基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法

为减少电网故障行波传播色散特性对行波波头检测和波速测量的影响,提高电网故障行波定位的准确度,提出了基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法。该法结合小波包技术与傅立叶变换的谱分析,对行波信号进行分析,提取能量相对集中的故障频带信号进行故障行波定位计算;行波到达时间由该频带相应尺度下的小波包能量时谱提取的行波特征点位置计算;该频带行波传播速度由输电线路两端对外部扰动的实测行波数据计算。大量的电网故障行波定位ATP仿真分析结果和现场实验测试分析表明,该电网故障行波定位方法能有效提取电网行波特征信号,减少行波传播色散特性和线路长度变化的影响,定位误差<200m。     

基于最优Morlet小波自适应包络解调的弱故障特征提取方法

为自适应实现Morlet小波与故障冲击特征成分的最优匹配,采用基于Shannon小波熵的方法优化带宽参数设计最优Morlet小波。针对最佳尺度求取的难题,利用谱峭度与小波熵均能敏感反映冲击性的特性,提出了基于峭熵比求取最佳尺度。基于此,提出基于最优Morlet小波自适应包络解调的弱故障特征提取方法,该方法首先对信号进行最优Morlet连续小波变换;然后,依据峭熵比自适应地求取最佳尺度并提取最佳尺度的小波系数;最后,对最佳尺度的小波系数取模即可实现对最优频带的包络解调,得到包络谱,从而实现微弱故障特征的提取。实例分析表明:该方法克服了传统包络解调需要人为设定带通滤波器参数的不足,能有效地从强噪背景中提取微弱故障特征。     

采用小波变换检测和定位电能质量扰动

从小波变换能够突出信号局部特征的特性出发,探讨了多尺度小波变换模极大值与信号突变点之间的关系,分析了对电网电压跌落及周期脉冲等典型电能质量扰动进行检测与定位的方法。为验证方法的有效性,进行了相应的仿真研究。结果证实了小波变换能更精确地检测和定位电能质量扰动。     

采用小波变换检测和定位电能质量扰动

从小波变换能够突出信号局部特征的特性出发,探讨了多尺度小波变换模极大值与信号突变点之间的关系,分析了对电网电压跌落及周期脉冲等典型电能质量扰动进行检测与定位的方法.为验证方法的有效性,进行了相应的仿真研究.结果证实了小波变换能更精确地检测和定位电能质量扰动.     

基于自适应小波方法的小电流故障选线研究

分析了小电流接地系统发生单相接地故障时的暂态故障特征,指出了传统小波选线方法的优点和需要改进的地方,提出了一种新型的自适应小波选线方法.该方法定义了2个衡量反映小波分解后各个尺度信息优劣的指标:绝对幅值强度和平均幅值强度,基于这2个指标,该方法能够自适应地选择分解尺度,提高选线结果的正确性.对仿真结果的分析表明了该方法的有效性和可行性.     

一种虚拟同步发电机自适应阻尼补偿方法

针对系统电感对虚拟同步发电机控制系统存在等效负阻尼效应的问题,提出了一种自适应阻尼补偿方法。首先,基于虚拟同步发电机控制技术,通过dq变换和小信号分析建立系统的动态电磁方程和动态小信号模型。然后利用电磁转矩偏差分解出同步力矩系数和等效阻尼系数。最后根据等效负阻尼的产生机制,在有功-频率调节器中加入以系统频率、虚拟阻抗为自适应控制变量的阻尼补偿模块,实现对虚拟同步发电机阻尼的自适应补偿。通过Matlab/Simulink仿真,并与基于传统的虚拟同步发电机控制方法及基于虚拟阻抗补偿方法等方法所获得的结果进行比较,表明文章所提出的自适应阻尼补偿方法具有更强的稳定性和更快的响应速度,验证了方法的有效性。     

基于自适应陷波滤波器的有源阻尼控制方法

LCL滤波器因具有良好的高频衰减特性而被广泛用作并网逆变器与电网的接口。弱电网情况下,并网模型中电网感抗值不可忽略,电网感抗的存在会影响LCL谐振频率的大小,对传统有源阻尼控制方法提出挑战。在分析基于带阻滤波器的有源阻尼控制方案基础上,引入自适应陷波滤波器,提出了一种能够跟随系统参数变化自适应调整陷波滤波器负谐振点位置的有源阻尼控制方法。以光伏逆变系统为载体对该算法进行仿真分析,结果验证了该方法在弱电网情况下的有效性和自适应性:系统谐振频率发生偏移时该方法能够实现对其的准确跟踪,并且显著降低谐振频率点及附近频率段的谐波含量;电网电压发生±5%以内电压突变时,该方法的动态响应特性仍能满足系统的稳定运行要求。     

