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摘要:采用广域信息可有效地提高大型互联系统的动态性能。由于距离远,信号传输的时间延迟不可忽略,而时延的存在对电力系统稳定器(PSS)的性能有很大的影响。该文提出了一种考虑时延影响设计PSS的方法。该方法根据留数矩阵确定PSS控制回路;采用Pade逼近法近似时间延迟,并写成状态空间形式,与PSS一同形成了时延控制器,同时使系统变为不显含时延项的控制系统;再应用进化策略整定PSS参数。文章以4机系统为例,比较了考虑时延与不考虑时延设计的PSS的性能,说明了该方法的有效性。
摘要:同步相量测量单元(PMU)在电力系统中的广泛应用为基于广域测量系统(WAMS)的广域控制提供了实现条件。由于远方反馈信息的不健全和时滞影响,基于广域信息的闭环电力系统将是一个时滞非线性系统。针对这种时滞非线性系统,结合逆系统理论和鲁棒凡控制理论,提出不健全广域信息下考虑时滞影响的非线性鲁棒综合控制器的设计方法。首先,应用逆系统方法将强非线性电力系统进行线性化,然后,根据广域信息的不确定性,推导具有干扰输入的时滞线性系统模型,最后,应用线性矩阵不等式(LMI)理论设计该线性系统的鲁棒反馈控制律,进而得到原非线性电力系统的最终控制规律。时域仿真结果表明,当考虑广域信息的不健全和时滞影响时,非线性鲁棒综合控制器仍具有较小的系统过渡时间、振荡次数及振荡幅度,能大幅度增加系统的故障临界切除时间。
摘要:特高压直流输电在国内外均没有设计、建设和运行经验。根据我国云广±800kV特高压直流工程建设的需要,该文以5种不同结构型式的超、特高压直流复合绝缘子短样为试品,在人工雾室试验研究了试品的人工污闪特性,分析了试品绝缘子污闪电压与盐密、气压的关系。结果表明,直流复合绝缘子短样污闪电压(Uf)的污秽程度影响特征指数(α)与伞裙结构和材质有关,其值为0.25-0.3,小于瓷和玻璃绝缘子绝缘子,即坼受污秽程度的影响较小,在污秽严重地区,复合绝缘子具有优势:坼的气压影响特征指数n与绝缘子材质、结构、污秽程度等有关,对于直流复合绝缘子,n值为0.5-0.8,大于瓷绝缘子,在高海拔地区,复合绝缘子不具有优势。根据该文试验结果,采用样品绝缘子E,±800kV特高压直流输电线路在轻污秽、海拔1000m及以下地区的基本电弧距离应不小于8.16m,爬电距离应不小于30.2m。
摘要:电力系统全停电后的黑启动恢复问题是电力系统安全防御的重要课题,合理的网络重构策略对于快速建立输电网架、全面恢复负荷具有重要意义。该文提出了一种基于节点重要度评价的骨架网络重构策略,该策略采用节点收缩后的网络凝聚度定量评价网络中电源和负荷的重要性。在此基础上,以结合网络结构和运行质量的综合评价指标——网络重构效率来全面、客观地衡量重构效果。进一步采用离散粒子群优化算法实现的骨架网络重构,能够有效地减轻重构负担。应用实例证明,该策略给出的重构方案能够有效应对系统恢复过程中的不确定性,保证系统大停电后的顺利恢复。
摘要:用短时傅里叶变换作为时频信号分析工具,研究在电压暂降扰动下暂降电压幅值检测、扰动时间定位和扰动源识别问题。提出利用暂降后电压信号的基频幅值曲线检测暂降电压幅值,利用暂降发生和结束时产生的高频信号对电压暂降扰动时间定位的方法,并提出根据基频幅值和扰动点个数来识别电压暂降扰动源的方法,该方法可以有效区分由短路故障引起的电压暂降和由感应电机启动引起的电压暂降。仿真试验结果表明该方法对电压暂降扰动检测精度高,同时比以往基于小波变换的方法在抵御谐波和噪声干扰方面更具有优越性。
