基于Krylov子空间中Lanczos算法的金属导体部分元等效电路模型缩减

针对金属导体部分元等效电路模型的渐近波形估算(waveform evaluation, AWE)方法缩减的数值病态问题,提出使用基于Krylov子空间的Lanczos算法对系统模型进行缩减,将直接矩量显式计算转化为间接矩量隐式计算,将主导极点的抽取转化为主导特征值的抽取,并对系统近似误差限和程序自动终止准则进行了分析计算。在此基础上,给出了独立于频率之外的简化等效电路模型,得到了解耦电阻电感参数,并通过计算实例验证了该方法的正确性。该文的研究成果克服了AWE等直接矩量显式计算只能提取有限几条缩减支路的不足,极大提高了模型缩减方法的有效性和普适性。     

渐近波形估算方法在金属导体部分元等效电路模型缩减中的应用

利用部分元等效电路(PEEC)对金属导体进行建模后,通过对角解耦求取系统缩减等效电路时会耗费大量的计算时间和计算机资源.因此,本文根据缩减系统总导纳和原始电路总导纳相等的关系,将两种情况下的总导纳对复频率s进行幂级数展开并令对应的系数相等,得到了以解耦缩减等效电路参数为未知量的非线性方程.在此基础上,利用渐近波形估算方法(AWE)对系统进行缩减处理,给出了考虑集肤效应时独立于频率之外的解耦缩减等效电路模型,得到了对应的电阻及电感参数,并通过算例验证了该缩减方法的正确性.本文研究成果为PEEC方法和AWE模型缩减方法的广泛应用奠定了基础,具有较重要的理论和工程应用价值.     

基于电流矩方法的配电网动态重构研究

针对辐射网络电能量的计算与分析问题,依据积分中值定理提出了电流矩中值的概念,形成了电流矩中值潮流模型,证明了电流矩中值形式的电能量损失定理.该定理将电能量的时间过程积分问题转化为电流矩中值问题,为简化网络能量损失的计算与优化问题奠定了基础.作为应用,进一步提出了辐射型配电网动态重构的电流矩中值方法.方法将面向时间过程的动态重构问题转化为面向电流矩中值的静态重构问题,大幅度简化了计算过程,数值仿真的结果验证了方法的有效性.     

鸭式布局无人机直接升力控制系统设计

传统固定翼无人机纵向控制系统的耦合度较高,这是由于升力的改变必须通过机体姿态变化得到。本文根据某鸭式布局无人机模型设计了经典直接升力控制律,实现了飞机飞行轨迹和姿态之间的稳态解耦,提高了高度控制通道的动态响应,并且采用副翼同时同向偏转的方式提供了更大的直接升力,获得更快的纵向系统响应。提出了采用显模型跟踪解耦系统设计无人机直接升力控制系统方案,实现纵向位置控制和姿态控制动态解耦,仿真结果表明,本文设计的显模型跟踪解耦系统解耦性能较高,并且对于气动参数摄动具有较强的鲁棒性,位置控制和姿态控制的动态性能良好。     

一种综合频率扫描和复转矩系数的次同步谐振风险定量评估方法

针对串补输电系统的次同步谐振风险,提出了一种综合频率扫描和复转矩系数的定量评估方法。它首先利用阻抗–频率扫描获得串补输电网的简化等值模型及其参数;然后根据复转矩系数法推导出机组各扭振模式的阻尼显式表达式,兼顾了轴系机械阻尼和电气阻尼。实例研究表明:该方法与特征根分析法的结果一致,但它的原理简洁直观、计算量小,且为机网参数的显式函数,能对多模式SSR提供直接、精确和定量的阻尼结果,可应用于工程上多串补、多个电压等级复杂电网的SSR风险评估。     

基于电流矩方法的配电网动态重构研究

针对辐射网络电能量的计算与分析问题,依据积分中值定理提出了电流矩中值的概念,形成了电流矩中值潮流模型,证明了电流矩中值形式的电能量损失定理。该定理将电能量的时间过程积分问题转化为电流矩中值问题,为简化网络能量损失的计算与优化问题奠定了基础。作为应用,进一步提出了辐射型配电网动态重构的电流矩中值方法。方法将面向时间过程的动态重构问题转化为面向电流矩中值的静态重构问题,大幅度简化了计算过程,数值仿真的结果验证了方法的有效性。     