超高压电网故障录波数据自适应压缩新方法

综合分析了超高压电网变电站故障录波数据快速压缩传输的必要性,以及现有故障录波数 据压缩传输算法的优缺点.提出了基于信号奇异性检测原理的自适应小波去噪压缩算法,详细分析了各尺度上小波系数奇异点的匹配搜索过程和最大尺度层数自适应阈值选取方法;通过故障录渡信号频率与采样率的关系,确定出最大小波分解层数,然后在该分解层数上进行噪声白化检验,并对某一个信号奇异点进行奇异性指数计算,以确定出小波最优分解层数.最后通过大量真实故障录波数据编程仿真,验证了该压缩算法的高效性.     

基于自适应虚拟惯性的微电网动态频率稳定控制策略

微电网作为分布式电源的有效载体,通过分布式电源并联连接形成独立电网。而微电网中传统下垂控制的输出频率动态响应速度快,在负荷频繁波动下易受到较大扰动。为了提高微电网频率的动态稳定性,文中提出了一种基于自适应虚拟惯性的同步发电机的控制策略,该方法模拟同步发电机的行为,构造频率变化率与虚拟惯性的关系,自适应改变虚拟同步发电机控制的惯性,从而提高微电网系统抗干扰能力和过载能力。相比于传统的交替惯性方法,所构造的自适应惯性算法不需要采样频率微分项,避免了引入系统噪声,同时实现了惯量的平滑灵活调节,具有较强的鲁棒性。另外,利用李雅普诺夫稳定理论分析了所提算法的收敛性和稳定性。仿真和实验结果表明所提方法提升了微电网频率的动态稳定性,从而验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于改进量子遗传算法的虚拟电厂在多时间尺度下参与AGC优化调度

介绍虚拟电厂参与AGC调频控制过程,建模分析新能源机组及柔性负荷出力特性;提出一种计及传统发电机组、新能源发电机组、储能系统和柔性负荷的虚拟电厂参与AGC调频多时间尺度优化调度方法,使得虚拟电厂整体在多时间尺度下参与AGC调频收益最大、综合调频效果最佳。研究一种引入量子交叉和量子变异的改进量子遗传算法,并与传统AGC分配方法及自适应遗传算法进行仿真对比,结果表明所提算法具有收敛速度快、全局寻优能力强的优点。     

基于小波变换的电能质量扰动检测与定位

根据电能质量扰动信号的非平稳性,通过对小波变换原理的分析,从小波变换能够突出信号局部特征的特性出发,探讨了多尺度小波变换模极大值与信号突变点之间的关系,分析了利用小波变换对电网电压暂降及周期脉冲等典型电能质量扰动进行检测与定位的方法。为验证方法的有效性,以电压暂降扰动和周期脉冲扰动检测为例进行了相应的仿真研究,结果证实了利用小波变换能更精确地检测和定位电能质量扰动。     

基于VSG的低压柔性直流系统连接串联补偿电网的稳定性分析

低压柔性直流输电系统可实现异步电网互联,并且具有控制灵活等优点。而虚拟同步机技术通过模拟传统同步发电机的外特性可以弥补电力电子设备无惯性和阻尼的缺点。然而,虚拟同步机与串联补偿电网之间的阻抗交互作用可能导致系统失稳,而目前这方面的研究较少。该文对基于虚拟同步机的低压柔性直流输电系统进行序阻抗建模,通过伯德图分析低压柔直虚拟同步机连接串联电容补偿电网的稳定性。提出一种动态虚拟阻尼系数的有源阻尼控制方法,通过动态调节虚拟同步机阻尼系数,同时结合调制信号反馈有源阻尼方法,共同抑制次同步振荡。所提出的改进后的有源阻尼控制方法可以解决调制信号反馈有源阻尼方法中,虚拟电阻值设置过大造成的工作点偏移。最后通过Simulink仿真验证所提出方法的有效性。     

城轨牵引供电系统多尺度和多物理域建模仿真方法

城轨牵引供电系统实际运行涉及电、磁、热、力等多物理域耦合作用,以及多时间、空间尺度变化过程。然而,传统建模仿真方法尺度分离、机理单一,难以对系统的多尺度和多物理域状态进行统一描述及全面分析。因此,首先提出一种城轨牵引供电系统多尺度和多物理域建模仿真方法,采用Simscape平台和模块化、组件化、可视化建模思想,设计多尺度和多物理域的系统级建模框架;然后基于并行协同交互策略,提出一种模式自适应的多尺度仿真方法,实现多尺度模型之间的有机高效融合;接着基于分级多域反馈,提出系统级的多物理域仿真方法,保证多物理域模型的耦合交互仿真;最后基于仿真验证了所提出的多尺度和多物理域建模仿真方法的有效性,表明多尺度和多物理域模型能够统一描述系统在多个物理域下的宏观及微观特性,全面、充分地表征系统运行的实际物理过程。     