摘要:提出了最优协调电压紧急控制新模型,新模型考虑了负荷动态以及控制的连续/离散特性,在紧急情况下能够从全局意义上协调位于不同地理位置的各种不同类型的控制,以保持系统电压稳定,防止电压崩溃。电压稳定的性能指标采用负荷母线电压偏差的积分形式。基于最优控制原理中的变分原理,严格推导了性能指标相对控制的灵敏度。该灵敏度可以通过准稳态快速时域仿真计算得到,因而可将复杂的、难于处理的最优协调电压紧急控制模型转换为易于处理的混合整数线性规划问题。在新英格兰测试电力系统上的算例研究验证了该模型及其求解算法的有效性。
摘要:研究了UPFC控制传输线路潮流能力,通过对系统功率平衡及UPFC的潮流控制特性分析,在三维空间中绘出了UPFC各部分的功率运行曲面,为有效选取UPFC各部分的功率容量和判断潮流控制方案的可行性提供了一个直观的手段,说明了在UPFC中采用交叉耦合控制的可行性。利用串联变换器注入传输线路电压的d轴分量控制传输线路上的无功潮流,用q轴分量控制传输线路上的有功潮流。控制系统设计中利用频率特性法得到了功率环PI调节器的参数。实验结果表明采用文中所述的控制策略能够使UPFC有良好的潮流调节性能。
摘要:分析了超、特高压输电线路发生单相瞬时性及永久性接地故障时断开相电压的形成机理,指出瞬时性单相接地故障时断开相计算电压与两健全相电压和沿线变化规律的相似程度远大于永久性接地故障时的相似程度,并在此基础上,提出利用改进型相关法的故障性质识别新判据。该判据综合考虑了断开相计算电压与两健全相电压和的幅值与相位的相似性,使瞬时性故障时的相关系数大于永久性故障时的相关系数。该判据实现简单,高阻接地时仍具有较高灵敏度,且受线路长度、负荷电流及故障距离的影响很小,适用于不带并联电抗器的超、特高压输电线路。大量仿真实验验证了所得结论的正确性。
摘要:传统的行波差动保护无法应用于带并联电抗器特/超高压输电线路,为此给出了一种新的行波差流表达式,并据此提出一种具有轻微比例制动特性的行波差动保护实用方案。该方案能够有效地躲过各种运行工况和区外故障引起的暂态不平衡差流,同时在区内高阻故障时能够保持很高的灵敏度。理论及EMTP仿真计算表明:该方法灵敏度高,动作速度快,对装置采样和通讯速率没有过高的要求,能够在现有技术条件下实现,具有较高的实用价值。
摘要:针对现有电力电子电路故障诊断方法存在的不足,研究了采用高阶谱分析和支持向量机(support vector machine,简称SVM)的电力电子电路故障诊断和定位方法。首先利用高阶谱中的双谱技术分析、处理和提取电路状态的故障信息特征;然后设计和采用多类层次支持向量机分类器作为故障模式的训练和识别器,其中,分类器的结构利用模糊C-均值算法(fuzzyC-means,简称FCM)进行了优化;最后采用一个实际的Buck功率电路进行了建模、仿真和验证。结果表明,采用该方法对电力电子电路故障的诊断和定位率可达99%以上,达到了较为理想的诊断精度。
摘要:由于金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)存在开关速度快、驱动容易等特点,故在变流电路中大量使用,但由此而产生的电磁干扰也越来越严重。驱动电路作为功率单元与控制电路的接口,其性能对电磁干扰的影响十分重要。该文在对MOSFET开关暂态过程进行详细地分析后,提出一种新的驱动电路,该驱动电路在不影响开关速度的情况下可以减小电磁干扰及开关损耗,而且该驱动电路与传统驱动电路相比仅需增加几个额外的低压器件,易于实现。文中最后给出了三阶驱动电路与其它几种不同驱动电路开通与关断时的电压电流波形及相应的传导发射。实验结果表明该驱动电路电磁干扰小,功率损耗低,开关速度快,无电压及电流的过冲现象,实现了驱动电路的优化。
