用于电能质量研究的新型交流电弧炉混沌模型

提出一种用于电能质量研究的新型交流电弧炉混沌模型。首先,基于电弧炉负载U-i特性曲线的分段线性化,依据负载实际消耗的有功功率,得到能精确反映电弧炉稳态特性的静态模型,该模型适用于电弧炉引起的谐波问题研究。然后,用基于不对称非线性电阻蔡氏电路产生的低频混沌信号对静态电弧电压进行调制,模拟电弧炉运行的动态过程, 得到电弧炉负载的动态模型,该模型特别适用于研究电弧炉引起的电压波动与闪变问题。在Matlab下,对电弧炉静态、动态模型进行仿真研究。仿真结果与实际测量数据相比较,显示该模型能够精确描述电弧炉引起的谐波和电压波动等电能质量问题。模型有效且易于使用,它的提出为电能质量治理措施研究奠定了基础。     

孤岛并联虚拟同步发电机暂态功率分配 机理分析与优化控制

虚拟同步发电机在孤岛并联时可以通过下垂控制实现稳态的有功功率均分。但是在线路阻抗、惯量、阻尼等参数不相等的情况下,负载变化时会产生有功功率的过冲和振荡。该文将负载变化的暂态过程分为两个阶段,并采用等效电路模型分析第一阶段特性,采用状态空间小信号模型分析第二阶段特性及参数影响。在此基础上,提出一种基于虚拟电感和暂态阻尼的暂态主动功率分配的优化方法,从而在不影响稳态功率分配的前提下改进了暂态有功分配的性能。最后,基于Matlab/Simulink的仿真以及实验结果验证了所提方法的有效性。     

多VSC系统有功功率–频率动态的电路建模方法

包含不同类型电压源变流器(voltage-source converter,VSC)的多机系统在各种干扰期间易发生暂态功率环流和功频振荡现象。为了简化多VSC系统有功功率–频率动态特性分析,文中基于机械导纳法构建描述VSC有功功率–频率动态的电路模型。根据机电比拟原理,构建单台同步发电机(synchronous generator,SG)/VSC的电路模型框架,并推导9种典型VSC控制的电路模型参数。以VSC四机系统为例,构建其电路网络模型,并从模型比较、频域特性和仿真分析3方面验证所建模型的准确性和有效性。电路建模法的优点是不仅可推导出不同类型扰动下的详细传递函数,而且对不同类型VSC控制策略均适用。基于该模型,可采用电路理论分析多VSC系统的有功功率–频率特性,为多VSC动态特性分析提供了一种新思路。     

一种解析的暂态能量裕度灵敏度及其应用

暂态稳定裕度对发电机出力的灵敏度在暂态稳定预防控制中具有重要应用价值。给出了一种解析的暂态能量裕度对发电机出力的灵敏度。采用电力系统结构保留模型,有功负荷采用恒功率模型,无功负荷采用恒阻抗模型,推导得到了暂态能量裕度对发电机出力灵敏度的解析表达式。推导过程中的主要假设条件是所采用的结构保留模型以及故障过程中发电机输出电磁功率不变的假设,无其他近似。得到的灵敏度公式便于计算,可应用于电力系统详细模型。灵敏度的大小可用于指导暂态稳定预防控制。仿真结果验证了灵敏度的准确性及其应用于暂态稳定预防控制的有效性。     

基于坐标旋转虚拟阻抗的微电网控制与性能分析

微电网中系统阻抗不平衡和复阻抗特性、电源和负载位置复杂性等因素严重影响了系统功率分配的准确性、稳定性和动态性能。提出了基于坐标旋转虚拟阻抗的孤岛微电网控制策略,采用坐标旋转虚拟阻抗闭环改善微电网的阻抗特性,基于电压幅值和频率下垂控制实现系统功率分配,带前馈补偿的电压外环控制和电流内环控制保证了系统的稳态和暂态性能。建立了完整的微电网小信号动态模型,并在此基础上分析了坐标旋转虚拟阻抗对整个微电网性能的影响。算例仿真验证了小信号动态建模分析的准确性,证明了该方法能够改进功率解耦和分配的准确性,提高微电网控制的稳定性和动态性能。     

基于动态虚拟电抗的虚拟同步机系统有功环电压动态补偿策略

为解决新型电力系统中的虚拟同步机（Virtualsynchronousgenerator,VSG）在电网电压跌落时出现的功角暂态失稳和过电流问题,对采用VSG控制的并网换流器暂态控制策略进行了改进。为降低故障期间有功功率的参考值进而实现VSG的功角暂态稳定控制,根据VSG的功角特性、有功功率参考值与功角稳定性之间的关系,引入电压动态补偿,并利用相图曲线理论分析了控制策略参数选取对暂态稳定的影响。为限制故障发生瞬间和故障切除瞬间的冲击电流、保证故障期间VSG系统的暂态功角稳定、实现故障限流,提出了一种以指数形式变化的虚拟电抗模型,确定了虚拟电抗的投切参数。仿真实验结果验证了改进策略的有效性。     

