基于PSCAD软件的阻抗匹配平衡变压器仿真研究

研究了阻抗匹配平衡变压器的接线和内部"阻抗匹配"特性,结合多绕组变压器的电磁耦合关系,以电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中的统一电磁等值电路(UMEC)变压器模型为基础,建立了电气化铁路牵引供电系统的仿真模型.对正常运行、故障状态、励磁涌流等情况进行了仿真和分析,仿真结果验证了该模型的正确性,对于阻抗匹配平衡变压...     

三相三柱变压器暂态仿真

以三相三柱式变压器铁心磁路为基础 ,建立了变压器的暂态模型。分析了模型参数和变压器实验值的关系 ,可利用变压器的实验值及几何参数确定模型参数。该模型可以用于变压器的故障和励磁涌流仿真     

基于自适应模型的变压器暂态全过程数值计算

为实现变压器的暂态全过程计算,建立了适合不同暂态阶段仿真的电磁暂态、跃变量和准稳态的abc坐标系统模型。在此基础上,根据不同暂态阶段的动态特性将上述模型相结合,应用面向对象技术建立了适合暂态全过程仿真的变压器自适应模型。仿真结果表明：该模型完整地描述了变压器的暂态过程,具有精度高、计算量小和转换判据可靠等特点,可用于电力系统过电压、故障分析和保护校验、交直流系统相互作用以及暂态稳定等问题的研究。     

变压器线圈中特快速暂态仿真的建模

电力系统特快速暂态过电压（ＶＦＴＯ）对变压器等电力设备的危害极大。本文提出的由互有耦合的分布参数电路与集总参数电路组成的混合电路模型可以有效地应用于分析变压器等电力设备内特快速暂态的响应以及线圈内的局部电磁振荡。这个模型还可以用于精确计算变压器的入端阻抗，与ＥＭＴＰ连接，可以更精确地分析电力系统、变电站和变压器内的电磁暂态。     

基于J-A磁滞模型的高效电磁暂态变压器建模

提出了一种基于J-A(Jiles-Atherton)模拟变压器磁滞的电磁暂态变压器模型,使用差分的方式得到离散化模型,并采用注入电流源的方式将J-A磁滞模型加入到变压器中。通过深入分析不同仿真步长下J-A模型方程的数值特性,使用多速率仿真方法改进了J-A磁滞模型的计算效率;通过多个算例的对比测试验证了所实现模型的正确性;通过对计算耗时的对比测试验证了所提出计算模型对计算效率的提高。为在电磁暂态仿真平台实现基于J-A模型的变压器磁滞模拟提供了一种高效可靠的实现方法。     

并网光伏发电系统的通用性机电暂态模型及其与电磁暂态模型的对比分析

针对并网光伏发电系统电磁暂态模型复杂、计算速度慢的问题,提出了一种并网光伏发电系统的通用性机电暂态模型。该模型不包含电器元件及高频开关器件,由纯粹的数学计算完成,模型简单、计算速度快。在PSCAD/EMTDC中对该机电暂态模型进行了仿真,得到的结果与电磁暂态模型的仿真结果吻合,且仿真时间大大减少,从而验证了该机电暂态模型的正确性及有效性。该通用性机电暂态模型为大规模并网光伏电站的仿真建模等提供了模型参考,具有实用价值。     

考虑变压器励磁非线性的电磁暂态仿真算法

建立了一种含有非线性励磁支路的变压器电磁暂态仿真模型。通过简单的仿真线路,仿真了变压器空载合闸时发生励磁涌流的现象。应用分段线性化的方法处理变压器励磁支路的非线性问题,并通过不同仿真步长下励磁电流的仿真结果,说明了分段线性化在大步长下出现的过冲现象。减小仿真步长可有效抑制过冲,但是仿真时间明显增加。在分段线性化方法的基础上提出了预测校正法改善过冲问题。在变压器电磁暂态仿真的程序设计中加入了预测校正模块,在不改变步长的情况下,解决了过冲问题,加快了仿真的计算速度。最后通过仿真结果验证了变压器模型及预测校正方法的正确性和有效性。     

