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中国电机工程学报 2005年第16期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力系统

含统一潮流控制器装置的电力系统动态混合仿真接口算法研究1-7

摘要：提出了一种新的含UPFC装置的电力系统动态混合仿真接口算法,算法中对UPFC采用动态相量建模,对电力系统网络则采用成熟的机电暂态仿真.仿真中UPFC并联侧采用定交流母线电压控制和定直流电容电压控制,串联侧采用定线路潮流控制.文中推导了UPFC的动态相量模型,讨论了与网络机电暂态模型的接口算法.研究分析和算例仿真表明:使用动态相量建模可精确地仿真UPFC的电磁暂态(EMT)过程,且仿真速度快;文中所提混合仿真方案能保证较快的仿真速度和优良的仿真精度,具有较好的收敛性,且可用于含UPFC等FACTS装置的系统发生不对称故障时的暂态稳定分析.

多馈入高压直流输电系统的分散协调控制研究8-12

摘要：为了提高多馈入直流输电系统的稳定性,该文采用可选择控制结构的部分输出量反馈最优分散协调控制算法设计出了以全系统动态最优为目标的分散协调直流附加控制器,并在设计步骤中引入模态可控程度与模态可观测程度的概念来优选控制器安装地点以及控制反馈信号,从而最大程度地发挥了该控制算法可选择控制结构的特点.算例仿真分析显示了所设计控制器在协调作用下对系统多个振荡模态的良好阻尼效果,证明了该协调控制器设计方法的有效性.

一种新的分相控制式三相电流型五电平逆变器13-16

摘要：在一个三相直接式多电平电流型逆变器(CSI)中利用PWM技术来消除输出电流谐波是非常困难的.文中提出了一类新的三相分相控制式电流型5电平逆变器拓扑.这类拓扑通过三相星形负载的中性线进行解耦,逆变器的每相都可以独立控制,因此可以将多电平PWM技术应用到该类逆变器以减小输出电流谐波.文中给出了一种多载波PWM技术的数字化实现方案.文中以单相逆变器单元为例介绍了三相5电平逆变器的工作原理.最后建立了一个三相分相式5电平CSI的实验系统,验证了文中的结论.随着超导储能系统技术的发展及其应用,电流型多电平变流器将具有广泛的应用前景.

零电压开关PWM全桥三电平变换器17-22

摘要：该文针对全桥三电平变换器提出了一种新的控制--斩波加移相控制,引入了飞跨电容和钳位二极管,使全桥三电平变换器可以工作在三电平模式和两电平模式,同时实现所有开关管的零电压开关,从而使变换器适应宽范围输入电压的要求,并保持较高的变换效率.由于开关管的电压应力只有输入电压的一半,使该变换器非常适合高压输入的场合.此外,全桥三电平变换器输出滤波电感比传统全桥变换器大大减小,副边整流二极管的电压应力得到了降低.由于变换器的输入电流纹波很小,输入滤波器也得到了减小.该文详细分析全桥三电平变换器在该控制策略下的工作原理,讨论参数设计,并且给出实验结果.

快速电磁推力机构的动态特性仿真与优化设计23-29

摘要：基于电磁推力机构的快速开关,在电力系统故障限流、电能质量、相控开关等领域应用前景广阔.给出了一种基于时间和位移双层循环的离散迭代算法,该算法可用于电磁推力机构的仿真分析和综合优化设计.通过仿真详细研究了不同的结构参数对电磁推力机构动态特性的影响,并给出了一般性的优化设计指导原则.提出采用一种机械弹簧式双稳保持结构,并利用优化分析的参数在算例中计算触头的关合过程,其合闸时间可达到0.23ms.

应用复小波变换抑制GIS局部放电信号中白噪声干扰的研究30-34

摘要：由于GIS局部放电超高频检测中不可避免的会遇到白噪声干扰,且现有抑制白噪声的方法有许多不足之处.文中根据白噪声干扰的特点,构造了Daubechie's系列复小波,通过复小波变换的简单信息和复合信息,对染有白噪声的仿真信号和实测信号进行去噪研究.结果证明:综合运用复小波变换的简单信息与构成的复合信息,能更有效地抑制GIS局部放电超高频信号中的白噪声干扰.

