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摘要:研究了由区域电网间互联形成的互联电网动态稳定性的特点、低频振荡产生的原因,提出了互联系统动态稳定性的控制策略,并提出以下结论:励磁系统中自动电压调节器的负阻尼作用仍然是互联电网发生低频振荡的主要原因;PSS已被证明是阻尼低频振荡的最有效、经济的装置,对本地振荡模式和区域间振荡模式均有很好的效果;直流调制、可控串补及可控静补对改善系统阻尼可有重要作用,今后应对这些领域进行更多的研究。
摘要:引入主从递阶决策概念,建立了一种适合于大面积停电后分布式恢复的主从递阶决策模型。该模型包括主从递阶恢复决策结构和基于承诺与约定的主从递阶决策模型。通过自下而上的可行性检验与自上而下的目标优化,限制问题的求解规模,避免了对大规模系统直接求解的困难。针对主从递阶决策问题的优化求解,提出基于回溯算法的优化方法。山东电网的仿真结果表明,该方法充分考虑了电力系统分层递阶调度的特点,能满足大规模电力系统大面积停电后分层分区恢复协调调度决策的要求。
摘要:针对单输入非线性控制系统,提出了一种目标全息反馈的非线性控制设计方法(NCOHF),以解决非线性控制系统的多目标控制问题。该方法可将非线性控制系统的多目标控制问题转化到线性空间中,并均舟性能指标中得到约束。从而控制规律包含全部控制目标的反馈信息,形成目标全息反馈的思想。将这种设计思想运用于发电机非线性励磁控制设计中。分别设计得出2种均以机端电压、有功功率和角速度为控制目标的目标全息反馈非线性励磁控制规律(NECOHF)。仿真结果表明:这2种控制规律不仅能有效地镇定发电机的机械振荡,改善系统的稳定性,而且能很好地解决发电机输出特性的控制精度问题。
摘要:从公共品角度分析了传统管制下可靠性资源配置由于电力企业的垄断地位和缺乏用户参与产生的低效率问题。为了提高配置效率,提出在用户和电力企业之间建立委托一关系,从信息角度分析激励合同中关键参数设定问题及这些参数对电力企业努力水平的影响程度,并针对方的决策行为、委托方参与问题及多次动态合同关系进行了模型化分析。算例分析表明,用户可以根据电力企业不同的信息状态和风险态度设立不同的激励合同,从而引导电力企业在获得最大收益的同时,维持和保证电力系统趋向最优可靠性配置水平,论证了该机制能充分揭示可靠性的需求信息,促进可靠性资源的优化配置。
摘要:输电线路发生接地故障时,可能因零序电压不满足灵敏度要求,而导致零序方向元件误动或者拒动。针对上述问题,本文通过分析零序电压和故障相电压之间的相位关系,提出了一种新的基于故障类型的方向元件。当零序电压低于门槛值时,依据选相结果,该元件采用保护安装处故障前的故障相电压代替零序电压,进行零序功率方向判别。经现场故障数据验证,该元件正确、可靠,已应用于750kV线路微机保护装置。
摘要:泛化的信息熵目前已在数据挖掘、信号识别和故障诊断等领域得到了广泛有效的应用。小波熵是一种典型的泛化熵测度,其在电力系统故障检测和识别中的应用具有巨大的潜力。探索各类小波熵算法的机理及其所揭示的电力系统现象本质是进一步开拓其应用的前提。对于小波熵算法之一的小波奇异熵,该文在研究小波变换、奇异值分解及信息熵理论的基础上,分析了其应用原理和本质。基于对小波奇异熵的研究,将其应用于高压输电线路的故障相识别,并提出了基于故障暂态的故障选相判据和方案。基于PSCAD/EMTDC的故障仿真结果表明:该故障选相方案能快速准确地识别各类故障,并且不易受到故障时刻、过渡电阻、故障位置等因素的影响,具有较好的适应性。