双馈风电机组的通用型机电暂态模型及其 电磁暂态模型的对比分析

针对风力发电系统的电磁暂态模型复杂、计算速度慢的问题,研究了一种风力发电系统的通用性机电暂态模型。该模型不包含电力电子器件,由纯粹的数学计算完成,模型简单、计算速度快。该机电暂态模型分为风速模型、风力机及其控制模型、发电机/变流器模型、电气控制模型四部分。在PSCAD对该机电暂态模型进行了仿真,得到的结果与电磁暂态模型的仿真结果吻合,且仿真时间大大减少,验证了该模型在保证一定计算精度的前提下大大提高了计算速度。该通用性机电暂态模型为大规模并网风电场的仿真建模提供了模型参考,具有实用价值。     

三心柱变压器暂态模型

以三心柱变压器铁心的磁路为基础,建立了该种变压器的暂态模型。分析了模型参数和变压器试验值的关系,从而可以利用变压器的试验值和几何参数构成变压器的暂态模型。该模型可用于变压器的电磁暂态、稳态及励磁涌流的计算。     

暂态全过程仿真中面向对象的负荷自适应模型

为实现电力系统负荷的暂态全过程仿真，作者分别对静态负荷和动态负荷的暂态特性进行分析，应用面向对象技术建立了适合暂态全过程数字仿真的负荷自适应模型。仿真实验结果表明，该模型适用于电力系统过电压、故障分析和保护校验，交直流系统相互作用以及暂态稳定等问题的仿真研究。     

混合式高压直流断路器暂态分断特性及其参数影响分析

混合式高压直流断路器(DC Circuit Breaker, DCCB)的本质是分断故障电流。分断暂态过程中的电气参数是决定断路器分断性能的核心所在。在分析DCCB拓扑结构的基础上,将断路器分断暂态过程划分为三个阶段。通过建立带DCCB的直流电网故障等效电路和断路器分断各暂态阶段的系统级等效电路,来分析分断过程中断路器自身的暂态特性。将断路器自身参数与直流系统参数联合起来,分别对断路器的两次换流过程进行详细分析。建立了断路器分断电流、暂态电压和开断时间的数学模型,推导断路器分断全过程中的分断电流以及最大暂态电压的计算表达式,并分析了断路器参数对分断性能的影响情况。利用PSCAD/EMTDC软件,搭建系统级混合式DCCB仿真模型,验证了所建立的断路器暂态模型的正确性及参数选取对断路器开断性能的影响。     

基于耦合漏感的四绕组变压器暂态模型及短路计算

为确保含四绕组变压器的变电站保护整定可靠性,需研究精细化的四绕组变压器暂态模型及其短路计算等值电路。分析常规变压器等值电路的不足,推导了修正的耦合漏感等值电路,根据三相三柱式四绕组变压器的拓扑结构,运用对偶性原理建立了基于耦合漏感的四绕组变压器电路-磁路暂态模型;利用漏磁路的互阻抗远小于漏阻抗的特点,推导了用于短路计算的四绕组变压器简化等值电路以及零序阻抗。根据某地220 k V变电站实例进行仿真计算,结果表明所提出的四绕组变压器暂态模型及短路计算方法能够更准确地计算含四绕组变压器变电站的短路电流。     

功率器件集成门极换流晶闸管关断特性研究

为深入研究IGCT的关断特性，该文基于实验结果，建立了IGCT关断过程中，流过IGCT电流的波形的数学模型，在此基础上进而提出用微分方程研究电路中IGCT关断特性的方法。为验证该方法的有效性，以建立的IGCT关断过程电流波形数学模型为基础。该文建立基于斩波电路的IGCT关断暂态特性的数学模型。该模型充分考虑IGCT阻容吸收回路、线路杂散电感及限流电抗器对IGCT关断暂态过电压的影响。数值仿真及试验结果表明，该模型能够较好地反映IGCT关断过程中的暂态特性。     

