that the proposed control strategy has a simple structure, excellent dynamic and stationary performance and successfully achieved the active and reactive power control independently. KEYWORDS：HVDC-Flexible; direct current control; active power; reactive power 1 引言 随着风能、太阳能等可再生能源开发规模的不断扩大，其固有的分散性、小型性、远离负荷中心等特点不断突显出来。基于变流技术的柔性直流输电技术具有小型、高效、控制灵活等特点，经济效益和环保价值可观，并能有效地减少输电线路电压降落和闪变，提高电能质量。 自从上世纪五十年代ABB公司的高压直流输电（High-V oltage Direct Current, HVDC）工程在瑞士投入商业运行以来，HVDC输电技术在远距离大功率输电、海底电缆送电、不同额定频率或相同额定频率交流系统之间的联结等场合得到了广泛地应用。 随着电力半导体技术，尤其是绝缘栅双极晶体管(IGBT)的快速发展，在HVDC中采用以全控型器件为基础的电压源换流器（V oltage Source Converter，VSC）的条件已经具备。1990年，McGill 大学的Boon-Teck Ooi等首先提出了利用PWM控制的VSC进行直流输电的概念[1]。新一代的HVDC 输电技术（VSC-HVDC），是以全控型、可关断器件构成的电压源换流器（VSC）以及脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）控制技术为基础的新型输电技术。换流器中全控型器件代替半控型的晶闸管，使得VSC-HVDC输电具有对其传输有功功率和无功功率进行同时控制的能力，以及可实现对交流无源网路供电等众多优点。VSC-HVDC输电技术克服了传统HVDC输电技术的不足，并扩展了直流输电的应用领域。为了区别传统上基于可控硅的HVDC系统和基于FACTS技术的灵活交流输电系统，国内专家学者建议把这种基于VSC的HVDC 系统称为柔性直流输电系统（VSC-HVDC or HVDC Flexible）[2-3]。 本文首先简要概述了柔性直流输电系统的结构及其功能, 其次建立了dq旋转坐标系下精确的VSC-HVDC数学模型，提出了柔性直流输电系统的矢量控制方法，并针对柔性直流输电系统的特点，构建了不同的控制模式及其组合。仿真结果表明，所提出的控制方法结构简单，具有良好的动静态性能，成功实现了有功功率和无功功率的独立控制。 2 VSC—HVDC系统的基本原理和数学模型 传统的高压直流输电技术采用的是无自关断能力的低频晶闸管所组成的电网换相换流器来进行换流，而柔性直流输电技术（VSC-HVDC）采用的是具有自关断能力的高频电子器件来进行换流。新一代的HVDC输电技术，是以全控型、可关断器件构成的电压源换流器（Voltage Source Converter，VSC） 基金项目：国家自然科学基金项目(60474029, 60774045,60634020)；中国博士后科学基金(2005038558)
电压、电流控制模式
电流控制实际上一般是控制电感的电流.此时电感相当于一个内阻很大的电流源.由于要很快的跟踪直流电流,所以电流环速度很快.电压环控制的是输出电容上的电压,是外环.响应速度一般较慢. 在实际应用过程中,由于直接检测电感电流有时比较困难而且成本较高,所以检测开关管的峰值电流作为变通的方法.不过需要加入谐波补偿才能稳定. 电流模式DC-DC会有两个反馈回路控制输出电压稳定-- 内环即电流反馈回路,外环即电压反馈回路. 斜坡补偿是为了消除PWM占空比大于50%的条件下,电流环 出现的压谐波振荡现象,而在电流环反馈回路叠加一个正斜率 的补偿信号,或是在电压环反馈回路叠加一个负斜率的补偿信号.... 电流环的带宽一定要大于电压环的带宽. 1,他们的区别主要是采样电流比较的对象不同 2,电压控制模式采样电流是与振荡电路产生的固定三角波状电压斜坡比较 3,电流控制模式采样电流是一个变化的其峰值代表输出电感电流峰值的三角状波形或梯形尖角状合成波形信号比较,然后得到PWM脉冲关断时刻.因此(峰值)电流模式控制不是用电压误差信号直接控制PWM脉冲宽度,而是直接控制峰值输出侧的电感电流大小,然后间接地控制PWM脉冲宽度.(其实电流控制模式又分为峰值电流模式和平均电流模式) 关于电流型(峰值)控制,它的斜率补偿从某种程度上说,是引入了一些电压型控制特点.所以加了斜率补偿的电流型控制方法(峰值)实际上是一种混合体.加入斜率补偿注入的三角波完全遮蔽了采样电流,那么就是电压型控制了.如果在电压型控制芯片的三角波里边注入了电流信号,那就带有电流型控制的特点了,不过由于电压型控制的三角波还兼具CLK的共用,所以那样会改变频率…… 电压模式 误差电压同三角波比较,结果控制占空比. 电流模式 电流同误差电压比较,控制占空比.电流模式对振荡器斜率没有要求,振荡器主要是产生CLK 复位芯片内部的触发器用的. 电压模式的振荡器除了产生CLK外,还要产生波形质量很好的三角波供PWM单元使用. 所谓的电流型或者电压型问题实质上是讨论的PWM 的调制策略.此时还没有反馈还存在,所以是讨论的开环特性.并且这种控制策略可以和不同的拓扑结合,比如电流型正激,电压型反激(尽管几乎见不到,但是理论上是存在的.)电流型半桥(峰值电流是不适合半桥拓扑的,所以这里用的是平均电流型拓扑).
