双馈风力发电机组变流器模型简化研究

建立了适用于电力系统暂态稳定分析的双馈式风力发电机组机电暂态模型。对双馈式风电机组的变流器模型进行简化。第一种简化方法把变流器模型简化成可控电压源,形成了电磁简化模型;第二种是把发电机/变流器模型简化成可控电流源,形成机电暂态模型,最后构成三种不同精度的DFIG风机模型。基于PSCAD仿真平台,建立了三种不同精度的风电机组模型,详细比较了各模型在运行工况发生改变后的风机输出特性。仿真结果表明,两种简化模型和电磁暂态模型动态响应曲线一致,验证了两种简化模型的正确性。     

基于PSCAD的双馈风电机组暂态等值模型研究

随着接入电网的风电场规模日益增大,电力系统暂态过程研究对风电场准确简洁建模的需求愈发迫切。本文研究了一种基于PSCAD仿真平台的降阶双馈风电机组等值模型。该等值模型保留了原双馈风电机组(DFIG)详细模型中的风力机模型、轴系模型以及发电机模型,同时采用两组独立可控电流源及其对应配套控制策略,替代了由电力电子装置构成、仿真计算资源需求大、精度要求高的背靠背PWM变流器组及配套控制系统。基于PSCAD的仿真分析对所搭建的双馈风电机组等值模型的基础控制特性、暂态响应特性,以及仿真计算效率进行了验证,证明了该模型既可以有效保持双馈风电机组的暂态响应特性,同时又大幅度提高了仿真计算效率。     

利用特征值分析法的双馈风电机组模型降阶

构建适合电力系统仿真的双馈风电机组模型对风电并网具有重要意义。研究了以特征值分析进行双馈风电机组模型降阶及验证的方法。在双馈风电机组详细模型的基础上,对风力机、发电机定转子、变流器等模块进行了降阶,并构建了适合电力系统机电暂态仿真的双馈风电机组模型。分析表明,所采用的模型降阶方法能够反映模型的主要特性。时域仿真和误差计算表明,降阶后的模型可在电力系统稳定性分析中反映双馈风电机组对扰动的响应,证实了模型降阶方法的正确性和有效性。     

适应频率变化的双馈风电机组稳定分析改进模型

为分析变速恒频风电机组在不同电网频率下的稳定性,提出了考虑适应电网频率变化的双馈风电机组小干扰稳定性的电磁暂态模型。首先,分析了双馈感应发电机现有常规电磁暂态模型不含电网频率导数项,不能反映电网频率变化的问题,提出了双馈感应发电机改进转子暂态电动势的表达式,并建立了含变流器控制系统在内的双馈风电机组小信号改进模型。其次,采用特征值方法,对不同电网频率运行下采用改进及常规双馈感应发电机电磁暂态模型时的系统特征值进行计算与稳定性分析。最后,建立考虑电网频率变化的双馈风电系统时域仿真模型,分别对不同电网频率及不同负荷扰动下的风电机组有功功率和转速特性进行仿真。理论分析及仿真结果表明,相对常规电磁暂态模型,所提出的双馈风电机组改进模型对电网频率变化更为敏感,可适应频率变化的双馈风电机组小干扰稳定分析。     

基于暂态能量流的双馈风电机组强迫振荡源定位

暂态能量流法是一种新型的振荡源定位方法。首先,根据暂态能量流的计算公式,结合双馈风电机组的轴系模型、网侧变换器模型及双馈感应电机的三阶简化模型,推导适用于双馈风电机组的暂态能量流,并定义能流功率作为判断能量流向的指标。然后,对双馈风电机组加入强迫振荡源后的频率特性进行分析。最后,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台搭建包含强迫振荡源的单机无穷大系统和多台风电机组经串补并网系统进行时域仿真。利用采集的数据计算暂态能量流和能流功率,验证了暂态能量流法对双馈风电机组强迫振荡源定位的有效性。     

面向电力系统暂态稳定分析的双馈风电机组动态模型

大规模风电并网对系统暂态和中长期稳定都有重要影响,提出能够用于电力系统稳定分析的风电机组、风电场简化模型对于深入研究风电与电网暂态互动是十分重要的。目前WECC、IEC、GE等研究机构已提出了各自的风电机组、风电场标准化通用模型,但模型均较为简化,对于双馈风电机组建模没有考虑暂态过程中的变流器闭锁和转子crowbar投切等机制,导致外特性准确性不足,使得暂态稳定分析结果过于乐观。针对该不足,文中按多时间尺度模型简化原理,系统地推导双馈风电机组气动、机械及电气部分的简化模型,并着重探讨电网电压扰动强度与风电变流器“电流源–电压源–无源阻性”3种状态特性的关系,从而导出能直接用于暂态稳定分析的简化模型和Crowbar投入、切出代数判据,在保证仿真效率的同时提高了模型暂态特性的精度。最后,通过与详细模型的仿真对比及与机组实验结果的对照,验证所提简化模型的有效性。     

