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中国电机工程学报 2005年第11期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力系统

风电场风速和发电功率预测研究1-5

摘要：风速预测对风电场和电力系统的运行都具有重要意义.对风速进行比较准确的预测,可以有效地减轻或避免风电场对电力系统的不利影响,同时提高风电场在电力市场中的竞争能力.基于时间序列法和神经网络法,该文对风速预测进行了研究,提出了预测风速的时序神经网络法.该方法用时间序列法建模,得到风速特性的基本参数,并用这些参数选择神经网络的输入变量;为了提高预测精度,提出了滚动式权值调整手段.该方法有效地提高了风速预测的精度.

大区电网弱互联对互联系统阻尼和动态稳定性的影响6-11

摘要：全国电网互联后系统中将普遍出现低频振荡现象.该文从阻尼转矩的角度分析了互联电网的低频振荡.通过在强互联与弱互联系统中阻尼转矩的比较,揭示了弱互联系统中的区域联络线阻抗大幅度削弱系统阻尼的机理,随后相关结论在全国联网系统中得到了验证.文中的研究表明加强电网之间的联络是解决低频振荡问题的最根本的手段.最后,还介绍了阻尼矩阵的概念,并重新在两机系统上推导了其解析形式.文中通过对多机系统阻尼系数矩阵的分析还得知:在系统互联的情况下,考虑一个系统的电磁阻尼时,不仅要研究本系统的模型、参数,还要考虑联络线路阻抗以及参与互联的其他系统模型参数对本系统阻尼的影响.

基于复小波的快速相差保护研究12-16

摘要：针对相差保护虽具有不受系统振荡影响的优点,但由于其对通道要求高,保护动作时间长的问题,该文提出一种利用小波变换提取非工频故障电流相位进行比较的保护新方法:基于故障产生的暂态电流分量在线路上的流向进行保护.它具有快速比相的能力,提高了相差保护在高阻接地和两相运行下的保护性能.新方法能够有效地加快保护速度,提高保护在大负荷电流下的抗过渡电阻的能力,改善保护在缺相运行时的保护特性等.对保护两端同步采样的要求较低,因而很容易实施.大量EMTP仿真试验验证了新方法的快速性和可靠性.该方法如应用于实际中,可提高运行部门的旧有相差保护性能和经济效益.

可控串联补偿电容器控制角模型及其在静态电压稳定研究中的应用17-22

摘要：提出一个可控串联补偿电容器(TCSC)静态模型,将TCSC基频等值电抗表达为其控制角的显函数并考虑了其自身的功率损耗.将控制角作为状态变量处理,推导了4种典型控制模式下的TCSC牛顿潮流方程并在连续潮流算法中予以实现,并指出恒功率控制、恒电流控制和恒相角差控制中所需的控制参考量由系统基本工况下指定线路补偿度的恒阻抗控制获得.用IEEE 30母线系统进行仿真计算,结果表明该模型具有较高的求解效率及数值稳定性,通过控制角可以方便地获取线路的补偿度.用该模型进行电压稳定分析表明,选择最优的安装位置及合适的控制模式是提高电压稳定性的关键因素.恒阻抗控制对提高电压稳定性的效果是最好的,而不适当的控制模式以及不适当的安装位置则可能导致系统的电压稳定裕度降低.

基于相对增益矩阵原理的柔性交流输电系统控制器交互影响分析23-28

摘要：随着柔性交流输电(FACTS)控制器在电力系统中的广泛应用,FATCS控制器之间可能存在交互影响作用,从而给电力系统的运行和控制带来负面影响.该文介绍了相对增益(RGA)方法的基本原理,并用RGA原理分别研究了含SVC和STATCOM的单机无穷大系统和含2个SVC的两区域四机电力系统中FACTS控制器之间交互影响的强弱,时域仿真结果与RGA原理的分析结果一致,表明了RGA原理分析FACTS控制器之间交互影响作用的可行性和有效性.

配电网开关优化配置的动态规划算法29-34

摘要：开关优化配置模型属非线性、不可微的约束组合优化问题,文中提出该模型求解的动态规划算法.求解中,巧妙地选择开关配置位置及其类型作为动态规划的状态,配置开关设备台数为阶段数,实现动态规划计算.在模型中诠释了动态规划的基本概念,提出可行性准则、对称性准则、有效性准则、优胜劣汰准则、最优性准则等,利用上述准则可大大减少计算量.通过RBTS-BUS6及其他系统的开关优化配置及与免疫算法、遗传算法等的对比分析,验证了该算法的正确性、可行性,显示了算法的优越性.将该方法应用于工程实际,取得了较好的工程效果,为配电网规划和改造提供了有效的分析工具.