摘要:为有效利用故障暂态量中含有的丰富故障信息,需要对其在输电系统上的传播特性进行深入的分析。为此从输电系统的频域模型着手,全面分析了输电线路、母线和阻波器的频率特性,指出母线对地等效电容和阻波器的阻抗显著地不等于线路的特性阻抗,由此提出“线路边界”的概念。通过对线路边界的透、反射系数的进一步分析发现:暂态信号的高频段(特别是阻塞频带)穿越线路边界时将大为衰减,而低频段(1-10kHz)儿乎不衰减;为弱化线路的传输影响而突出线路边界的作用,宜选用100kHz以下的信号分量。文中的分析结果对其他行波或暂态量的应用研究具有参考价值。
摘要:提出了一种用于电压稳定性分析的支路型故障筛选和排序的快速算法,该方法分为4个阶段:①依据正常运行状态下的潮流解从所有预想事故中筛选出严重事故;②通过分析线路被置换后系统雅克比矩阵的最小奇异值.从所筛选出的事故中再次筛选出更严重的事故;③在指定的负荷水平下解潮流方程,从第二次筛选出的事故中再次筛选出最严重的事故;④对每个最严重的事故进行1次潮流计算,估计其最大负荷能力。通过New-England39节点系统和IEEE118节点系统算例表明,此算法计算量少,简单有效,易于实现。
摘要:电流型PWM变流器(PWM—CSC)因其良好的功率因数和直流电流源特性,可望在某些场合取代产生大量谐波的二极管或晶闸管相控整流装置,但是,PWM-CSC本身的强耦合非线性特性,使得变流器常采用复杂的直接电流控制策略,实现功率因数可调和能量回馈非常困难。提出一种基于dp坐标系的间接电流控制方法,该方法将变流器的直流输出作为网侧电流有功分量的给定值,通过此给定值和tgφ乘积调节无功电流的大小,然后利用PWM—CSC交流侧电流的离散方程,求出当前变流器的控制量,间接控制变流器的网侧电流,从而控制了变流器的有功功率和无功功率,实现了变流器的可调功率因数和能量回馈。论文最后对变流器的稳定运行范围进行了讨论,得出变流器提供的无功功率受有功功率限制的结论。
摘要:设计并实现了一种小型的用于分布式发电系统的功率调节系统。主电路采用推挽正激变换器和双降压式逆变器。传统的并网逆变器输出端采用工频变压器,体积重量大,成本高。该文采用高频隔离的逆变器,消除了输出端的工频变压器。传统的桥式逆变电路存在桥臂直通问题,该文将双降压式逆变器用于并网发电场合,提高了可靠性及效率。半周期调制方式减小了器件的开关损耗,以及功率场效应管的导通损耗。以往的文献对并网逆变器的分析侧重于单独工作模式或者并网模式,较少涉及到独立工作和并网工作切换过程的分析。该文分析了双模式运行的逆变器的切换过程。采用TMS320F240DSP芯片实现数字锁相同步,实现并网和独立控制的逻辑和基准切换。一个500VA的实验样机证明了方案的可行性。
摘要:研究了一种基于周期控制的逆变器全数字锁相环的建模和参数设计。传统过零鉴相锁相环虽然实现简单,但同步信号在含有谐波、毛刺情况下会存在多个过零点,以致锁相失败。为了解决这一问题,该文提出了基于离散傅里叶变换鉴相的全数字锁相环。离散傅里叶变换可以从任意信号中抽取基准频率倍频次信号的相位、频率和幅值,可以解决谐波对外同步信号的影响,从而实现周期控制锁相环对谐波的识别。该文给出了其数字域模型和参数设计方法,仿真和实验证实了该方法的可行性。
摘要:为了实现一种结构简单,控制方便,高效率,高功率密度的逆变器的应用,该文提出一种适合于直流环节谐振逆变器的SVPWM的数字控制策略,使每个开关周期只需要一次谐振网络的谐振就可以实现逆变桥的三个桥臂开关管的ZVS,大大减少了谐振网络的工作次数,这对减少开关损耗,提高开关频率,提高直流母线电压利用率都有很大的好处。归纳出新型SVPWM的发生逻辑并采用FPGA产生所需的SVPWM驱动脉冲以减小DSP的计算时间开销。此新型数字控制策略与传统的数字空间矢量控制之间接口非常方便,传统SVPWM的输出可作为FPGA的输入,从而可保留传统SVPWM的控制算法部分。仿真波形和实验结果验证了新型空间矢量PWM算法的正确性和可行性。