基于组合决策树的油浸式电力变压器故障诊断35-41

摘要：提出了一种利用属于模式识别范畴的决策树C4.5法进行变压器故障诊断的方法.由于C4.5方法可方便地处理连续特征模式且有从样本学习判定规则的功能,因此应用中显示了该方法对于变压器故障诊断的适用性.在讨论变压器故障空间的基础上,针对已积累的故障变压器的大量油中溶解气体等数据,考察了各类故障的特征偏置,并在此基础上构造出组合决策树诊断模型,实现了变压器故障由粗到细的逐级划分,有利于提高诊断的准确性.实例表明该模型的有效性.

基于广义生长-剪枝径向基函数神经网络的谐波源建模42-46

摘要：采用广义生长-剪枝RBF神经网络建立稳态频域的谐波源模型.在该模型中,各次谐波电流的幅值和相角与各次谐波电压的幅值和相角以及负荷特征参数的非线性映射关系通过一种新颖的广义生长-剪枝RBF网络进行建模.该网络的学习算法是串行的,可以进行动态建模.算例计算表明,该模型具有训练时间少、精度高、可动态建模等优点,是谐波源建模的有效方法

一种新的电压型PWM整流器直接功率控制策略47-52

摘要：该文通过电压型PWM整流器的数学模型,分析了现行直接功率控制(DPC)系统的原理及性能.由于DPC系统功率内环采用一个开关表同时控制瞬时有功功率和无功功率,导致暂态过程中功率、直流电压出现了较大的波动;同时,在负载电流扰动时会产生较大的直流动态压降.对此,提出了交替采用有功功率开关表和无功功率开关表的双开关表控制新策略,可提高系统的动、静性能;同时,在负载电流扰动时,通过负载电流反馈控制双开关表转换信号的占空比,可减少直流动态压降或消除稳态直流压降.仿真和实验结果,证实了双开关表控制策略的可行性.

基于免疫聚类径向基函数网络模型的短期负荷预测53-56

摘要：提出了一种免疫聚类径向基函数神经网络(ICRBFNN)模型来预测电力系统短期负荷.在ICRBFNN的设计中,根据共生进化和免疫规划原理,提出了共生进化免疫规划聚类算法,该算法可以自动确定RBF网络隐层中心的数量和位置,并采用递推最小二乘法确定网络输出层的权值.对华东某市进行的电力系统短期负荷预测表明,与传统的径向基函数神经网络(RBFNN)预测方法相比,ICRBFNN方法具有更高的预测精度和更短的训练时间.

交流励磁变速恒频风力发电系统控制策略的仿真研究57-62

摘要：介绍了交流励磁变速恒频(Variable Speed Constant Frequency,VSCF)风力发电系统运行的基本原理及发电机的定子磁链定向矢量控制技术.在此基础上,以Matlab/Simulink为工具,建立了系统仿真模型,进行了发电机空载运行、并网、有功、无功功率独立调节、最大风能捕获运行等工况的仿真研究,仿真结果证明理论分析正确,对系统的实验研究具有一定的理论指导意义.

用三维有限元方法研究影响框架断路器电动斥力的因素63-67

摘要：触头系统上电动斥力的计算对框架断路器(ACB)的设计有重要意义.为克服传统定性分析的缺点,提出一种定量分析的方法来研究影响框架断路器电动斥力的因素.该方法基于电流-磁场-电动斥力之间的方程,并考虑了铁磁物质的影响,应用三维有限元分析,首先研究了框架断路器通过恒定电流各动触头片电动斥力的大小及分布特点,然后分析了动触头并联支路数及转轴位置对电动斥力的影响,同时还研究了软联接对电动斥力的影响.计算结果可为ACB新触头系统的设计提供参考.

基于PREISACH理论的电流互感器建模研究68-72

摘要：提出了一种新型电流互感器(CT)数字化模型.该模型由CT电磁感应方程和基于Preisach理论的新型铁心磁化模型组成:基于Priesach理论的WIPING-OUT特性,提出了确定铁心运行所在磁化曲线的方法,并在新坐标系下分离Preisach函数的变量,得到了不同情况下铁心磁通密度的计算方法,由此建立了铁心磁化模型;提出了一种新的寻解算法,通过该算法将铁心磁化模型同CT电磁感应方程相耦合,建立了CT数字化模型.该模型只需极限磁滞回环下降支、一次电流和二次负荷等少量易被直接测得的参数,即可较准确地仿真铁心内部磁化过程,具有实现简便,仿真精度高等特点.采用文中CT模型对保护CT的饱和特性进行了仿真研究,仿真结果和实测数据的比较验证了模型的有效性.