啮合式磁阻电机参数化非线性模型的建立

啮合式磁阻电机是一种新型电机,它将磁阻电机与行星齿轮减速器天然融为一体,可作直驱电机使用。为了提高啮合式磁阻电机的输出扭矩,需建立参数化矩角特性模型。用非线性磁网络法建立了6极啮合式电机的参数化模型。给出了气隙磁导的解析算法,详细讨论了磁阻矩阵和雅各比矩阵的生成,给出了磁网络模型的求解步骤,建立了参数化的磁链函数和矩角特性模型。最后用实测法和有限元法验证了矩角特性模型的精度和正确性,结果表明该模型计算精度与有限元法比较接近。     

交流模型下电力系统概率潮流计算

针对目前概率潮流计算方法普遍存在计算复杂、计算量大的问题,采用经过解耦简化的线性化交流潮流模型,并用累积量代替传统的卷积技术,只需1次潮流计算就可以通过Gram-Charlier级数得到状态量的概率密度函数。其计算步骤可描述为:给定注入功率的概率描述,计算各阶原点矩;计算注入功率的累积量;计算节点电压和支路潮流的各阶累积量;计算节点电压和支路潮流的各阶原点矩和中心矩;计算Gram-Charlier级数的系数,从而得到节点电压和支路潮流的概率密度函数和概率分布函数。算例结果证明该方法方便、快速且能保证计算精度。     

解耦-补偿牛顿型三相潮流

首次将三相潮流计算中三相约束条件转化为单相正序约束条件，不仅简化了分析，而且 为直接采用单相潮流算法铺平了道路。将性能良好的牛顿-拉夫逊法、P-Q分解法与电力 网元件的三相解耦或三相解耦-补偿模型结合，形成了性能优良的解耦-补偿牛顿型三相潮 流算法——即解耦-补偿牛顿-拉夫逊法和解耦-补偿P-Q分解法。提出的三相潮流算法 不仅适合于不对称三相电力系统正常运行方式的分析，而且也适合于不对称三相电力系统非 正常运行方式，如稳态单相断线或开路的分析。算例表明，两种方法具有良好的收敛特性和 快速的计算速度，且非常适于并行计算。     

考虑风电不确定性和相关性的多区域电网分布鲁棒经济调度

目前基于矩的分布鲁棒优化方法没有很好地考虑风电不确定参数间的相关性导致方法比较保守.考虑风电的不确定性和相关性,使用主元分析方法构建基于矩的分布鲁棒多区域电网经济调度模型的降维模糊集.将原始模型转化为半定规划模型,并采用延迟约束生成算法进行求解.算例仿真结果表明所提方法可以提高计算效率以及降低电网成本.     

矢量集优化的永磁同步电机转矩预测控制

传统三相永磁同步电机有限状态集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC)采用枚举法遍历所有基本电压矢量,选择最优电压矢量,用以预测下一时刻的转矩和磁链,运算量较大,限制了其实时性。针对以上问题,提出一种优化的模型预测转矩控制算法,该算法由磁链和转矩误差估算期望电压矢量,基于期望电压矢量的位置选择候选电压矢量,减少候选电压矢量的数量,从而提高了算法的实时性,并在Matlab环境下对所提优化算法进行了仿真实验。实验结果表明,该算法与传统FCS-MPC算法相比,系统具有良好控制性能的,同时将运算时间减少了42%,便于工程实现。     

基于轨迹灵敏度的动态等值模型参数分类优化方法

电力系统动态等值模型必然存在一定误差,边界联络线功率对等值模型参数的轨迹灵敏度揭示了等值模型误差与模型参数之间的量化联系,可据此优化等值模型参数。为此,提出了基于轨迹灵敏度的动态等值模型参数分类优化方法。首先,介绍了轨迹灵敏度及其计算方法;然后,讨论了考虑综合负荷的电力系统动态等值模型的一般结构,根据不同参数轨迹灵敏度的特点,将模型主导参数划分为静态、动态主导参数进行分类优化;最后,将算法应用于IEEE10机39母线算例系统,对等值模型中的虚拟阻抗、惯性时间常数、定子电抗及转子电阻等参数进行了优化。仿真结果表明,该方法能有效提高等值模型精度,且所需计算量小,优化速度快,具有良好的应用前景。     