一种网源协调中有功功率变送器暂态特性指标评价方法

大型发电机组一般采用有功功率变送器来测量机组的实际输出功率,有功功率变送器的暂态特性好坏影响机组的安全运行。以ADPSS仿真软件为主要研究平台,分析了有功功率变送器的暂态性能,结合火电机组协调控制系统的调节特性,总结出有功功率变送器暂态特性评价方法。     

暂态功率的积分用于TCSC的稳定控制

结合东北伊敏--冯屯含TCSC输电工程和电网稳定控制的实际情况,提出了一种较准确、动态响应快的暂态功率算法,可以用于电网暂态稳定控制中功率的计算。暂态功率算法采用三相信号,并且消除了其中的负序部分,波动大大减小。由暂态功率积分得到转速差,结果与实际值十分接近。数字仿真和动模实验说明,与离散傅里叶变换法及基于α-β分析的瞬时有功算法相比,暂态功率算法更适于电网暂态稳定控制。     

三相电压型PWM整流器功率控制方法

针对三相电压型PWM整流器,提出了一种改进的功率控制方法.以三相整流器在d-q同步旋转坐标系中的数学模型为基础,建立了系统功率关系模型,并通过对系统功率关系的分析,提出了改进的功率控制方法.分别控制瞬时有功功率跟踪动态参考有功功率和控制瞬时无功功率收敛于零,实现了输出电压稳定和高功率因数的目标.根据整流器交直流两侧功率关系,基于系统稳定性分析,设计负载电流补偿,构造出了动态参考有功功率.理论分析表明改进的功率控制方法能够消除直接功率控制策略中构造参考有功功率方法所引入的稳态误差.仿真结果验证了所提出的方法的有效性和实用性.     

基于静态信息的在线暂态稳定评估及预防控制

针对目前暂态稳定评估与预防控制的在线实用性和快速性不足等问题,提出了一种基于静态信息的在线暂态稳定评估及预防控制方法。首先,利用大量的预想事故时域仿真样本建立电网运行方式、拓扑结构等静态信息与暂态稳定水平的关系,采用最短路的主导失稳机群辨识方法来识别电网暂态失稳模式和划分机群,并基于主导失稳机群和网络拓扑选取暂态稳定评估特征量;然后,推证出临界切除时间(critical cut time,CCT)与主导失稳机群有功出力的近似线性关系,通过调整在CCT的主导失稳机群有功出力至足够大,从而规避电网失稳风险;最后,通过IEEE 10机39节点系统和南方电网系统仿真,验证了该方法的合理性和有效性。     

电压稳定分析中异步电动机动态负荷建模探讨

探讨电压稳定分析中异步电动机(IM)负荷的建模问题。分析一般的动态负荷模型(GDLM)不能捕捉IM动态行为的机理。分别以IM的滑差模型和滑差磁链模型为基础，严格地导出了适用于电压稳定分析的简化一阶(SIM)和详细三阶(DIM)动态负荷模型，同时还说明了SIM和DIM模型实质上是对GDLM模型进行了不同程度的改进。对SIM和DIM模型在暂态电压稳定分析和静态电压稳定分析中的适用性进行分析比较，仿真结果表明：SIM和DIM分别以不同的准确度适用于不同场合的电压稳定分析。     

电力系统负荷建模和算法的研究及进展

为了给研究人员提供负荷建模研究及在电力系统分析中具有的重要意义较全面的认识,分析了现有的负荷建模方法,系统地阐述了负荷模型及算法上的进展,它包括在静态负荷方面通过采用连续动态方法,根据负荷电压的变化实时修正负荷模型参数,在临界状态下通过分段多项式模型描述加以改进;在负荷建模方面分析了负荷动特性描述、负荷时变性、模型参数的分散性、负荷模型无功分析和负荷的非线性、变结构特性方面问题解决的进展。结果表明,通过采用上述解决方法,使得负荷模型的精确性和适应性得到了较大程度的提高,从而满足复杂大电力系统的动态行为和安全稳定分析的要求。     

舰船电力系统暂态稳定性仿真分析

通过分析舰船电力系统暂态稳定性的特点,并结合陆地电力系统暂态稳定性分析的理论,提出了适用于舰船电力系统暂态稳定性分析的发电机六阶数学模型、电动机二阶动态模型和恒功率静态模型相结合的综合负荷模型,以及具体的分析步骤.在舰船电力系统暂态稳定性分析中采用了适用于舰船电力系统暂态稳定的判据,并同时考虑了原动机、调速器和励磁器的...     