新型三相混合不对称九电平逆变器研究35-41

摘要：该文提出了一种混合不对称三相九电平逆变器,这种新型的多电平逆变器将不对称五电平逆变器与传统的两电平全桥逆变器级联在一起而获得的.该文对这种逆变器进行了分析,提出了一种新型混合不对称调制方法,并对单相中每个模块的输出电压的频谱和不对称五电平模块的直流母线电容电压不平衡问题进行了分析.文中进行了瞬时反馈数字控制器的设计,最后给出仿真分析和实验验证结果.

一种基于空间矢量调制的矩阵变换器死区补偿方法42-45

摘要：矩阵变换器的多步换流在换流的每一步之间插入死区时间,所以在换流过程中,输出电压将发生电压损失和畸变,使输出电流谐波含量增高.该文定量分析了矩阵变换器的换流死区效应,并提出了一种基于空间矢量调制的死区补偿方法,通过对有效空间矢量和零矢量进行校正,达到补偿死区效应的目的,实验证明带死区补偿的空间矢量调制方法是有效的.

双向DC-DC变换器的控制模型46-49

摘要：双向DC-DC变换器在不同的功率流向时,存在不同的控制模型.有学者认为,对于能量双向流动的闭环系统,单电压环补偿不能实现闭环稳定工作,而状态反馈可以实现闭环稳定.该文以Buck/Boost双向DC-DC变换器为例构建试验平台,通过双向控制模型的分析,采用PID补偿环节的单电压闭环实现了BDC系统闭环稳定,并进行了试验验证,试验系统的稳定和良好动态性能说明该文分析正确.

可削减直流偏磁集成磁件在DC／DC变换器中的应用50-54

摘要：在开关电源中存储和传递直流功率,会在磁件铁心中产生较大的直流偏磁,限制了磁件铁心利用率和电源性能的提高.该文依据削减和消除直流偏磁的思想,提出一种用于两通道交错并联型Buck变换器的可削减直流偏磁的集成磁件结构,建立了集成磁件的等效磁路和电路模型,分析了集成磁件的交、直流磁通分布及其对变换器动态响应速度、稳态电流纹波和输出电流波形的影响,给出了集成磁件的设计公式,完成了采用这种集成磁件的两通道交错并联型Buck变换器原理样机设计,通过理论分析和实验证明该文提出的可削减直流偏磁的集成磁件结构与现有结构相比具有诸多优点.

新型功率放大器时变滑模控制方案研究55-59

摘要：该文针对一种新型双向Buck逆变器提出了基于时变滑模面的滑模控制策略.该逆变器采用了两组独立对称的双向Buck电路,结合滑模控制策略,实现高性能的交直流信号功率放大.该文给出了电路的工作原理,对时变滑模面方浇程进行数学建模分析,研究了线性时不变和时变滑模面的动态特性、滑模区域存在条件和稳定条件,并对产生正弦波信号的时变滑模控制系统进行了深入分析.滑模控制方案能有效克服系统参变量变化和外部扰动,充分发挥了快速响应和鲁棒性强的优点.功率放大器可以实现交流信号的准确跟踪和放大,输出频率范围可达1000赫兹.通过1千瓦的实验得出结果,证明了分析设计的正确性.

基于数学形态学的数字滤波器设计与分析60-65

摘要：针对电力信号监测中可能遇到的各种干扰,通过数值仿真详细研究了结构元素的形状、幅值和宽度对形态学数字滤波器性能的影响.分析指出,最优结构元素的选取,与干扰的类型和频率、待处理数据序列的采样率等因素密切相关,一般要根据信号和干扰的具体特征,通过数值仿真预先确定.对于宽带干扰的消去,采用余弦型结构元素时滤波效果较好;对于窄带干扰的消去,矩形结构元素的应用特性较佳.随着信号采样频率的增加,结构元素宽度应按线性递增规律选取,以获得较优的滤波特性.这些研究结果为形态学滤波器在电力信号监测和处理中的应用提供了设计依据.

