基于IEC61970标准的电力系统保护模型扩展方案研究与应用

针对电力系统中的保护建模,分析比较IEC 61970标准以及IEC 61850标准当中对于保护模型的建模方法。针对IEC 61970标准对于保护模型建模办法的不足之处,结合IEC 61850标准二次系统模型描述办法的优势,对于IEC 61970标准中保护模型进行扩展;对于保护系统当中诸多的保护功能,扩展保护模块类对于保护功能进行描述,可与IEC 61850标准中的逻辑节点相对应;对于保护量测,描述保护量测的建模办法以及建模位置,以保护模块作为保护量测的父资源;对于保护定值,增加两种量测类型加以描述,建模办     

电力线通信信道噪声模型研究现状

噪声干扰严重影响电力线通信的可靠性.测量了电力线通信信道噪声,说明了目前国内外对电力线通信信道噪声模型的研究现状.对于背景噪声,建立其自回归模型的手段已较为成熟;对于脉冲噪声这种随机的时间序列,自回归模型已不再适合,有人建立了其持续时间与间隔之间的马尔科夫模型,但其完整模型尚在研究阶段.     

负荷模型对云南电网稳定性影响研究

分析了静态负荷模型与综合负荷模型对云南电网大理送出断面、德宏送出断面、云电外送断面输电极限计算的影响。结果表明,对于大理、德宏送出断面使用综合负荷模型计算的极限较静态负荷模型的高,而云电外送断面使用综合负荷模型计算的极限较静态负荷模型的低。因此,对于动态稳定计算而言,没有"保守"的负荷模型。     

负荷模型对电力系统动态分析的影响浅析

在已有的静态、综合负荷模型等常用模型的基础上,通过应用仿真软件中已有的标准负荷模型,借助双区域四机典型网络,在对系统分别施加小扰动和三相故障的条件下,运用Prony法分析发电机功率曲线图,得到采用不同负荷模型时各个发电机的振荡模式、振荡频率和阻尼比,进而比较不同形式的负荷模型对于系统动态过程的影响。研究结果表明,负荷模型对于系统的动态过程有着重要影响。     

基于Transformer的暂态稳定评估模型的可解释性分析与模型更新研究

深度学习算法在电力系统暂态稳定性评估问题上有着优秀的表现，然而模型评估结果的不可知性与决策过程的不可控性阻碍了其在实际中进一步的应用。构建了基于Transformer编码器的暂态稳定评估模型，尝试通过模型对于特征量的注意力权重，解释和分析模型所关注和学习到的规则。在此基础上，结合可解释性结果提出了一种利用物理信息指导模型优化的模型更新方法。从模型的损失函数出发，通过微调的方式修正模型对特征量的注意力权重分布，加强对于样本失稳模式的挖掘。在微调模型的过程中，引入注意力引导函数提高对特定失稳模式关键机组的关注度，以减少对于特定失稳模式样本的误判，进一步提高整体的预测精度。在IEEE39节点系统和华东电网系统的仿真均验证了该方法的有效性。     

地形图精度对复杂地区风电场计算结果的影响

主要研究了地形图精度对复杂地区风电场年净发电量和尾流值计算结果的影响,通过对典型风电场应用不同精度的地形图和尾流模型的计算分析,得出地形图精度对于风电场年净发电量和尾流值影响的初步规律,通过计算分析得出如下结论：不同的尾流模型对于地形图精度的敏感度不同,利用PARK尾流模型计算出的风电场年净发电量最大;不同精度的地形图对于复杂风电场年净发电量和尾流值的影响都不大。     

输电铁塔计算模型分析

计算模型的选取是进行输电铁塔结构分析的首要任务之一。通过建立桁架模型、梁-桁架混合模型和刚架模型,分别对某角钢塔和钢管塔进行建模分析,得出输电塔在常见大风工况下的受力及位移状态。结果表明:对于角钢塔,采用桁架单元能够满足设计分析要求;对于钢管塔,使用梁单元建模分析能获得更加合理的计算结果。     

输电铁塔计算模型分析研究

计算模型的选取是进行输电铁塔结构分析的首要任务之一。通过建立桁架模型、梁-桁架混合模型和刚架模型,分别对某角钢塔和钢管塔进行建模分析,得出输电塔在常见大风工况下的受力及位移状态。结果表明：对于角钢塔,采用桁架单元能够满足设计分析要求;对于钢管塔,使用梁单元建模分析能获得更加合理的计算结果。     