摘要:从小干扰稳定性分析中的特征值分析方法出发,利用右特征向量的特征和发电机功角特性分析了局部振荡模式引起区间联络线上大功率振荡的机理。指出局部振荡模式的特征值随着运行工况的变化而变化,从而各机组该模式的右特征向量之间的关系也发生变化,当局部振荡模式所在联络线的那一侧的所有发电机的功率增量和出现较大数值时,则在该区间联络线上发生较大的功率振荡。以实际发生的功率振荡为具体实例,从小干扰稳定和时域稳定计算上证明了这种机理的存在,并提出了相应的分析方法及改善措施。
摘要:可靠地判别断路器合闸时输电线路是否有故障,是超高速保护实用化必须解决的一个棘手问题。文中指出,可将其归结为空载合闸于故障线路的识别问题。合闸于正常线路与故障线路存在时域、频域的特征差异:一方面,初始前、反行波到达保护安装处的时间间隔和它们之间的极性关系都明显不同,并特别分析了三相系统中模量前、反行波的极性关系与单相系统中的极性关系并不完全一致;另一方面,合闸后暂态电压中自振荡频率的含量也显著不同。据此,提出合闸于故障线路的识别原理及其利用小波变换的实用算法,大量ATP仿真表明该识别原理可行、算法快速可靠,将有助于进一步提高超高速保护的性能。
摘要:提出一种三相四线并联有源电力滤波器(APF)主电路统一的拓扑结构,三桥臂电容中分拓扑和四桥臂拓扑都是该拓扑结构的一个特例。建立了三相四线并联APF统一的数学模型和性能评价指标体系。在此基础上,文中分析了三相四线并联APF应用电流滞环控制策略时的性能,得出了各桥臂输出电流相互干扰的机理,并对两种电流滞环控制进行了比较,通过具体的仿真计算验证了所得到的结论。该文的理论推导和所得结论为改善三相四线并联APF应用电流滞环控制时的性能提供了较好的理论基础。
摘要:三电平NPCPWM整流技术中一个重要的问题是中点电位的波动问题。该文首先建立了αβo坐标系下中点电位波动的数学模型,揭示了控制输入的0轴分量(即零序电压分量),作为一个控制自由度,对中点电位的影响。并提出了一种完全消除中点电位波动的控制方法,通过理论分析,所需零序电压的准确解析计算方法,以及中点电位平衡控制的内在规律被给出。另外,为了得到三相调制电压的符号,文中提出了一种符号滞后判断方法,证明了上述控制方法的实时性。最后,通过系统的仿真,验证了理论分析的正确性,以及该控制方法的优异性能。
摘要:研究了具有载波交叠特性的PWM方法在飞跨电容多电平逆变器中的应用。载波交叠PWM方法具有优化开关利用率,使得开关损耗平均化的特性。经过详细分析,推出在飞跨电容型多电平逆变器中载波交叠特性不能导致飞跨电容的电压平衡。为了应用载波交叠特性,该文提出一种能保证飞跨电容电压平衡的新型PWM方法,并通过实验证明新型PWM方法在三电平飞跨电容型逆变器中的有效性。
摘要:多电平直流变换器利用飞跨电容使得输入电压在串连的各开关管之间均分,以降低开关管的电压应力。但该变换器是一个多输入多输出,强耦合的非线性系统。该文建立了多电平Buck变换器的小信号模型,并采用一种新提出的控制方法将该变换器解耦成多个单输入单输出系统,然后进行控制闭环的设计。论文采用三电平Buck变换器进行了实验验证。实验结果表明,所建立的小信号模型是正确的,基于该模型设计的补偿网络可以使变换器具有较快的动态响应。实验结果也表明输出电压闭环和飞跨电容电压闭环是相互解耦的。