中国电机工程学报杂志发电

煤粉无油二级直接点火燃烧器试验研究及数值模拟66-71

摘要：为掌握煤粉无油二级直接点火燃烧器内部流动、燃烧特征,进行了试验和数值模拟.详细地分析了燃烧器内部速度场、煤粉颗粒浓度场和温度场,结果表明:在燃烧器第一级,其流动特征及煤粉颗粒浓度合理分布有利于加热管道对煤粉颗粒的点燃,点燃过程中加热管道的截面上有3种不同的温度分布;燃烧器第二级内部流动特征有利于气相的混合,第二级的火焰温度比第一级更高.最后把模拟结果同实验数据进行了对比分析.该文的分析结果对于煤粉无油二级直接点火燃烧器的现场运行及其优化设计都有一定的指导作用.

燃煤固体产物中含钙矿物的迁移与多相反应72-78

摘要：燃煤灰渣中含钙矿物的组成和多相反应与灰渣活性密切相关.该文对SBF试验台上煤粉与添加剂混烧后的灰样进行XRD分析,并采用F*A*C*T软件包对煤和添加剂组成的多组分系统进行热力学计算,探讨了不同条件下灰渣中含钙矿物的组成特性.结果表明,燃煤灰渣中含钙矿物主要参与固相反应和固硫反应,固相反应生成的含钙矿物主要包括CaO-SiO2、CaO-Al2O3、CaO-Fe2O3以及CaO-SiO2-Al2O3类矿物.随着CaO含量的增加,灰渣中生成的最主要矿物从莫来石→钙长石→钙黄长石→硅酸二钙过渡.在CaSO4稳定存在的温度范围内,固硫反应比固相反应更易进行;随着温度的升高,CaSO4发生分解或者进一步反应生成硫铝酸钙或硫硅酸钙从而使得钙向硅酸盐矿物迁移.

330MW燃煤机组锅炉炉膛结渣性能的研究79-84

摘要：该文以内蒙古达拉特发电厂3号锅炉为研究对象,针对其炉膛结渣问题,采用炉膛分区段热力计算方法,研究锅炉在设计煤种、高负荷运行时,投用不同层燃烧器和燃煤量,得出9种较为符合实际运行并可减轻结渣的燃烧工况;分析锅炉高负荷运行时改变煤种,投用一、三层燃烧器,每层依次投入总煤量的70%、30%时,各区段烟温和炉膛断面热负荷的分布情况.两种计算结果显示:达拉特发电厂燃用煤基本为严重结渣煤,容易引起炉膛、折焰角、过热器等处结渣.并采用了RTSQ综合判别法对达拉特发电厂16种煤进行了研究.结果表明:达拉特发电厂燃用煤与B&WB1025t/h锅炉炉型不匹配,引起炉膛多处结渣,最后提出了减轻结渣程度的设计与运行措施.

活化器内液滴捕捉颗粒过程的数值模拟85-89

摘要：为模拟活化器内液滴对颗粒的捕捉过程,对离散相采用同时跟踪技术,在Euler/Lagrangian坐标系下建立了液滴捕捉颗粒的概率模型,液滴对颗粒的捕捉通过单元捕捉概率来判断.预报了颗粒的浓度场分布及液滴、颗粒和气相场的速度矢量分布.模拟结果表明由于小粒径颗粒跟随流线能力较强及与液滴碰撞面积较小,其捕捉效率比大粒径颗粒要低;在雾化喷嘴出口附近由于相间速差较大,颗粒单元捕捉概率较大.依据模拟结果,对颗粒被捕捉的动力学机理进行了分析.

采用模拟退火算法的Elman网络及在热工过程建模中的应用90-94

摘要：文中采用了模拟退火算法对Elman网络的前馈和反馈权值进行优化,避免了其陷入局部最小值,在网络的训练过程中无需人为的反复调整反馈权植,并将其应用于建立热工过程的非线性模型.仿真研究表明,无需复杂的网络结构,采用SA算法的Elman网络模型能够很好的适配热工过程对象,并有较好的泛化能力.

中国电机工程学报杂志电工电机

双绕组交直流发电机直流侧突然短路分析95-100

摘要：根据3/12相双绕组发电机的基本磁链方程和电压方程以及等效电路,该文建立了双绕组发电机交流侧带负载时直流侧突然短路的基本电压方程;通过进行适当的近似,用解析的方法分析了突然短路的过渡过程,给出了定转子时间常数的简明表达式和整流绕组交流侧的短路电流表达式以及直流侧最大短路电流的近似计算公式.在此基础上,研究了交流负载对直流侧短路电流的影响并给出了相应的物理解释.模拟试验结果表明:交流侧负载的大小对直流侧短路电流有较大的影响,而功率因数对直流侧短路电流的影响很小,验证了理论分析的准确性.