一种车用动力型蓄电池的建模仿真研究

高效的动力蓄电池对于汽车新型动力而言非常关键。建立合理的电池动态模型对于研究动力电池在动态情况的性能十分有意义。PNGV电池模型运用等效电路的思想来模拟电池的动态特性。通过HPPC测试,对模型的参数进行了合理的估计,并在Matlab/simulink中建立了相应的仿真模型。通过与实验数据的对比,验证了模型的合理性。建立的仿真模型可为新型汽车动力系统的仿真提供基础。     

双馈风电机组模型简化的主要步骤和关键技术分析

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,研究了风力发电系统的简化模型。针对双馈风电机组中可以进行简化或降阶的模块,提出了对发电机模型、轴系模型、变流器及其控制模型分别进行简化或降阶,由此获得了不同的双馈风电机组简化模型。对于发电机模型可分为:五阶暂态模型、三阶暂态模型和一阶可控电流源模型;对于轴系模型有:三质量块模型、双质量块模型和单质量块模型;针对变流器及其控制模型的简化又可以分为:将变流器用可控电压源代替,形成电磁简化模型;将发电机/变流器模型用可控电流源代替,形成机电暂态模型。在此基础上比较了各个环节的关键技术,分析各简化方法的优势与不足;进而展望相关重要研究课题与方向。     

水平轴风力发电机组模型综述

从风力发电机组的类型及模型结构出发,介绍了风力发电机组的空气动力学模型、发电机模型、变流器模型、控制器模型。以双馈异步发电机为例,分析了其变速和变桨控制器原理及其控制过程,并建立了一个较为完整的风力发电机组模型,为风力发电机组的设计和控制提供了依据。     

Matching between straight‐wing nonarticulated vertical axis wind turbine and a new wind turbine generator

In the current wind turbine generation system, there are substantial problems such as the fact that the maximum power of the wind turbine cannot be obtained in the presence of fluctuating wind speed, as well as high cost and low annual net electricity production (due to mismatch between generators and wind turbines). A new wind turbine generator optimized for the wind turbine output is presented in order to solve such problems. This wind turbine generator consists of a permanent magnet generator, a reactor, and a rectifier, and uses neither a control circuit which requires standby electricity nor a PWM converter having a switching element. By selecting the most appropriate combination of a permanent magnet generator with multiple windings and a reactor connected in series with each winding, the maximum output of the wind turbine can be obtained without using a control circuit. The new wind turbine generator was directly coupled with a straight‐wing nonarticulated vertical‐axis wind turbine (SW‐VAWT), and matching of the generator with the wind turbine was examined in field tests. The test results and review confirm that the new wind turbine generator is highly matched with the wind turbine in the presence of fluctuating wind speed. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 174(2): 26–35, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21036     

风电机组电磁暂态建模及验证

风电机组暂态响应特性对新能源基地及近区电网的安全稳定运行影响很大,建立准确的风电机组模型对新能源并网具有重要意义。现有风电机组模型大多采用典型模型,与风电机组实际响应特性有一定差距,不能满足电力系统仿真需求。提出“现场试验—控制硬件在环（control hardware in the loop, CHIL）—动态链接库（dynamic link library, DLL）建模”的风电机组电磁暂态建模方案。构建基于现场可编程门阵列(FPGA)的CHIL仿真平台,并以风电机组暂态特性现场试验为基准,验证CHIL建模的准确性。提出以DLL为核心的“去控制器”数字建模方法,将风电机组的源控制代码封装后接入数字模型,实现风电机组电磁暂态建模,并以CHIL为基准进行校验。通过上述两级时域一致性验证,证明了所提建模方案的可行性和准确性。     

带感应耦合器的永磁同步风力发电系统建模与分析

对一种新型风力发电系统——带感应耦合器的永磁同步风力发电系统进行了研究.建立了自然风、风力涡轮机、感应耦合器及永磁同步发电机的数学模型和仿真模型.建立基于传递函数的系统整体动态仿真模型,并将其作为分析研究系统动态特性的工具.对阵风和涡轮机转矩产生7.5Hz波动条件下,有和无感应耦合器两种情况下永磁同步风力发电机的特性进行对比分析.讨论了感应耦合器的等效电阻对系统特性的影响.研究结果表明,引入感应耦合器有效削弱了干扰对系统的影响,降低了电压闪变程度,改善了风速变化或涡轮转矩波动时系统运行不稳定的情况.另外,耦合器等效电阻的减小可减小其运行的转差率,提高系统效率,但稳定性有所下降.     

