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摘要:在仲夏电网极大负荷运行期间,HVDC受端逆变器常有换流不稳定现象出现。该文探讨了地区负荷对逆变器换流容量的影响情况,在负荷幅值和功率因数变化的情况下,短路(换相)电流受到的影响,考虑了线间不对称短路的换相电流状态,提出电容补偿和静止无功补偿器(SVC)可以改善系统短路容量的见解。文中通过实例,从原理上进行了相关计算和仿真,结果表明,地区负载过大,会极大影响系统的短路电流,从而导致直流输电不稳定现象;而采用串联电容补偿或静止无功补偿器不失为一种可选的增大换相电流的方法,但仅增大系统局部的短路容量。
摘要:提出一种基于伴随系统和变号系统的求解电力系统经典模型稳定边界上不稳定平衡点的方法。对于一个非线性自治动力系统,存在一个伴随系统,该伴随系统是一个梯度系统,原始系统的所有平衡点都是伴随系统的渐近稳定平衡点,并且每一平衡点存在解析形式的Lyapunov函数。变号系统能将电力系统经典模型降维系统的稳定平衡点变为I型不稳定平衡点,利用该平衡点的1维不稳定流形,生成一族轨迹,沿轨迹寻找伴随系统Lyapunov函数达到极小值的点,这些点一般位于某平衡点伴随系统的稳定域内。以该点为初值对伴随系统进行积分即可收敛到该平衡点。该方法能快速有效的寻找到稳定边界上的不稳定平衡点。在IEEE-10机39节点系统和IEEE-17机162节点系统上仿真,验证了该方法的有效性。
摘要:缺乏系统稳定性定量分析软件是失去紧急控制的良机,甚至酿成大停电事故的重要原因之一。迅速发展的广域测量系统(WAMS)为在线快速定量稳定分析的研究提供了新的契机。该文基于WAMS同步轨迹信息,从单机能量函数入手,详细分析暂态不平衡能量变化率与系统多摆稳定性的关系,并证明暂态不平衡能量变化率的相关性质,从而提出一种新的多摆稳定性识别判据。在中国电科院6机22节点系统进行仿真验证,仿真结果验证了方法的有效性。
摘要:应用信息融合技术对电力系统暂态稳定进行评估,提出了一种基于“结合人工神经网络和D-S证据理论的信息融合模型”的电力系统暂态稳定评估方法。当电力系统发生故障时,采用该方法可以综合来自电网和发电机的多个信息源对电力系统的暂态稳定进行判别。首先,选取能迅速反映电力系统暂态过程的特征量,如功角、加速度、转子动能等,进行像素级融合。然后,将这些特征量划分为时间和空间2个征兆域,并分别输入至设定的3个子神经网络进行特征级融合。最后,将特征级融合的输出作为决策级融合的输入,利用D.S证据理论实现时间域和空间域的决策级融合,从而提高了电力系统暂态稳定评估的可靠性。利用中国版BPA暂态稳定程序和电力系统全过程动态仿真软件,对7机24节点系统进行了仿真。仿真结果表明,基于信息融合技术的电力系统暂态稳定评估方法较基于人工神经网络的评估方法更为快速、准确。
摘要:潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电事件发生的重要因素,严重地威胁着电力系统的安全运行。该文针对多支路连锁切除事件引发的潮流转移问题,将潮流转移因子进一步从单支路切除情况推广到多条支路连锁切除的情况,根据潮流在支路间的折返过程推导了发生多支路连锁切除事件时潮流转移因子的计算公式;并在结合计及暂态过程的支路电流估算的基础上,提出了发生多支路连锁切除事件后,基于广域测量系统(WAMS)有限测点下的支路电流估算方法与潮流转移识别算法。新英格兰10机系统仿真结果验证了文中提出的支路电流估算方法与潮流转移识别算法的有效性。