摘要:在深入分析滤波器对系统物理本质影响的基础上,选取了适当的滤波器结构,归纳、总结和完善了矩阵变换器输入滤波器的设计原则。提出一种输入滤波器的多目标优化设计方法。该方法以确保系统稳定、谐波总畸变率低、避免开关频率谐波电流造成滤波器谐振为约束,以工程费用、基频压降、基频相移、功率稳定裕量和阻尼电阻功耗为目标。从矩阵变换器系统稳态数学模型出发,推导出各项性能指标及约束条件的解析表达式。提出采用基于Pareto最优的非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),并对此算法的约束处理作了改进。开发了通用的基于Pareto最优的输入滤波器的多目标优化算法软件,给出了具体优化实例。并对优化结果进行了分析。
摘要:载波相移PWM技术应用于级联型多电平变频器可以在较低的器件开关频率下实现较高开关频率的效果,从而提高其输出性能,但是不同的载波相移角度,输出性能并不完全一样,因此对载波相移PWM技术的相移角度同级联型多电平变频器输出性能进行了研究。该文通过数学推导和理论分析,得出载波移相180°/N和360°/N两种移相方式的输出性能同级联数目的奇偶数有关,当级联数目为奇数时,两者输出性能相差不大,但当级联数日为偶数时,两者的输出电压电平数,等效开关频率及谐波范围均不一样,载波移相180°/N方式比360°/N移相方式优,更适合工程应用。最后通过大量的仿真和实验验证了理论分析及相关结论的正确性。
摘要:将IGCT串联技术应用于中性点箝位型三电平高压大功率变频器,研究了变频器直流环节(包括限流电感、箝位电容及限流电阻)对变频器安全运行的影响。通过分析三电平结构的开关暂态过程,建立了变频器暂态开关数学模型,并设计了直流环节部分的限流电抗。在综合考虑三电平的开关过程、直流限流电感的大小及IGCT过压能力的基础上,研究了直流筘位电容对变频器逆变侧持续性直流电压的影响,并推导了直流箝位电容及限流电阻的设计要求。基于PDPWM调制方式,分析了限流电阻对死区时间、最小脉宽及开关频率对开通及关断di/dt的影响,并基于IGCT5SHX 14H4502文中设计了6kV、2.5MW二极管筘位型三电平中压变频器直流环节,并通过了6kV高压试验的检验,仿真结果验证了所选参数的有效性。
摘要:提出了一种具有功率因数校正、滤除谐波电流和抑制谐波谐振的电力系统综合补偿系统电路结构并将其成功应用于实际工程。无源支路在补偿无功功率的同时还可以滤除因非线性负载产生的特征谐波电流。为了抑制无源支路跟电网等效电感产生的谐振以及改善无源滤波器的滤波性能,系统中采用了谐振注入式有源滤波拓扑。论文对综合补偿系统的稳态补偿性能进行了详细的分析,并给出了系统的现场运行结果。理论分析和系统的现场运行结果证明了综合补偿系统的有效性和可行性。
摘要:提出了一种基于偏最小二乘回归的系统谐波阻抗及用户谐波发射水平的估计方法。利用在公共连接点同步测量得到的谐波电压和谐波电流信号,通过偏最小二乘回归算法求解回归系数;对测量数据信息进行分解和筛选,提取对因变量解释性最强的综合变量,辩识系统中的信息与噪声,从而更好地克服变量相关性在系统建模中的不良作用。由回归系数映射出系统谐波阻抗,并跟踪计算用户的谐波发射水平。通过仿真分析以及实际工程实测数据的分析验证了该方法的有效性。