电网短路故障下双馈风电机组传动链扭振响应

电网故障引起的电磁转矩波动易造成风电机组轴系扭振疲劳损耗,严重时会造成轴系故障,有必要研究不同类型电网故障下风电机组传动链扭振响应及其对关键部件的影响。首先,采用集中质量法,考虑叶片柔性建立了风电机组传动链四质量块模型,基于小信号模型,采用模态分析法对风电机组传动链扭振特性进行分析。其次,为了表征不同故障类型对风电机组传动链轴系扭振的影响,在双馈发电机电磁暂态模型的基础上,推导了电网对称与不对称故障下电磁转矩表达式。最后,基于四质量块传动链模型,仿真分析了单相、两相和三相接地电网故障对机组传动链扭振响应的影响。结果表明,不同类型电网故障会影响不同传动链扭振频率及其不同关键部件;三相接地电网故障引起的传动链扭振幅值大,齿轮箱和发电机转子间轴上传递转矩可以较全面反映扭振响应频率;与传动链其他部件相比,发电机转子受到电网故障影响更大。     

基于实测数据的双馈风电机组外特性研究及简化建模

基于机理建模的双馈风电机组模型复杂,且未考虑电压跌落期间变流器控制策略的改变,难以分析双馈机组电压跌落对系统暂态稳定的影响。双馈风电机组机端电压跌落过程持续时间较短,机组的输出主要受变流器控制策略的影响,不同双馈机组的外特性存在较大差异。由于变流器在电压跌落期间的控制策略为企业机密,一般难以获取,给机理建模带来较大的障碍。非机理建模根据输出的外特性构建简化双馈机组的暂态模型,避免了双馈机组建模的复杂性。对比两种1.5 MW双馈机组电压跌落的实测数据,分析机组的输出特性,并据此构建了双馈机组在电压跌落和恢复过程的简化等值模型。在PSASP软件中利用自定义建模,构建简化模型,进行仿真对比,和测试机组的实际输出具有较高的符合度。基于风电机组外特性的简化模型降低了模型的复杂度,适用于分析双馈风电机组电压跌落对系统暂态稳定的影响。     

考虑整机转矩控制的双馈风机轴系扭振机理分析及抑制策略

双馈风电机组轴系模型可等效为风力机质块经柔性轴与发电机质块连接,其轴系柔性较大,阻尼较低,现场存在轴系扭振现象.提出将整机转矩控制嵌入双馈风机两质量块数学模型中,并进行小信号线性化,得到适用于轴系动态特性分析的双馈风电机组机电小信号模型,基于该模型开展扭振机理分析和抑制策略设计.双馈风机轴系扭振本质原因是电磁转矩与发电...     

双馈风力发电机组快速电磁暂态仿真模型

双馈风电机组含变换器等电力电子设备,电磁暂态仿真步长小、速度慢。为实现双馈风电机组的快速电磁暂态仿真,利用开关函数平均化的思想,建立了考虑Crowbar保护电路投切、变换器闭锁暂态过程的受控源型变换器统一简化等效模型,并提出一种预测校正的调制量计算方法,基于该等效模型构建了完整的双馈风电机组快速电磁暂态仿真模型。最后,以1.5 MW双馈风力发电机组为例,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建模型,从正确性、仿真步长适应性和仿真速度三方面对快速电磁暂态仿真模型进行验证。通过仿真结果比对分析,证明了该快速电磁暂态仿真模型不同应用场合的适用性。     

一种新的应用于DDC控制器软件的测试模型

近年来人们开始应用现代自动控制系统对空调进行系统化的节能控制,那么控制软件的开发测试就成了一个决定控制系统是否可以按要求正常工作的新兴问题,为有效解决此问题,本文提出了一种新的方法。     

动力锂电池最优等效电路模型研究

可靠的等效电路模型能够精确的模拟动力电池的充放电特性,是建立各种状态估计方法的基础。首先建立了锂电池Thevenin模型、DP模型,并采用带遗忘因子最小二乘法进行在线参数辨识,利用电路原理进行离线参数辨识。其次,在MATLAB/Simulink中结合实验数据对模型辨识精度和运算速度进行仿真验证。最后,基于辨识精度和运算速度建立模型评价方法,得出在线辨识过程DP模型相比于Thevenin模型能够在精度和速度方面取得更好的平衡;离线辨识过程,Thevenin模型能够取得更好的平衡。     

