基于准稳态仿真的电压稳定轨迹灵敏度分析方法

提出了基于准稳态(quasi-steady-state,QSS)仿真的电压稳定轨迹灵敏度方法,可提供系统参数和控制变量对状态量的灵敏度.利用轨迹灵敏度预测控制量和参数发生变化情况下系统的中长期时域轨迹,评价系统电压稳定性状况,比较元件对系统电压稳定性的影响,为系统电压稳定控制措施提供信息.轨迹灵敏度方法弥补了传统电压稳定静态灵敏度对模型适应性差、不能体现系统动态特性的缺陷,以及传统时域仿真方法提供信息单一、结论可分析性差的不足     

基于准稳态灵敏度和校正成本最小化的过载线路 实时校正方法

对过载线路潮流进行实时安全校正,对提高电力系统的安全运行水平具有重要的意义。现有基于灵敏度的校正算法较少考虑发电机的校正成本,不能够保证校正方案的经济性,故提出了一种基于准稳态灵敏度和校正成本最小化的过载线路实时校正方法。首先,分析了发电量转移分布因子的不足及准稳态灵敏度的优势。接着,利用综合灵敏度反映节点注入功率对所有过载线路功率的综合影响,进而筛选出对消除线路过载最有效的控制发电机集合。最后,建立以校正经济成本最低及参与校正发电机数目最少为目标函数的优化模型,利用混合整数线性优化方法求解模型。得到的校正方案能够在消除线路过载的情况下保证发电机运行成本较低且参与校正发电机数量较少,实用性更强。用IEEE 39及IEEE 118节点系统进行仿真计算,结果表明算法的快速有效性。     

交直流混合运行电力系统动态稳定分析中直流准稳态线性化模型的研究

建立了小干扰动态稳定分析的直流系统准稳态模型线性化方程,并比较分析了直流系统分别采用准稳态线性化模型与直流恒定功率模型对交直流混合运行电网动态稳定的影响。计算结果表明,直流系统准稳态线性化模型可以用于交直流系统低频振荡分析中,而且,在不考虑直流附加控制的情况下,直流系统分别采用准稳态线性化模型和恒定功率模型计算得到的低频振荡特征值差别较小,为简化计算,工程应用时可以采用恒定功率模型来简化直流系统。     

高压直流输电的采样数据动态建模

传统的高压直流输电(HVDC)准稳态模型不能准确描述换流器开关电路的动态特性，故运用采样一数据建模方法建立了HVDC主电路在d-q参考坐标下的小信号线性化模型：每隔1／6工频周期对系统进行采样，并通过积分推导得出采样点之间的函数关系，对该函数进行线性化得到相应的小信号模型。与传统准稳态模型不同，该模型反映了换流器开关电路在工作点受到小扰动时的动态特性。通过时域仿真证明了该模型的准确性及其适用频率范围为0～3倍工频。将该模型用于次同步振荡(SSO)的特征值分析，并与传统的准稳态模型分析结果对比，证明HVDC准稳态模型适用于SSO分析。     

电力系统小干扰稳定实时控制

提出小干扰稳定实时控制的概念,即在某种运行方式下,由于某种故障场景的诱因,小干扰稳定的预防控制措施已经失效,低频振荡已经发生时,基于控制措施(切机、切负荷)对运行方式进行调整,以有效抑制和平息振荡。首先比较了小干扰稳定实时控制和紧急控制的不同点,指出故障特征和事件特征的差异决定了小干扰实时控制的特殊性和可行性;小干扰稳定实时控制的核心是在线控制决策的生成,基于模态对运行方式和运行参数灵敏度,对控制措施和控制效果进行量化,以确定最优控制措施,包括控制地点的选择和控制量的确定。最后基于某大规模互联电网,在低阻尼模态已经起振时,通过小干扰稳定实时控制实时增加系统阻尼,有效地抑制了系统振荡模态。     

分布参数输电线路的时变动态相量模型及其仿真

目前，随着大量的电力电子设备应用于电力系统，由这些设备而产生的更快的暂态现象已超出传统的基于“准稳态”假定的暂态稳定研究范围，所以，基于“准稳态”假定的暂态稳定研究已受到局限，时变动态相量突破了这种局限性，能够被用于分析那些更快的现象，该文把时变动态相量引入电力系统，对分布参数输电线路和进行建模，以分析分布参数输电线路的电磁暂态过程，并对分布参数输电线路的模型进行了仿真。通过与EMTP的结果比较得出：作为一种介于电磁暂态模型和“准稳态”模型之间的中间模型，时变动态相量模型能够定性地分析元件的电磁暂态过程，并能推广到一些既不能完全忽略电磁暂态过程，又不能完全用“准稳态”模型去分析的对象。     