Generation allocation problem using a Hopfield-bisection approach including transmission losses

The objective of the paper is to solve generation allocation problem by minimizing total production cost, including transmission losses using a Hopfield neural network (HNN) algorithm. The generation allocation problem is commonly known as economic dispatch (ED). The computation procedure of the proposed HNN method is direct and do not need training and has been developed and mapped to solve the generation allocation problem of thermal generators. The procedure employs a linear input-output model for the neurons instead of the sigmoidal function. Formulations for solving the ED problem are explored. Through the application of these formulations, direct computation instead of iterations for solving the problem becomes possible. Not like the usual Hopfield methods, which select the weighting factors of the energy function by trials, the proposed method determines the corresponding factors by calculations. To include transmission losses in ED solution, we propose a dichotomy solution combined to the HNN. The effectiveness of the developed method is identified through its application to the 15-unit system. Computational results manifest that the method has a lot of excellent performances.     

基于网络流和内点法的电力系统动态经济调度

该文用线性约束网络流来描述电力系统动态经济调度问题,它在计及机组出力上下界约束和输电元件传输功率上下界约束的同时,也考虑了电力网络中功率的流动应遵循的自然规律—K irchhoff定律,确保了网络流模型解与直流模型解的一致性,并用内点法进行求解。内点法克服了传统方法难以精确处理不等式约束的弊端,使计算结果更精确。同时采用变量重组、矩阵既约和约束松弛技术,减少计算量,加快了计算速度。计算结果表明:该文方法是可行和有效的。     

考虑饱和的PMSM速度调节的混杂MPC设计

为了解决含电压和电流饱和约束的永磁同步电机(PMSM)的速度调节问题,根据混杂系统的理论,在建立模型和控制器设计的过程中,将电压和电流饱和非线性问题作为约束条件考虑到控制器的设计中.采用混杂系统描述语言建立了混合逻辑动态模型,设计了混杂模型预测控制器(MPC)实现电机速度的最优调节,实现了控制器的系统化设计.为了降低计算复杂度和在线计算时间,利用多参数规划方法将混杂MPC转换成与其等价的离线形式.实验验证:与线性二次型调节器相比,混杂MPC没有超调,而且计算复杂度能够满足小采样时间系统的实时控制.     

电压型SVPWM算法及其仿真

在传统SVPWM算法的基础上,针对相邻电压矢量的作用时间,提出了一种较传统算法计算量明显减少且易于程序实现的SVPWM新算法,并构建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真实验验证了算法的正确性与可行性。     

远场涡流检测中的缺陷快速重构技术

远场涡流缺陷重构属于电磁逆问题范畴。针对以往缺陷重构方法中普遍存在的计算时间长或需要大量训练样本的缺点，提出一种基于相似模型和遗传算法的缺陷快速重构方法，分析非轴对称缺陷与轴对称缺陷之间存在的相似模型，并利用集肤深度公式推导出两者之间的缩比因子，从而将耗时巨大的缺陷重构问题转换为二维轴对称情况下的计算问题；同时为进一步缩短重构时间，提出一种加快遗传算法收敛速度的方法。计算结果表明，基于相似模型和遗传算法的缺陷重构方法，在确保重构精度的基础上，可将重构所需总时间缩短至直接利用三维有限元方法重构时的7.6%左右。     

基于改进粒子群算法的电流互感器J-A模型参数辨识

在应用Jiles-Atherton(J-A)磁滞模型对电流互感器的磁滞回线进行分析时,需对J-A磁滞模型中5个关键参数进行精确识辨。针对目前辨识方法存在的计算时间长和寻优能力差等问题,提出了一种改进的粒子群算法对J-A磁滞模型中的关键参数进行辨识。该算法将遗传选择策略引入到粒子群算法中,通过增加粒子群的多样性来提高了算法全局搜索能力,从而提高J-A磁滞模型关键参数辨识的准确度。文中对比分析了所提改进算法(GSS-PSO)与其他智能算法对J-A磁滞模型的关键参数辨识速度与准确度。结果表明,改进的算法得到的磁滞回线与实测磁滞回线的误差最小,且识别效率较高,证明了该算法在J-A磁滞模型参数辨识中的准确性和有效性。