基于模糊控制的高占比风电系统自适应虚拟惯量及调频参数补偿策略研究

随着风电在电网中占比的大幅提高,传统同步发电机组占比减少,系统惯性降低,抵抗扰动故障风险能力下降.为提高高占比风电系统的频率稳定性,提出一种基于模糊控制的自适应虚拟惯量及调频参数补偿策略.首先分析扰动故障下不同风电占比对频率变化特性的影响,建立风机参与调频的数学模型以及高占比风电系统综合频率响应模型.其次针对风机定虚拟惯量控制在频率恢复过程中的不足,构建风机模糊自适应虚拟惯量及调频参数补偿方案.最后通过仿真算例验证风电虚拟惯量自适应模糊控制在提高系统频率稳定性方面的有效性.     

基于小波模糊神经网络的DTC系统参数的辨识

模糊神经网络由于具有良好的自学习和自适应能力,在非线性系统辨识中有着广泛的应用,又由于小波变换或分解所表现的良好的时频局部化特性,以及多尺度的功能,提出了基于小波模糊神经网络的直接转矩控制系统(DTC)参数辨识方法.利用递推正交最小二乘法(ROLS),采用改进的Givens旋转变换技术避免了大型矩阵的QR分解运算.通过计算机仿真证实了该法良好的辨识效果.     

基于时间尺度变换的大步长电磁暂态仿真

传统电磁暂态仿真步长小,速度慢,限制了仿真规模。该文通过对解析信号特性的分析,利用欧拉公式提出一种时间尺度变换方法实现大步长仿真,建立RLC基本元件和电压源型换流器(voltage source converter,VSC)在时间尺度旋转坐标系下的模型,基于此方法设计了考虑多频率成分的大规模混联电网的多速率快速电磁暂态仿真框架。对含有电力电子设备或希望详细仿真的部分采用小步长仿真,对其他部分,采用大步长仿真。小步长和大步长按传输线接口。对比分析时间尺度变换和所提仿真框架与传统电磁暂态仿真、dq0变换、动态相量法、频率偏移法、频率自适应法等方法的特点,并用仿真算例验证方法的可行性和有效性。     

典型电能质量扰动信号的小波检测

从小波变换能够突出局部特征的能力出发,利用多尺度小波变换模极大值与信号突变点之间的关系,探讨了利用小波变换的模极大值对电压凸起和频率升高等典型电网电能质量扰动信号的检测方法,并进行了相应的仿真研究,结果证实了方法的有效性.     

一种电网强度在线感知的自适应虚拟同步控制策略

微电网中的储能虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)需在并网和微电网等不同强度电网工况下切换运行。为提高VSG在工况切换前后的一次调频特性与动态响应特性,采用小信号建模与广义根轨迹分析的方法,通过向阻尼环节引入微分,提高VSG一次调频响应的准确性。建立了VSG参数与电网强度的关系,基于对电网强度的在线感知,设计自适应优化虚拟阻尼的方法,使得VSG在电网强度变化前后均具有良好的一次调频特性与动态响应特性。在RTDS-DSP硬件在环半实物仿真实验平台上构建了光-储-柴微电网模型,通过相关实验验证了所提方法的有效性。     

多尺度相关分析在管道泄漏检测中的应用

传统相关检漏法是在固定尺度上对信号进行处理,如果滤波参数选择不当将产生较大的计算偏差.本文提出将小波变换的多尺度分析方法与动态系统模型相结合,实现压力信号的多尺度相关分析,获得了比单一尺度上更好的处理效果.实验数据也证明了该方法的有效性.     

基于能谱熵测度的自适应单相接地故障选线方法

根据单相接地的故障特性,将小波包和信息熵结合对故障暂态电流进行分析,定义能谱熵作为单相接地故障的暂态普适特征量,定量量度暂态的不确定性。分析了故障暂态信号频谱分布的特性规律,定义能谱熵测度及饱和熵来统计信号能量的复杂度。提出基于多尺度能谱熵测度的故障模式分类方法,将单相接地故障分为强故障、小角故障、弱故障3类模式。在此基础上,提出了基于故障模式识别的自适应选线方法。仿真和故障录波数据验证了该方法的有效性。