摘要:人工神经网络(ANN)具有的自适应、自学习、非线性重构等特点,使之成为解决电力系统负荷建模的有效途径。该文利用模糊理论对典型BP神经网络(TBP)的学习速度因子和权值惯性因子进行修正,采用自构形学习算法对网络拓扑2个方面进行改进,提出自适应神经网络(ABP)。结合现场试验和仿真数据,对TBP和ABP在负荷建模的速度和精度2方面进行了比较。同时,就负荷建模问题对自适应神经网络模型阶次和隐层神经元个数等因素进行了探讨。
摘要:交流支路和节点的联合电气剖分对于正确掌握源流定量供求信息具有至关重要的作用。分析了电气剖分应该遵循的基本原则及其具体细则;分别针对交流支路和节点的特殊构成情形与一般构成情形,提出了交流支路和节点的联合电气剖分方法。该方法解决了电力网络节点多个不同源流在交流支路中如何流动和在相关交流节点内如何交换的问题,为全面解决电力网络的电气剖分问题提供了理论与方法支持。
摘要:该文根据电力系统连续体模型中线性化的波动方程,用解析方法研究机电波的传播特性。根据Peterson法则,研究连续体模型中的集中参数元件发电机对机电波传播过程中反射和透射的作用,证明连续体电力系统的机电动态能表达为机电波在连续体2端多次反射和透射过程的叠加,为从机电波传播的角度揭示电力系统机电动态的内在机理建立了一定的基础。最后通过对1个实例的仿真分析,证实该文理论的正确性。
摘要:提出一种基于相空间重构技术(RPS)的逆变器故障诊断方法,适用于永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统中最常见的三种逆变器故障:单个功率开关短路、开路与一相桥臂开路故障的诊断。采用相空间重构理论,通过合理设计参数,仅需分析逆变器正常与不同故障状态下一相电流的轨迹特征,便可得到表征系统故障特征的不同形状、直观的轨迹图形。再通过采用一种聚类验证准则确定出模糊C均值算法中的合适聚类数,基于此准则设计了一个模糊C均值聚类算法。最后通过对PMSMDTC系统逆变器不同运行状态下的重构电流轨迹及其模糊C均值聚类测试结果,说明了所提出方法对逆变器故障诊断的有效性。
摘要:在大功率风力发电系统中,并网逆变器是实现电能馈送电网的重要环节,但是由于并网逆变器采用的PWNI信号开关频率较低,导致输出电流含有较大的电流谐波。该文为降低开关频率造成的电流谐波,在并网逆变器中引入T型滤波器取代典型的电感滤波器,并针对采用T型滤波器对并网逆变器系统带来的不稳定性,提出了基于桥臂输出电流闭环与电压电流双前馈相结合的间接控制策略。仿真与实验结果证明采用该控制策略可以有效实现并网逆变器稳定运行,同时具有较好的动静态性能。
摘要:设计了一种具有零稳态误差的并网逆变器系统,系统控制器由比例调节器P和谐振调节器R组成。与传统的PI控制器比较,该比例谐振控制器(PR)在基波频率处增益无穷大,因此可以完全消除稳态误差。通过理论分析,系统中采用了一种更易实现的准谐振控制器,并给出控制器参数具体的设计方法。此外,为了消除电网电压畸变或扰动对逆变器输出电流的影响,系统中引入了电网电压前馈解耦控制,改善了系统输出电流的质量。理论分析和实验结果验证了系统具有较好的稳态性能和抗扰性能。
摘要:提出了一种新型的单级串联谐振型Buck—Boost逆变器,它能在一个功率级内产生峰值高于或低于输入直流电压的正弦交流电压。文中详细分析了所提逆变器的工作原理,并利用状态空间平均法建立了系统数学模型。基于断续导电模式,所提逆变器拓扑利用串联谐振单元实现所有开关的零电流开通和辅助开关的零电流关断,减小了开关损耗,提高了系统效率。为了改善逆变器的输出特性,提出一种改进的SPWM控制方法,该方法采用带直流偏置的正弦调制波,消除了线性近似法所导致的输出电压波形过零点附近的畸变。通过一台1kW原理样机的实验结果,验证了该变换器的优点和改进SPWM控制方法的有效性。
