SMRT电磁机电混合实时仿真交流-交流分网技术研究

针对电磁机电混合实时仿真( super mixed real-time simulation, SMRT)中交流-交流(交交)分网方式的难点和实用化的需要,提出了映射式交交分网方案,通过电磁、机电两侧重叠的映射子网络维持交流系统三序网络的完整和交流系统之间的同步。进一步通过基于映射子网的接口等值模型、基于映射关系的预估-校正接口误差治理等关键技术,保证了混合仿真交互计算的稳定和电磁、机电暂态两侧有效、平滑地接口。案例分析表明,映射式交交分网方案有效实用,相对于交流-直流(交直)分网方式,可以更准确地模拟复现交流电网与直流电网或电力电子设备间存在的重要高频暂态过程。     

基于并行计算机/RTDS的混合实时仿真不对称故障接口交互与实现

针对"并行计算机+RTDS"的SMRT混合实时仿真平台,提出用于三相不对称处理的混合实时仿真接口三序电流分立注入法和电磁暂态侧接口三序功率初始自校正计算方法,研发实现了电磁-机电暂态混合实时仿真中全序量交互,扩展了SMRT混合实时仿真平台不对称故障仿真模拟功能,经SMRT电磁-机电混合实时仿真与RTDS电磁暂态实时仿真的对比测试验证表明,两者仿真结果具有较高的吻合度。     

SMRT在交直流大电网分析中的应用模式及实践

电磁-机电暂态混合实时仿真平台（super-mixed real-time simulation, SMRT）因其仿真规模、仿真精度和易用性等方面优势在交直流大电网分析中展现出广阔的应用前景。目前,SMRT仿真平台已经被用于交直流大电网机电暂态行为和稳定特性的仿真分析与研究、基于典型运行方式的实际电网故障/事故快速复现、交直流系统重大运行风险评估等生产运行服务、系统性能及控制策略课题的研究和电网动态补偿电力电子装置对电网多直流故障后换相失败恢复的作用和影响的分析,以及调度员的教学和培训等领域。经过进一步开发,SMRT仿真平台将被用于解决系统级保护整定与校验等更多问题。     

电磁机电混合实时仿真平台实用化技术研发与实现：（一）混合实时仿真数字量接口*

电磁暂态-机电暂态混合实时仿真是国内外电力系统仿真领域的热点和难点之一,《电磁机电混合实时仿真平台实用化技术研发与实现》系列论文对此技术难题进行攻关。作为本系列论文第一部分,针对已有的基于模拟量接口的电磁机电暂态混合实时仿真系统的不足,利用目前国际先进的现场可编程门阵列（FPGA）板卡进行数字化通信接口交换数据,开发了基于RTDS的电磁机电暂态混合实时仿真数字量接口。与RTDS纯电磁暂态仿真结果对比,所研发的数字量接口可有效地减少仿真噪声、提高仿真精度,极大地推进电磁机电暂态混合实时仿真的应用。     

交直流大电网混合实时仿真（SMRT）平台研发与工程应用

为更准确、高效地研究南方电网受端多回直流换相失败、交直流复杂电网交直流相互影响、受端电网电压稳定和交直流电网稳定控制等问题,提出了研发基于RTDS实时仿真器与并行计算机联合闭环运行的电磁暂态-机电暂态混合实时仿真平台（supermixedreal-timesimulation,SMRT）。系统阐述了SMRT平台的架构和关键技术,即大规模电网实时机电暂态仿真技术、电磁与机电暂态全序量交互技术、RTDS与计算机仿真接口的数字化高速通信技术等。介绍了其在南方交直流互联大电网复杂系统运行分析、控制研究及运行人员培训中的应用。     

基于RTDS/CBuilder的机电电磁暂态混合仿真接口建模研究

在机电电磁暂态混合仿真中,一侧系统计算需要对对侧系统进行等值建模。本文基于RTDS/CBuilder提出了一种计及机电侧系统三序等值阻抗的适用于机电电磁暂态混合仿真的接口建模方法,详细介绍了接口模型的建模原理、实现方法和计算流程。仿真结果表明,该方法可以保证电磁侧发生非对称故障后的仿真精度,具有良好的扩展性。     