基于图像处理技术的表盘指针角度识别研究73-78

摘要：论文论述了变电站设备表盘指针角度识别的数字图像处理和图像识别的实现过程.给出了远程数字视频监控与识别系统的组成.分析并研究了可用于指针图像处理的图像分割、图像滤波及图像的膨胀细化等运算方法.提出了一种新的适合实际运行设备的指针角度识别方法一同心圆环搜索法,该算法的计算简单,实时性好,识别误差小.经过大量不同条件的实验,证明这种算法对于指针角度的识别是十分有效的.

电气化铁道牵引负载谐波分布特征与概率模型研究79-83

摘要：电气化铁道牵引负载是电力系统中主要谐波源之一.由于电气化铁道牵引负载受线路条件等多种因素影响而波动剧烈,因此产生的谐波也具有随机波动性.该文基于大量牵引负载谐波实测数据,对牵引负载谐波的分布特征进行了分析,并采用最佳平方逼近法对牵引负载谐波概率密度函数进行了曲线拟合,得到了牵引负载谐波的概率模型.误差分析说明得到的牵引负载谐波概率模型是准确的.建立牵引负载谐波分布模型将对分析和研究牵引负载谐波起到关键帮助作用.

中国电机工程学报杂志发电

乙烷预混火焰多环芳烃生成动力学模拟84-89

摘要：随着环保标准要求的不断提高,燃烧过程中生成的多环芳烃(PAHs)越来越受到人们的关注.在通过对PAHs气相反应模型分析的基础上,运用详细的化学反应动力学机理,计算了常压下乙烷层流火焰中多环芳烃的生成浓度,计算预测值同实验值吻合得比较好.同时,运用敏感性分析的方法,找出了形成苯的最主要的反应,发现影响苯生成的反应在距出口约0.15cm的地方影响最明显,之后又逐渐平缓.通过不同燃烧当量比的敏感性分析比较发现,影响苯生成的最主要基元反应没有发生变化,但每个反应所起到的作用发生了明显的变化,表现为原来促成苯生成的基元反应随着燃烧当量比的增加,促成苯生成的作用在减弱,原来抑制苯生成的基元反应,其抑制作用进一步增强.通过对影响A1～A4生成最主要反应的净产率比较发现,反应净产率变化最大的地方基本集中在火焰出口0.15～0.4cm的反应区域内.

超临界变压运行直流锅炉内螺纹管螺旋管圈水冷壁的传热特性研究90-95

摘要：在压力9～28MPa,质量流速600～1200kg/(m2s),内壁热负荷200～500kW/m2的工况范围内,研究了φ38.1×7.5mm倾斜上升内螺纹管(倾角α=19.5°)中水的传热特性.试验结果表明:在亚临界压力区,内螺纹管传热强化作用明显,有效地抑制了膜态沸腾的发生,但在近临界压力区此传热强化作用有所减弱.超临界压力区拟临界温度附近,内螺纹管内壁面与流体之间的温差较之前有所增加,但是此增幅远没有亚临界压力区发生传热后的壁温飞升幅度大.随着系统压力接近临界压力,拟临界点附近管壁与工质的温差显著增加.在超临界压力区,不同的质量流速与热负荷比例下,在大比热区内螺纹管内流体传热可能被强化也可能被恶化.在超临界压力下,由于螺旋内槽的旋流作用减弱了自然对流的影响,倾斜上升内螺纹管内壁温度的周向分布比较均匀.在高焓值区内螺纹管的周向最大温差只有10℃左右.文中提出了在考虑大比热区工质物性剧烈变化对传热影响的情况下,倾斜上升内螺纹管项部内壁传热系数的试验关联式.

用多重蒙特卡罗算法研究超细微颗粒物同时发生的凝并和破碎96-101

摘要：超细微颗粒物的尺度分布由通用动力学方程(GDE)描述,该文发展了求解同时考虑凝并和破碎的GDE的一种多重Monte Carlo(MMC)算法,该算法可以抛弃当前MonteCarlo算法中广泛采用的'子系统'的概念,引入了加权的'虚拟颗粒'的概念,且基于时间驱动,模拟过程中保持虚拟颗粒数目和计算区域体积不变.首先详细描述了MMC算法,包括时间步长的确定方法、同时处理凝并和破碎的方案、凝并和破碎事件发生的判断准则、凝并伙伴的确定、处理凝并和破碎事件的后果时保持虚拟颗粒数目恒定的方法等;然后利用MMC算法对几种特殊工况进行了数值模拟,模拟结果与理论值符合很好,验证了MMC算法的计算精度,且该算法具有较小的计算代价.