动力锂电池最优等效电路模型研究

可靠的等效电路模型能够精确的模拟动力电池的充放电特性,是建立各种状态估计方法的基础。首先建立了锂电池Thevenin模型、DP模型,并采用带遗忘因子最小二乘法进行在线参数辨识,利用电路原理进行离线参数辨识。其次,在MATLAB/Simulink中结合实验数据对模型辨识精度和运算速度进行仿真验证。最后,基于辨识精度和运算速度建立模型评价方法,得出在线辨识过程DP模型相比于Thevenin模型能够在精度和速度方面取得更好的平衡;离线辨识过程,Thevenin模型能够取得更好的平衡。     

网络分析应用中的公用信息模型

从能量管理系统应用的一个重要组成部分——网络分析应用的角度出发,介绍了网络分析应用的数据需求,讨论了公用信息模型(commoninformationmodel,CIM)对上述数据需求的支持,并进一步明确了3个问题:CIM模型库对于网络分析应用提供了哪些信息模型;这些模型应该如何使用;模型库在网络分析应用方面存在哪些不足。围绕上述问题介绍了5类模型(包括量测模型、保护模型、控制模型、拓扑模型和设备模型)及其在网络分析中的应用,展望了CIM在网络分析中的应用前景。     

基于S-L模型的憎水性图像水珠形状提取

憎水性图像水珠形状提取是绝缘子憎水性等级评价的重要前提。Snake模型在提取边界轮廓时存在着对初始轮廓敏感、边界信息捕捉能力较差等问题,为此笔者在S-L模型的基础上,利用水珠图像的先验信息来改进S-L模型对水珠形状的提取过程,在一定程度上克服了Snake模型的缺点,提高了轮廓形变过程中的拓扑能力,提高了形状提取的精确度。实验结果表明,该方法有效地实现了水珠形状的提取,为后续绝缘子性能的等级评价提供依据。     

电力电子装置典型模型的适应性分析

针对不同的研究目的和应用场合,电力系统数字仿真对电力电子装置的建模要求也不尽相同,选取简繁适当的数学模型对系统仿真速度和精度具有重要的意义。文中以可控逆变器为例介绍了电力电子装置的详细模型、开关函数模型和平均值模型,分别采用这3种模型进行仿真,对3种模型的仿真结果进行了比较,进而给出了3种模型的适用范围。     

基于物理背景的微网总体模型

微网是集分布式电源、负荷和储能设备的小型电网,通过公共耦合点与大电网相连,与大电网之间的功率可双向流动,需对微网进行建模以研究微网接入。从微网基本元件出发,分析了微网负荷、电源元件模型与传统电力系统元件模型之间的联系,借鉴负荷建模理论,提出了微网整体建模的思路,将微网中静态负荷与外部表现为静态特性的电源等效为等效静态模型,推荐采用幂函数模型;将风力发电机、电动机等动态元件等效为等效电机模型,并从理论上推导了等效电机的通用模型。     

运行规划中的公用信息模型

从电网调度中运行规划的角度出发,介绍了运行规划的一般框架,讨论了公用信息模型(commoninformationmodel,CIM)对运行规划的支持,明确了3个问题:CIM模型库对于运行规划提供了哪些信息模型,这些模型应该如何使用,模型库在运行方面存在哪些不足。围绕上述问题介绍了6类模型(包括运行规划的框架模型、负荷预测模型、机组模型、停运模型、交换计划和发电计划模型)及其在运行规划中的使用,展望了CIM模型在运行规划中的应用前景。     

锂离子电池数值模型与经验模型研究

摘要：设计锂离子电池及优化其参数,确定荷电状态工作区间,以提高其使用寿命。需要精确的电池模型作为理论和实证研究的基础,电池模型分为数值和经验两大类别,分别从电池内部电化学反应和电池充、放电测试数据来建立起锂离子电池模型。分析对比两类模型精确度与适用性,通过两者与实验测试数据的仿真对比,发现以电化学出发的模型精度高于经验模型。     

对象模型技术在电厂燃料MIS中的应用

对象模型技术 (OMT)将成为软件工程中一种重要的建模方法。在对三种模型进行分析的基础上 ,讨论其在火电厂燃料管理信息系统设计中的实际应用 ,给出火电厂燃料MIS的对象、动态、功能模型。探讨分析与建模过程 ,指出面向对象分析的一般原则。