基于RTDS/CBuilder的电磁–机电暂态混合实时仿真方法

提出了基于实时数字仿真器(real time digital simulator, RTDS)的电磁–机电暂态混合实时仿真方法。在RTDS/CBuilder环境下,采用多线程和双链表稀疏矩阵技术开发了实时机电暂态仿真程序。提出了电磁和机电侧接口等值电路模型,并将RTDS电磁模型与实时机电暂态程序进行了连接,建立了混合实时仿真平台。该平台可以在详细分析含直流输电局部电网的同时,又能较准确地考虑交流系统对暂态稳定的影响。仿真算例证明了所提混合实时仿真方法的正确性。     

电磁-机电暂态混合仿真误差传递机理分析

电磁与机电暂态仿真在模型处理、积分步长和计算模式等方面存在的诸多差异使得通过接口结合的电磁 机电混合仿真存在不可忽视的固有误差,从而限制了其广泛应用。分别从电磁、机电暂态计算交互信息提取误差与接口交互误差两个方面分析了混合仿真中的误差传递机理,其中交互信息提取误差包括瞬时值转相量提取误差、相量转瞬时值离散误差及接口等值阻抗计算误差,接口交互误差包括时序交互误差、数据传输延时误差及机电暂态计算迭代误差。最后,通过基于PSCAD+C的电磁 机电混合仿真平台对上述接口误差机理分析结论给予验证,理论分析与仿真结果表明,相量提取算法、交互步长及数据传输延时是影响混合仿真精度的关键因素.     

数字计算机机电暂态与RTDS电磁暂态混合实时仿真系统

将机电暂态计算与电磁暂态计算进行实时接口,在一次仿真过程中同时实现大规模电力系统的机电暂态仿真和局部网络的电磁暂态仿真。还设计了数字计算机与RTDS的混合实时仿真平台,对其中的关键技术进行了研究和探讨,主要包括在进行机电暂态和电磁暂态仿真时如何对对侧系统进行等值以及两部分程序相互接口时的数据交换方式,并提出了解决这些问题的新思路,即构造的等值模型应该能够正确反映对侧系统的运行状态,而对次要因素可以简化。     

考虑不对称故障的机电暂态–电磁暂态混合仿真方法

提出一套机电暂态–电磁暂态混合仿真方案,包括接口母线的选取方法、机电暂态子系统对电磁暂态子系统的等效、等值电路正序和负序参数不相等情况的处理(基波负序补偿法),并采用最小二乘法求取3序基波电流来反映电磁暂态系统仿真结果对机电暂态网络的影响。仿真计算结果证明了该套仿真方案的有效性和可行性,解决了机电暂态网络发生各种对称和不对称故障复杂情况下局部电路的详细电磁暂态仿真问题,并通过了大型电网仿真的检验。     

基于改进空间矢量PWM的AC/DC/AC准全硅变换器

针对不控整流式的AC/DC/AC变换器,提出一种改进的空间矢量PWM方法应用于变换器的逆变级调制来取消或减小直流侧的大容量电容。其主要思想是根据负载功率因数角判断是否需要在直流侧放置一小容量续流电容,然后根据直流波动电压的采样值和SVPWM控制策略下电容的充放电规律来修正调制比。文中给出了最小电容值的计算方法,此电容与传统的平波电容相比容量显著减小且仅作倒灌电流的续流通道,所以称此变换器为准全硅变换器。最后针对所提出的准全硅变换器用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真和实验结果验证了其可行性。     

燃料电池供电系统中变换器应用

介绍目前用于燃料电池供电系统的DC/DC、DC/AC的电路拓扑以及它们之间的连接。     

DC/AC在风-光-柴互补供电系统中应用的探讨

概述了风-光-柴互补供电系统的基本原理,着重探讨了DC/AC在该系统中的应用,并论述了DC/AC选取的有关参数和指标.     