PFC直接电流控制策略综述
PFC直接电流控制策略综述 PFC的控制策略控制策略按照输入电感电流是否连续,分为电流断续模式(DCM)和电流连续模式(CCM),以及介于两者之间的临界DCM(BCM)。有的电路还根据负载功率的大小,使得变换器变换器在DCM和CCM之间转换,称为混连模式(Mixed Conduclion Mode一一MCM)。而CCM根据是否直接选取瞬态电感电流作为反馈量,又可分为直接电流控制电流控制和间接电流控制。直接电流控制检测整流器的输入电流作为反馈和被控量,具有系统动态响应快、限流容易、电流控制精度高等优点。本文总结了PFC技术的直接电流控制策略,对比分析了几种典型控制策略的优缺点,指出了这些控制技术的发展趋势。直接电流控制有峰值电流控制、滞环电流控制、平均电流控制,预测电流控制、无差拍控制、单周控制、状态反馈控制、滑模变结构控制、模糊控制等方式。 1 各种直接电流控制策略1.1 峰值电流控制峰值电流控制的输入电流波形,开关管在恒定的时钟周期导通,当输入电流上升到基准电流时,开关管关断。采样电流来自开关电流或电感电流。峰值电流控制的优点是实现容易,但其缺点较多： 1)电流峰值和平均值之间存在误差,无法满足THD很小的要求; 2)电流峰值对噪声敏感; 3)占空比>0.5时系统产生次谐波振荡; 4)需要在比较器输入端加斜坡补偿器。故在PFC中,这种控制方法趋于被淘汰。1.2 滞环电流控制滞环电流控制的输入电流波形,开关导通时电感电流上升,上升到上限阈值时,滞环比较器输出低电平,开关管关断,电感电流下降;下降到下限阈值时,滞环比较器输出高电平,开关管导通,电感电流上升,如此周而复始地工作,其中取样电流来自电感电流。 滞环电流控制是一种简单的Bang-hang控制,它将电流控制与PWM调制合为一体。结构简单,实现容易,且具有很强的鲁棒性和快速动态响应能力。其缺点是开关频率开关频率不固定,滤波器设计困难。目前,关于滞环电流控制改进方案的研究还很活跃,目的在于实现恒频控制。将其他控制方法与滞环电流控制相结合是SPWM电流变换器电流控制策略的发展方向之一。1.3 平均电流控制平均电流控制的输入电流波形。平均电流控制将电感电流信号与锯齿波信号相加。当两信号之和超过基准电流时,开关管关断,当其和小于基准电流时,开关管导通。取样电流来自实际输入电流而不是开关电流。由于电流环有较高的增益带宽、跟踪误差小、瞬态特性较好。THD(<5％)和EMI小、对噪声不敏感、开关频率固定、适用于大功率应用场合,是目前PFC中应用最多的一种控制方式。其缺点是参考电流与实际电流的误差随着占空比的变化而变化,能够引起低次电流谐波。 1．4 预测电流控制预测电流控制就是通过对输入、输出电压和输入电流的采样,根据实际电流和参考电流的误差,选择优化的电压矢量(脉冲宽度)作用于下一个周期,使实际电流在一个周期内跟踪卜参考电流,实现稳态无误差。其优点是开关频率固定,动态性能良好,电流谐波小,器件开关应力小,数字化实现简单。其缺点是要求较高的采样频率和开关频率,在低的采样频率下,会产生周期性的电流误差。1．5 单周控制(积分复位控制) 单周控制是一种非线性控制,同时具有调制和控制的双重性。其原理。单周控制通过复位开关、积分器、触发电路、比较器达到跟踪指令信号的目的。 这种方法的基本思想是通过控制开关占空比,在每个周期内强迫开关变量的平均值与控制参考量相等或成一定比例,从而在一个周期内自动消除稳态、瞬态误差,前一周期的误差不会带到下一周期。单周控制能优化系统响应、减小畸变和抑制电源干扰,具有反应快、开关频