中长期电压稳定准稳态时域轨迹追踪方法

提出了基于注入电流模型和节点功率平衡模型的中长期电压稳定准稳态时域轨迹追踪仿真方法,中长期电压稳定的动态过程相对暂态过程较慢,准稳态近似通过忽略暂态过程获得一系列的暂态平衡点来追踪电压变化过程。研究了处理元件极限的方法和更新雅可比矩阵的原则,比较了基于不同网络模型的2种准稳态仿真方法的优势、计算效率和适用范围。实际电力系统的仿真算例验证了上述方法的有效性和正确性,结果表明上述方法在电力系统离线和在线分析中具有很好的应用前景。     

实时专家控制在自动浇铸系统中的应用

分析了一个浇铸实时控制专家系统RESC的设计与实现 ,在开发系统中采用专家系统技术、实时控制技术。从工艺生产实用要求出发 ,提出适合于连续过程实时控制系统的专家控制方法 ,从而实现了自动浇铸。着重讨论了系统结构、实时控制技术、专家控制方法及系统的实现     

变速恒频风力发电机组中长期时间尺度建模

风能具有随机性与间歇性的特点,模拟由此引起的中长期时间尺度上的动态过程对含风电的电力系统规划与运行有重要的意义。建立了变速恒频风力发电机组的机电暂态模型,包括风速模型、风力机及传动轴系模型、桨距角控制模型、换流器控制模型以及发电机和换流器模型。按照准稳态近似方法对机电暂态模型进行简化,保留中长期时间尺度的时间常数,得到适用于准稳态仿真的变速恒频风力发电机组中长期时间尺度模型。最后通过对比分析准稳态模型和机电暂态模型的仿真结果,验证了所建模型能够准确刻画中长期时间尺度上的动态过程。     

变速恒频风力发电机组中长期时间尺度建模

风能具有随机性与间歇性的特点,模拟由此引起的中长期时间尺度上的动态过程对含风电的电力系统规划与运行有重要的意义。建立了变速恒频风力发电机组的机电暂态模型,包括风速模型、风力机及传动轴系模型、桨距角控制模型、换流器控制模型以及发电机和换流器模型。按照准稳态近似方法对机电暂态模型进行简化,保留中长期时间尺度的时间常数,得到适用于准稳态仿真的变速恒频风力发电机组中长期时间尺度模型。最后通过对比分析准稳态模型和机电暂态模型的仿真结果,验证了所建模型能够准确刻画中长期时间尺度上的动态过程。     

基于奇异摄动的永磁同步电机无位置传感器控制

针对永磁同步电机伺服系统的双时间尺度特性,根据奇异摄动理论将永磁同步电机驱动系统的数学模型分解,得到快、慢两个电气子系统.基于快变电气子系统模型,采用Luenberger观测器构建快的位置估计器.通过慢变电气子系统构建慢的速度估计器.无位置传感器永磁同步电机闭环控制系统的计算机仿真结果表明,本文提出的算法既具有较高的辨识精度又具有相对少的计算量,速度跟踪性能可以满足永磁同步电机伺服系统无位置传感器控制需要.     

PWM整流器在静止坐标系下的准直接功率控制

关于三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的控制方法一般采用两相旋转坐标系实施控制。一个主要原因是在同步旋转坐标系中电压、电流等变量在稳态时表现为直流信号,可以采用获得广泛应用的PI调节器达到稳态无静差控制。通过分析电压型PWM整流器的瞬时功率,在两相静止坐标系下提出一种新型的准直接功率控制策略。与传统的方法相比,省去了电网电压相位信息检测(如锁相环等)、电流环解耦控制以及旋转坐标变换,减少了检测环节误差带来的干扰以及参数不准确造成的解耦不彻底问题,提高了系统的稳定性,在两相静止坐标系下即可实现PWM整流器在电网侧单位功率因数运行。同时,对采用谐振控制器时,内外环控制器参数的设计进行理论分析并提出参数设计方法。计算机仿真与30kVA三相PWM整流器上的实验结果表明,本文提出方法性能优良、动态响应迅速。     

同时带交流和整流负载的三相同步发电机系统的等效电路模型

同时带交流和整流负载的三相同步发电机系统是一个非线性系统 ,为了对此进行解析分析 ,将其中的三相同步发电机的d、q轴变量分解为低频分量和高频分量分别加以处理 ,忽略转子回路对高频电流的电阻和阻尼绕组对低频分量的作用 ,在d、q轴超瞬变电抗近似相等的条件下 ,分别建立了该系统的从整流负载侧和交流负载侧观察的等效电路模型。给出了模型中等效发电机的Park方程、稳态运行矢量图及相应稳态量的计算方法。该模型可用于系统稳态和似稳态过程的分析计算     

