基于电容电压同步信号的TCSC阻抗阶跃特性的研究

选择电容电压作为脉冲触发同步信号，对TCSC阻抗阶跃特性的电磁暂态过程进行了深入的研究。发现脉冲触发角阶跃变小(大)时,电容电压的周期时间也突然变小(大)，使得TCSC的导通角不会随着触发角的阶跃变化而发生突变，而是经过一个振荡过程逐渐达到稳态值，进一步揭示了电容电压同步方式下阻抗阶跃特性会出现过冲和振荡现象的原因。最后提出了2种能够改善TCSC阻抗阶跃特性的脉冲触发控制方式，并借助数字仿真予以验证。     

电压源型超导磁储能装置特性的全时域仿真研究

介绍了电压源型超导磁储能装置（VSMES）的基本结构和工作原理，在Matlab环境下建立了VSMES的全时域仿真模型，利用所建立的模型对VSMES的稳态和动态特性进行了详细的时域仿真研究。详细分析了一个稳态周期内，各阶段VSMES的物理工作过程和能量流传情况，并在此基础上总结了VSMES系统参数对其特性的影响特点。动态研究着重分析了系统参数对其动态响应的影响，以及在电力系统暂态过程中的作用。所得结论为VSMES系统的设计、运行和参数选择提供了依据。     

ASVG的非线性L2增益干扰抑制控制器

将非线性鲁棒控制方法用于先进的静止无功发生器（ASVG）的控制。基于电力系统动态、耗散系统理论框架和非线性L2增益干扰抑制方法，建立了单机无穷大系统中的ASVG鲁棒控制数学模型。模型中考虑了来自发电机转子轴上的机械功率扰动和ASVG输出电压的扰动。并在此基础上，采取递推设计方法构造能量存储函数，以避免求解HamiltonJacobiIssacs不等式，从而得到ASVG的非线性L2增益干扰抑制控制规律。单机无穷大系统的仿真结果证明，与传统PID PSS控制方式相比，在此控制规律下，ASVG能够更有效地阻尼系统振荡，提高系统暂态稳定性能。     

反映综合负荷动特性机理的感应电动机模型

针对感应电动机（IM）动态负荷模型（IM_DLM）不足以描述综合负荷特性，因而不实用的问题，采用解 耦辨识的方法分析了综合负荷有功功率特性和无功功率特性所对应的IM_DLM的不同；提出了在IM_DLM中引入一个无功功率“静态补偿”（LSVC）项的新模型 （LSVC_IM_DLM），并对引入的LSVC项的物理机理进行了定性分析。通过比较河北于庄和广东郭塘2个变电站的不同类型负荷特性对IM_DLM和LSVC_IM_DLM的辨 识结果，表明LSVC_IM_DLM较符合综合负荷的物理机理，其模型参数分散性小，LSVC项系数能反映不同负荷类型的变化，是一种具有重要实用价值的机理 型动态负荷模型。     

ASVG的理论分析与仿真研究

对于采用GTO器件和电压型逆变器构成的新型静止补偿器(ASVG)的稳态工作原 理及波型进行了理论分析，导出了ASVG各部分波型的解析表达式。计算机仿真结果表明 理论分析是正确的，同时表明ASVG可以在省去常规SVS大电感、大电容的条件下，具 有良好的发出容性或感性无功功率的性能。     

ASVG非线性控制及其对电压稳定性改善的研究

首先建立了新型静止无功发生器(ASVG)控制系统的数学模型，应用零动态设计方法，提 出了ASVG的非线性控制规律，并应用于改善无功电压稳定性的仿真研究。结果表明，ASVG非 线性控制规律可以有效地改善电力系统电压稳定性，有效地抑制电压崩溃的发生。     

链式STATCOM电容电压不平衡现象研究:(一）仿真和试验

由于链式静止同步补偿器（STATCOM）直流电容器各自独立，如何使这些电容器上的电压保持一致，是装置安全可靠运行需要解决的关键问题。而电容电压不平衡机理的研究则是制定电压平衡控制策略的基础。文中通过数字仿真和物理模型试验进行相互比较，研究了各种因素对电容电压分配的影响，指出开关脉冲延时不同、混合型损耗差异以及并联型损耗差异是造成电容电压不平衡的主要原因。其研究结果对于建立链式STATCOM数学模型,从而定量分析电容电压的不平衡程度，进而制定合理的平衡控制策略具有重要意义。     