摘要:三电平中点钳位逆变器在高压大容量变频调速中得到了广泛的研究和应用。该文在三电平高压变频器中同时应用SVPWM和SHEPWM,即低频时采用异步SVPWM,高频时采用SHEPWM,避免了高频时SVPWM谐波特性变差和SHEPWM在低频时存储量大的缺点,充分发挥了二者的优点,使变频器在整个工作范围内都可以有效抑制低次谐波,得到较好的输出波形。混合调制的难点在于衔接问题,文中分析了影响二者之间平滑切换的原因并提出了具体的解决方法,保证了切换过程中电压和电流没有跳变。采用PSIM软件对三电平SVPWM和SHEPWM进行了仿真研究,并在实际三电平变频器控制平台上进行了实验。仿真和实验结果证实了该文的混合调制方法在低频和高频都有较好的谐波特性,二者间的平滑过渡保证了混合调制的实用性,并已用于实际三电平变频器之中。
摘要:研究了电流型Cuk变换器中各个分岔参数之间的关系,利用输入电压和开关周期对参数空间进行参数归一化的降维处理,建立参数空间降维后的DC-DC变换器的频闪映射模型,基于能量守恒原理得到电流控制型Cuk变换器稳定运行的参数域预测的解析表达式。以Cuk变换器为例,利用数值模拟和电路实验研究了Cuk变换器中出现的分岔和混沌现象。研究结果表明,占空比D是描述DC-DC变换器的一个本质量,它更能反映系统非线性动力学行为的本质特性。
摘要:提出了2种具有高电压传输比的新型矩阵变换器,根据逆变侧主电路拓扑结构的不同,将其分别称为Boost矩阵变换器(BMC)和Buck—Boost矩阵变换器(BBMC)。介绍了这2种拓扑结构的基本构成和工作原理,阐述了滑模控制器和双闭环控制器的设计方法,并对其进行了比较,最后通过仿真证明了该新型电路结构的可行性和有效性。结果表明:该电路能实现电压传输比和输出频率的任意调节,且波形失真度小,从而有效地解决了传统矩阵变换器(CMC)电压传输比低的固有缺陷,具有很好的应用价值。
摘要:基于通用瞬时无功功率理论,针对独立小容量电网电源内阻抗相对较大引起电压出现零序分量的情况,对APF电流基准算法进行了分析和讨论。对交叉矢量算法进行改进,在保证补偿电流与电源电压正交的条件下使补偿后的电源电流不含零序分量,完全消除三相四线系统中的谐波无功和不平衡状况。以飞机交流电网为例,通过仿真和实验给出了飞机APF在不同条件下基准电流检测的效果,证实了所提方法的正确性和实用性。
摘要:为了正确设计滤波器的参数,必须将共模和差模信号从线性阻抗稳定网络所测得的混合信号中分离出来。该文提出一种软硬件结合的低成本高性能的噪声分离技术,该技术共模信号是通过3个电阻组成的差模抑制网络分离出来的,差模信号则是根据共模和差模的定义,由软件方法计算得到的。文中对使用该方法可能存在的误差进行了估算。以1台600W的直流电机系统产生的传导干扰为例,用此方法分离出共模和差模噪声信号,并根据分离结果设计了滤波器参数,最后给出系统接入此滤波器后传导干扰的频谱图。测量结果表明该系统的传导干扰发射在整个频段内均不超标,从而也证明了分离方法的有效性和实用性。
摘要:提出了基于证据理论的在不同识别框架下的多传感器多故障诊断的信息融合方法。利用多个传感器在空间或时间上的冗余或互补信息,为故障的检测和分离提供诊断依据。采用模块化的径向基函数状态识别网络来获得传感器状态的证据,即发挥了神经网络的优点,又解决了因输入参数改变而不可用的缺点。提出了一种在不同识别框架下的证据组合规则,采用精细和粗化运算,可充分利用传感器的冗余或互补信息,减少传感器状态的不确定性。仿真结果表明该方法可以对传感器的单故障和多故障进行有效的诊断。