基于αβ坐标系模型的双馈风力发电机参数辨识

目前双馈式风力发电机(DFIG)为国内外风力发电机的主流机型。要研究大规模风电并网对电力系统可靠性和稳定性等方面产生的影响,必须要有准确的风力发电机的模型和参数。研究了双馈风力发电机的模型参数辨识方法。首先在Matlab/Simulink环境中搭建了风力发电机并网的仿真模型,得到并网的实测数据。然后选用发电机的αβ坐标系数学模型,在对模型进行可辨识性分析的基础上得到定子自感、定转子互感的表达式。最后利用遗传算法,并采用分步辨识策略,进一步辨识出转子初相位θ0角、定子自感、定转子互感、转子互感等风力发电机参数。为研究大规模风电并网等课题提供了可靠的理论依据。     

大型变速恒频风电系统的建模与仿真

针对兆瓦级变速恒频风力发电系统,基于Matlab/Simulink建立了包括风机、传动齿轮、双馈发电机在内的大型风电系统的整体动态数学模型。传统的最大风能捕获算法往往基于最优功率曲线和部分风机参数已知,当上述参数未知或出现扰动时,风电系统的效率会严重降低。针对此不足,基于所建模型设计了变步长最大风能捕获控制器,该控制器采用矢量控制算法,实现了发电机输出有功和无功功率的解耦控制;针对有功功率控制,控制器根据发电机输出转速扰动时,相应输出有功功率的变化变步长地调整系统输入,直到系统运行到最大风能点。仿真结果验证了风电系统模型的正确性以及控制器的有效性。     

基于风力机特性的风电机组潮流计算

在风力机特性方程和异步发电机的稳态等值模型基础上,建立了基于风力机特性的风电机组潮流计算数学模型。考虑风力机特性方程中的风力机机械力矩和发电机电磁力矩平衡,将风电机组引入处作为功率可变的PQ节点,异步发电机则作为RX等值电路模型,进行了风电机组的潮流计算。该方法引入定子电压,定子电流和转子滑差的修正量,将风力机特性方程中的风速、风能利用系数、尖速比等相关参数引入到潮流计算过程中,通过与常规的牛顿-拉夫逊潮流计算相结合,修正相应的雅可比矩阵来完成,从而保证了潮流计算迭代过程的完整性。该模型既具有传统风电机组RX模型的优点,又可以保证牛顿-拉夫逊方法的平方收敛性。最后,通过2个算例进行了潮流计算,证明了其正确性。     

变速恒频风力发电系统最大风能跟踪控制的研究

变速恒频机组可以根据风速调整发电机转速以获得更大的风能。本文首先介绍了风轮机的功率特性,然后比较了三种现有的最大风能跟踪控制算法的优缺点。以感应发电机为例,研究了一种用于最大风能跟踪的变步长爬山法,并采用MATLAB软件进行了仿真实验,仿真结果表明了该控制策略的正确性和可行性。     

并网型双馈风电机组动态稳定性仿真

介绍了变速恒频双馈风电机组的基本结构，建立了双馈风电机组在d-q坐标系下的动态数学模型。应用Matlab/Simulink搭建了系统仿真模块，并对并网型双馈风电机组的动态稳定性做了仿真试验研究，结果表明：在风电系统中利用变速技术后可以提高风能的利用率，改善电力系统稳定性；变速双馈风电机组具有低电压穿越功能。     

含不同风电机组的风电场暂态运行特性仿真研究

随着大容量风电场集中接入电网,有必要研究含不同风电机组参数和类型的风电场暂态特性及对电网的影响。在分析笼型异步和双馈异步风电机组暂态模型的基础上,分别建立了含不同风电机组的风电场容量加权等值模型。从风电机组不同容量比、风电场不同短路容量比以及电网联络线不同阻抗比角度,对含不同风电机组的风电场暂态运行特性进行仿真。仿真结果表明：在电网接受风能容量一定的条件下,双馈异步风电机组装机容量比例提高以及风电场短路容量比和联络线阻抗比的降低,都可以提高和改善风电场出口处电压和机组的暂态稳定性。