同步发电机三相桥式全控整流电路仿真

利用MATLAB软件中的电力系统工具葙来设计同步发电机励磁系统的三相桥式全控整流电路，以阶跌信号的叠加实现触发角控制逻辑，并根据晶闸管的数学模型，以触发脉冲的有无来仿真晶闸管的工作状态。给出晶闸管正常运行和烧断情况下的整流电压及电流输出。仿真结果表明，晶闸管的触发角越大，整流电压的平均值越小；晶闸管烧断后，整流电压波形不变，但整流输出电压的脉动频率随晶闸管的烧断个数而相应变化，整流电流的变化与负载特性有关，并经过一定周期后进入稳态。图7幅。     

单相串联电压质量补偿器控制器的研究

为了抑制系统电压的跌落和消除电压谐波，提出了利用串联逆变器进行电压质量控制。串联逆变器直接耦合结构的使用可以提高系统的效率和补偿性能。文中还提出了通过输出电压直接反馈来控制用户侧电压的新方法。利用经典控制理论的方法建立了串联补偿器的传递函数模型，并且对由瞬时电容电流反馈和输出电压瞬时值反馈构成的双环反馈控制方式进行了动态特性的分析。分析结果表明：采用该方法可以大大提高系统动态特性，有效抑制系统电压的跌落和消除电压谐波。文中还提出了采用6开关智能IPM模块构成的两种实际电路结构，并给出了实验结果。     

HVDC换流器采样 — 数据模型的改进

在研究高压直流（HVDC）系统的次同步振荡时通常采用换流器的准稳态模型,但其适用性 尚存在争议。HVDC换流器的采样 — 数据模型能够反映开关电路的动态特性,但现有采样 — 数据模 型中尚未对触发控制系统和触发小扰动延迟进行详细建模,为此文中建立了12脉冲换流器的改进 采样 — 数据模型。基于等间隔触发方式和锁相环触发相位控制,给出了HVDC系统模型的具体形 式。在小扰动分析时,触发控制系统输出的小扰动变化不能立刻作用于换流桥,而存在一定的延 时,文中对此进行了详细分析,并由此改进了采样 — 数据模型。基于EPRI直流系统,分别采用特征 值分析法和复转矩系数法将HVDC换流器的准稳态模型、采样 — 数据模型与PSCAD时域仿真进 行了对比验证。结果表明,改进后的采样 — 数据模型更为准确,其计算结果与PSCAD仿真结果非 常接近,适用于HVDC系统的次同步振荡研究。     

基于暂态稳定控制的TCSC装置特性研究

应用数字仿真（EMTDC/PSCAD）和动态模拟实验（15 kvar物理模型）对比研究了超高 压可控串联补偿（TCSC）与电力系统暂态稳定控制有关的一些重要的动态特性。通过数字和 物理 仿真分析了不同同步信号（电容电压同步和线路电流同步）、不同控制模式（阻抗开环和阻 抗闭环控制）对TCSC装置动态品质的影响；提出并实现了TCSC装置硬件阻断（block）与旁 路（bypass）工作模式。提出了TCSC在容性与感性区间内实用的平稳转换两步骤方法，以及 避免故障下TCSC失控和减小电容器直流分量的控制策略。     

送端感应电动机负荷无功特性对送出极限的影响

通过分析计及转子电磁暂态的三阶感应电动机负荷模型在定子三相接地过程中的响应，指出位于系统送端的感应电动机负荷的无功倒送特性在一定时段内对系统送端电压有一定的支撑作用。分析了电压支撑作用对系统送出极限的影响。将华北电网典型送端张家口地区实测综合负荷模型（以感应电动机为主）应用于沙岭—昌平线极限切除时间的计算，并与采用不同比例ZIP负荷模型的计算结果进行比较，验证了理论分析的结果。说明张家口地区（送端）负荷模型对系统送出极限的灵敏度很高；动态负荷模型具有静态负荷模型难以模拟的特性。强调了在电网稳定计算中采用动态负荷的必要性，从无功角度研究了负荷模型在暂态稳定计算中的应用，提供了新的思路。     

水电站弧形闸门的模态试验与分析方法

对水电站闸门的动态特性分析，通常采用有限元的方法。但由于该方法采用了一系列的假设与边界条件，使其结果有可能与实际情况不相符合。而模态分析技术引入了自动控制中的传递函数概念， 从输入和输出之间的函数关系入手， 找出系统的固有特性， 从而为解决实际工程问题提供了一个有力手段。通过对弧形闸门模型（２０∶１）用脉冲锤击法做模态试验， 求得该闸门的前七阶振型， 其试验分析结果与有限元理论计算结果相比， 取得了较好的一致性。该试验表明， 利用模态试验技术测取闸门的动态特性， 是解决闸门振动问题的有效途径。     