A spice-based approach to steady state circuit analysis

A new SPICE-based approach for steady state circuit analysis is presented which uses SPICE computational capabilities and a master programme to carry out the periodic response. the master programme implements a suitable method for steady state analysis and is linked with SPICE only via I/O SPICE files. This allows the use of all SPICE analyses together with the new one simply by adding a new statement in the input SPICE file. In this paper the bases of this technique, including the chosen steady state method and the whole system structure, are discussed. Simulation results produced by this technique have been compared, by means of two meaningful examples, with those obtained both by SPICE and by a dedicated simulator for steady state analysis working in the frequency domain.     

调频准谐振变换器系统的非线性全阶建模及符号分析法

基于开关函数建立了准谐振变换器的全阶非线性电路模型 ,并用等效小参量法进行分析 ,可得到全符号表示的谐振元件和滤波元件状态变量的直流解和纹波解。文中分析方法表明 ,利用开关函数的非线性建模及等效小参量分析 ,可统一PWM类及谐振类变换器的分析。     

中期电压稳定的并行仿真算法

文章结合电压稳定分析的特点,将并行计算方法应用到描述中期电压稳定的准稳态(quasi steady state,QSS)仿真分析中。首先将电力网络划分成以树形分层结构相联的子网,处于同一层上的子网相互独立,可并行计算。进行QSS仿真分析时,通过前向简化(底层子网到顶层主网)和后向回代(顶层主网到底层子网)实现对牛顿法线性增量方程的求解。该算法有效提高了微分方程联立求解的效率,为大规模电力系统并行仿真计算的实现提供了新方法。在新英格兰10机39节点测试系统和我国山西电网系统上对算法的可行性进行了验证。     

基于电压灵敏度的交直流电力系统静态电压安全域评估方法

特高压直流可能导致近区电网潮流分布不合理,造成电压越限。针对这一问题,提出了一种基于灵敏度分析的交直流混联系统静态电压安全域的快速评估方法。首先结合直流系统准稳态模型得到交直流系统潮流方程,通过对系统功率方程求偏导数得到节点注入功率和支路导纳对电压的灵敏度,进一步给出基于灵敏度的节点电压变化量计算方法。然后设置预想故障集,并将其中的事故等值为节点功率扰动与支路导纳的变化,计算出各种事故后节点电压的变化量。最后基于电压变化量最大值和最小值评估静态电压安全域,给出具体的节点电压安全运行范围。通过对四机两区域的交直流系统及江西500 kV电网的仿真,验证了所提出的评估方法的可行性。     

准稳态PFC电压反馈环的优化设计

提出了一种准稳态功率因数校正电压反馈环的优化设计方法，该方法在负载改变和滤波电容很小时均能使输入电流保持很高的功率因数。最后，实验结果表明了该方法的可靠性。     

逆变器系统中准PCI控制器及其物理模型分析

逆变器系统中理想比例复数积分(PCI)控制器在谐振频率处增益为无穷大,且在其他频率处没有增益,由此可以消除稳态误差,但是无限大的增益将会引起稳定性问题。提出一种基于αβ静止坐标系可消除交流稳态误差的准PCI(QPCI)控制器,此控制器可利用αβ静止坐标轴之间的耦合产生相互谐振实现对正弦信号的跟踪,同时在谐振频率处引入通频带宽ωc,既消除稳态误差又保证系统稳定性。此外还从物理模型重构的角度揭示准PCI控制器运行原理,以及参数对其性能的影响。通过对LCL型三相并网逆变器进行仿真和实验,对比PCI和准PCI的性能,验证了准PCI的正确性和优越性。     

考虑光伏无功补偿的多馈入直流受端电网强度分析

具有多馈入直流外受电和新能源集中并网的受端电网稳定运行需要交流系统提供足够的电压支撑强度.有必要研究如何准确量化受端电网强度.文中考虑定性分析和定量评估2个方面,从广义短路比及其临界值变化的角度研究了光伏电站接入对受端电网静态电压稳定裕度的影响.首先,建立系统的准稳态模型,利用光伏电站接入对交流网络雅可比矩阵主导特征值的灵敏度,定性分析了不同控制方式下光伏电站对系统静态电压稳定性的影响;其次,基于模态摄动,给出考虑光伏电站接入后的广义短路比及其临界值的计算方法和评估流程;最后,通过量化光伏电站无功补偿对系统强度的影响,给出光伏电站电压-无功功率下垂控制系数的选择方法.仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性.