考虑多控制环耦合的并网逆变器非线性建模及仿真分析

随着新能源发电技术的快速发展和电力电子化设备的规模化应用,电力电子化已成为新型电力系统的重要发展趋势。并网逆变器作为新能源接入电网的重要接口,其暂态稳定性对电力系统的稳定可靠运行尤为重要。并网逆变器具有多控制环耦合与强非线性的特征,因此建立其非线性数学模型是分析其暂态稳定性的重要基础。然而,已有的研究大多是基于小信号建模或只考虑单一控制环节的简化非线性建模,不能完全表征并网逆变器在大扰动条件下的暂态响应。因此,充分考虑并网逆变器多控制环耦合特性,建立其全阶非线性暂态模型,包含功率下垂控制环、锁相环,电压电流双闭环控制。为了便于模型应用,采用奇异摄动法推导了非线性降阶模型。利用Matlab/Simulink时域仿真和RT-Lab实时仿真,验证了全阶模型和降阶模型在小扰动和大扰动下的准确性。在非线性降阶模型的基础上进行线性化,并利用小信号方法分析了系统参数对稳定性的影响。所建立的并网逆变器非线性暂态模型具有较高的模型精度和实用性,可为电力电子化电力系统的暂态稳定性分析提供数学模型基础。     

负荷非线性变结构特性及其建模研究

当电力负荷面临较大跨度的电压、频率扰动时,其非线性变结构特征表现相当明显,尤其是在电力系统中长期动态过程中。针对现有的单一结构负荷模型已无法准确描述电力负荷的非线性变结构特性的问题,首先通过对现有的静态模型进行分析,引入分段建模的思想,提出了一种新的变结构的静态模型;然后采用自适应神经模糊推理系统建立全局动态变结构负荷模型,描述电力负荷的非线性变结构特性。仿真数据建模实例验证了该方法的有效性和可行性。全局变结构负荷模型的提出为电力系统中长期动态负荷建模提出了一条新的思路,可以较大程度地提高电力系统中长期动态仿真的准确度。     

国外电力系统稳定计算使用的负荷模型

对近十年来国外电力行业在负荷模型方面的主要研究成果进行了综述，包括负荷模型分类和建模方法、在电力系统稳定分析中所使用的负荷模型的情况、静态和动态模型的适用性问题以及感应电动机模型和参数的选取等，可为我国电力系统负荷模型的研究提供参考。     

基于强跟踪滤波器的快速实时负荷建模方法

电力系统负荷的时变性和随机性给实时或超实时暂态稳定分析带来了困难。提出一种可用于实时或超实时暂态稳定分析的快速负荷建模方法,为解决这一难题提出了新思路。该方法以实时辨识、实时使用为主要思想,采用强跟踪滤波器进行暂态稳定分析的快速负荷建模,并用辨识结果实时更新超实时暂态稳定程序中的负荷模型。仿真结果表明,所提出的快速负荷建模方法能够满足暂态稳定分析对负荷建模的实时或超实时需求。     

混沌神经网络负荷建模的理论研究

负荷建模在电力系统稳定分析中起着十分重要的作用。在现代大电力系统条件下，系统稳定性对负荷建模提出了新的要求。该文介绍了电压稳定分析领域的静态负荷模型和动态负荷模型；在基于对电力系统中混沌现象的研究基础上，分析了传统建模方法的不足之处；阐述了将混沌理论引入神经网络算法后算法的特点并将其应用到负荷建模的研究中，建立了利用混沌神经网络理论进行负荷建模的研究中，建立了利用混沌神经网络理论进行负荷模型参数辨识的数学模型和算法，给出了利用该算法进行参数辨识的步骤。分析表明，混沌神经网络逄法可以大幅提高负荷建模的准确度。     

具有综合负荷模拟的暂态稳定裕度灵敏度分析

负荷的模拟对暂态稳定分析结果有十分重要的影响。常用的负荷模拟方法是恒定阻抗模拟和综合负荷模拟。结合时域仿真，提出了具有综合负荷模拟的暂态过程中发电机加速面积、减速面积、减速功率（稳定裕度）对网络节点有功无功及变压器变化的灵敏度分析方法，提出的灵敏度分析方法能够得出大扰动下非线性微分方程组状态变量解在任意时刻的灵敏度，当变量不是很大时，一阶灵敏度具有较好的精度，暂态稳定裕度灵敏度能用于暂稳控制装置地点选择、安全校正再调度中系统稳定裕度约束和在线稳定监示。     

复化Newton-Cotes积分算法在电能计量中的应用

当前非线性负荷大量应用于电力系统,对电能计量的准确度造成了较大影响。业界普遍通过研究负荷特性、电网建模以及基于FFT的谐波分析等方法来解决非线性负荷计量的准确度问题,少有专家针对业界普遍使用的点积算法准确度特性开展研究与分析。本文则针对传统点积计量算法,在分析其算法特性的基础上,指出其在计算非线性负荷条件下算法准确度不足。从而提出通过采用具有高阶计量精度等级的复化Newton-Cotes积分算法,来提高电能表对现代非线性负荷电能计量的准确度与适应性。通过算法的理论分析,给出了算法设计与实现方法。仿真与实验结果验证表明,高阶复化Newton-Cotes积分算法在电能计量领域应用对提高电表准确度方面是十分有效的。