可控串联补偿(TCSC)的分析研究(下)TCSC的触发控制方式对电力系统暂态特性的影响

在文献［１］基础上，描述了TCSC触发控制方式，分析比较了各种控制方式下TCSC对系统暂 态行为的影响，提出了TCSC新的等间隔触发控制策略。与固定触发角的分相控制方式相比， 等间隔触发控制能有效地提高系统的动态性能，减少过冲，且更快地趋于稳定。仿真研究还 表明：采用电容电压过零时刻为基准的触发控制方式比以线路电流过零时刻为基准的控制方 式具有更好的阻尼系统振荡的性能。这一点在以往许多研究文章中，由于采用电流源作为其 分析TCSC动态特性的基础，因而没有被揭示。     

广东受端电网动态电压支撑优化建模

西电东送战略的实施在广东形成一个多条高压直流（HVDC）馈入的大型受端电网，迫切需要进行动态电压支撑的优化规划，利用有限的投资最大限度地满足广东受端电网电压稳定性的需要。首先基于风险评估思想，结合系统故障后的状态转移过程来计算电压崩溃损失，从而实现了动态电压支撑安全效益的经济性量化。在此基础上建立了受端电网动态电压支撑优化模型，以补偿的年均效益最大化为目标函数，满足多种状态下的约束条件。最后基于静态的负荷裕度分析和动态的仿真分析，在广东电网上的仿真计算验证了所提出的模型的合理性和有效性。     

用于三级GTO-SVG的谐波消除PWM法的研究

提出了一种用于无功发生器的三级GTO逆变器的谐波消除PWM方法，并对此方法进行了原理分 析和谐波分析，计算出在SVG输出为不同电压值的情况下，可选择地消去一些低次谐波的PWM 触发脉冲角度值，从而提高输出电压的质量。用PSIM软件进行数字仿真，其结果验证了理论 分析的正确性。     

MMC-HVDC电容电压均衡与环流抑制策略研究

针对MMC-HVDC子模块间电容电压出现不均衡及桥臂存在环流,笔者提出一种桥臂环流抑制与电容电压均衡控制的方法。该方法根据功率外环的输入偏差和输出大小对PI控制器的参数进行在线调节,改善功率外环PI控制器的动态响应性能;根据能量均分和电压均衡原理,使用准PR控制器对相间环流进行无静差跟踪控制,有效地均衡子模块电容电压和抑制相间环流。仿真及实验结果表明,所提出的MMC-HVDC控制策略具有较好的电容电压均衡和谐波环流抑制能力。     

ASVG动态建模与暂态仿真研究

首次提出了采用三阶非线性微分方程组描述新型静止无功发生器的动态过程；系统地分析了ASVG直流侧电容量、变压器电抗值以及控制参数对电力系统稳定性的影响；较全面地仿真了ASVG在系统故障过程中的暂态特性。     

电子电力变压器与常规电力变压器的并联技术

在分析电子电力变压器（EPT）与常规电力变压器并联原理的基础上,提出将常规电力变压器的副方电压作为EPT输出电压的参考电压,以减少EPT与常规电力变压器并联时所产生的环流。在传统比例积分（PI）控制基础上提出了一种参考电压前馈的瞬时电压电流双闭环反馈的并联控制策略,并详细分析了其控制性能。理论分析表明,与常规PI控制策略相比,所提出的控制策略的稳态精度高、动态响应快捷。以单台EPT与单台常规电力变压器构成的并联系统为例,在MATLAB时域环境下进行了仿真研究,同时在基于数字信号处理器TMS320F2812所构建的试验系统中进行了试验验证。仿真和试验结果表明,所提出的常规控制策略获得了良好的均流调制特性,具有良好的动态响应特性,可实现不同容量EPT与常规电力变压器并联运行时的负荷合理分配。     

基于容性设备泄漏电流的电网电压测量方法

基于电容型设备泄漏电流，研究了电网工频电压和内部过电压的测量方法。采用高精度宽频带电流传感器检测容性设备的泄漏电流，通过有源积分电路将电流信号重构成电压信号。分析了容性设备等值电路及泄漏电流与电压的传递函数，研究了电流传感器的工作原理及其影响因素。通过采用有源积分器，提高了输出电压响应的幅频特性。采用的电压传感器结构简单，与高压系统无电气连接，具有很好的安全特性。工频和操作过电压实验结果表明，所设计的电压传感器具有很好的精度和线性度，可以用于高压电网的电压测量。