特高压交直流混联电网稳定控制分析

结合我国电网发展综述了特高压交直流混联输电系统安全稳定控制存在的问题及解决方法。首先,根据交直流混联系统网架结构,给出了初步评价该类系统稳定性的一般方法,分析了交直流混联系统存在的稳定性问题及控制需求。其次,结合我国电网规划中的交直流混联系统,论述了利用直流系统功率紧急控制、功率调制、频率调制等方法提高交直流系统稳定水平的方法,并给出了研究示例,验证了上述方法的有效性。最后,针对目前交直流混联系统研究存在的不足,展望了未来研究方向。     

Three-phase two-leg buck-boost DC-AC inverter with differential power processor unit

Renewable energy sources (RESs) need power-electronics-based converters to deliver the acquired power to the grid. Those converters should provide voltage-bucking/boosting capabilities to accommodate various grid modes specially for three-phase distorted commonly unbalanced distribution utility networks. Several power electronic-based converters have been elaborated to fulfill this high-demand market. Single-stage converters are the most dominant in the market where the current source inverters (CSIs), impedance source inverters (ZSIs), and boost inverters are the high-end candidates. The aspects of cost, footprint, and minimal numbers of active switches, in addition to simplified controllability, build the main challenges that face the evolution of robust renewable energy-associated grid-tied converters. This paper presents a novel three-phase differential-mode buck-boost inverter based on two bidirectional buck-boost DC/DC converters and one differential power processor (DPP) unit. The proposed topology is a single-stage DC/AC converter offering bucking/boosting capability, with reduced hardware requirements. The proposed topology features a simplified control methodology in addition to reduced size and cost of the hardware setup which makes it more suitable for grid-tied renewable energy applications. The operation principles, small-signal model, and control strategy of the proposed topology are also illustrated. Simulation and experimental results are presented in details to verify the topology-enhanced performance under various operating conditions. The deducted results elucidate the viability of the proposed configuration alongside with the claimed merits.     

光电波分一体综合业务复用系统

系统充分考虑电力通信网各种特殊的需要,设计过程突出故障点定位准确、抢修方便快捷、业务恢复迅速的重要性,结合电力通信的特点,提出一种可以将电源、光传输及接入功能高度集成化的系统,既可节省光纤资源,又能够满足电力通信网准确定位故障点、快速抢修故障的特殊要求。     

关于发电机灭磁方案的探讨

本文提出一种新的灭磁时序,分析了多种可能工况下发电机转子灭磁的效果。仿真结果表明采用这种灭磁时序可以有效地实现交直流冗余灭磁。这种灭磁时序甚至可以将对直流灭磁开关弧压要求降低到灭磁电阻残压大小,对发电机的灭磁具有指导意义,可以广泛地应用到采用非线性电阻的发电机灭磁中去。     

交直流碰线故障对变压器差动保护影响的实证分析

在实际工程中,目前较为常见的是交流、直流线路交叉跨越的情况,特别在南方地区交流线路错综复杂,南方电网作为多个直流工程的落点,交直流交叉跨越现象更加明显。文中以金中换流站实用的PSCAD仿真模型为基础,搭建了交直流系统共存的仿真模型,并选取220 k V,500 k V交流系统作为典型场景进行分析,仿真交流变压器区外发生金属性的交直流碰线故障。根据仿真波形的分析结果,给出了交直流碰线故障时变压器差动保护的特性分析结果。     

低成本交直流两用后备电源的设计

本文提出了一种适合众多小功率仪器的后备电源系统，具有交、直流自动切换功能，和智能化充电功能。     

桥式并联谐振直流环AC/DC变流器的最佳谐振控制

提出一种桥式关联谐振直流环电压源型ＡＣ／ＤＣ高功率因数变流器,所有器件可实现双零开关,采用相平面法对整流和逆变两种工作状态进行了归一化分析。在此基础上,讨论实现软开关的最佳谐振控制和参数设计,给出了实验结果。