配电变压器绕组轴向短路电磁力分析

建立了计算短路电流的三维暂态场路耦合模型,对短路电流和轴向短路电磁力进行了比较分析。     

基于对偶性原理的三相多芯柱变压器暂态模型

提出了一种基于对偶性原理的三相多芯柱变压器暂态模型；通过分析三相多芯柱变压器磁路模型并应用对偶性原理，建立了考虑电路与磁路耦合的变压器暂态计算模型，采用Jiles-Atherton铁磁磁滞模型来描述铁心模块的饱和以及磁滞效应，而涡流和杂散损耗用一个等值电阻替代，零序磁通用一个线性电感以及反映其涡流损耗的电阻代替；该模型可以计算分析直流偏磁和空载合闸等情况下变压器励磁电流以及铁心磁通等电气参数；算例分析结果与实验结果的对比证明了该模型的准确性。     

一种基于磁化曲线分析瞬态饱和的异步电机空间矢量的新方法

提出一种用空间矢量表示的异步电机瞬态饱和的数学模型.该模型的分析方法有别于传统的磁路饱和处理方法,直接利用异步电机空载磁化曲线来考虑磁路饱和对电机的影响,进而推导出异步电机瞬态饱和非线性数学模型.利用该模型对异步电机进行Matlab实例仿真.结果表明,该模型较之线性模型有一定的改进.     

新能源汇集系统短路故障清除后的暂态过电压机理

新能源汇集系统交流短路故障后产生的非工频暂态过电压可能导致新能源机组大规模脱网甚至损毁,这已成为制约新能源汇集系统送电极限的决定性因素。基于华北地区典型新能源汇集系统构建算例系统,分析短路故障下的暂态过电压形态特征,阐明易产生暂态过电压的系统参数条件,建立数学模型进行定量研究,利用RLC电路的全响应理论解释产生暂态过电压的本质原因。分析结果表明,短路故障清除后新能源汇集系统的电路固有谐振过程是导致暂态过电压的主要原因之一。     

MMC-HVDC系统换流器桥臂短路故障暂态特性分析

桥臂短路故障是模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统中的严重故障。在换流器不闭锁和闭锁这2种情况下对桥臂短路故障的暂态特性进行分析:针对换流器不闭锁的情况,对两端换流器的桥臂电气量暂态特性进行较为全面的阐述,重点分析了桥臂短路电流的组成;针对换流器的闭锁情况,建立了桥臂短路电流通路的电路模型,推导了桥臂短路电流的解析表达式,分析了系统交直流侧电压电流的动态变化过程并给出了桥臂短路故障的保护配置方案。基于PSCAD/EMTDC搭建双端MMC-HVDC仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性和保护配置的有效性。对桥臂短路故障暂态特性进行分析可为MMCHVDC系统换流器保护区的保护配置方案提供参考。     

Coupling capacitor voltage transformer: A model for electromagnetic transient studies

In this work, an accurate coupling capacitor voltage transformer (CCVT) model for electromagnetic transient studies is presented. The model takes into account linear and nonlinear elements. A support routine was developed to compute the linear 230 kV CCVT parameters (resistances, inductances and capacitances) from frequency response data. The magnetic core and surge arrester nonlinear characteristics were estimated from laboratory measurements as well. The model is used in connection with the electromagnetic transients program (EMTP) to predict the CCVT performance when it is submitted to transient overvoltages, as are the cases of voltages due to the ferroresonance phenomenon and circuit breaker switching. The difference between simulated and measured results is fairly small. Simulations had shown that transient overvoltages produced inside the CCVT, when a short circuit is cleared at the CCVT secondary side, are effectively damped out by the ferroresonance suppression circuit and the protection circuit.     

H桥单元主电路杂散参数对开关暂态过程的影响

以一台H桥IGBT功率单元为对象,基于部分单元等效电路(PEEC)方法建立直流母线的高频等效电路,以基于最小二乘法的曲线拟合提取电容组的等效参数。以单桥臂电路实验中获得的桥臂电压的交流分量作为激励,施加于由母线和电容组模型构成的等效电路上进行仿真,用母线电流的实测波形与仿真波形进行比较验证等效电路的准确性。以此电路为基础,研究了等效电路参数变化对暂态过程的影响。结果表明,变换器的开关暂态过程对主电路寄生电感参数的变化非常敏感