可仿真任意工况的MMC等值电磁暂态仿真模型与平均值模型

基于对MMC在启动以及直流故障期间桥臂电容电压动态过程的分析,提出了改进的MMC等值电磁暂态仿真模型,并根据桥臂总电容电压的动态特性提出了可仿真任意工况的MMC平均值模型。在PSCAD/EMTDC下搭建了21电平MMC的详细电磁暂态仿真模型、等值电磁暂态模型和平均值模型,通过启动、电流阶跃、交流故障和直流故障、环流抑制器投切仿真,验证了所提出的等值电磁暂态仿真模型和平均值模型可以分别在换流站级和电力系统级的研究上取代详细开关模型并提高仿真速度。     

基于改进型PEM和L指标的含风电场电力系统静态电压稳定评估

快速、准确地评估系统电压稳定性对于大规模风电并网后电力系统安全运行具有重要意义。为此,提出一种基于改进型点估计法(point estimate method,PEM)和局部电压稳定指标(L指标)的含风电场电力系统静态电压稳定评估方法。首先,提出一种改进型PEM计算L指标各阶矩和半不变量,并结合Cornish-Fisher级数展开获得其概率分布,相比于传统2n+1法,在无须涉及更高阶矩等复杂计算下可提升L指标分布的拟合精度;然后,利用风险偏好型效用函数定义计算各节点电压失稳风险度,完成含风电场电力系统静态电压稳定评估,识别系统电压稳定薄弱节点;最后,基于该风险度引入风电并网电压稳定因子,并由此分析风电对系统静态电压稳定的影响。采用改进的IEEE-14和39节点系统算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

三相并网逆变器主动移相孤岛检测研究

提出了一种基于频率正反馈的主动移相(APSPF)孤岛检测方法,适用于三相并网逆变系统。该方法通过引入频率误差形成主动移相角,并对系统的有功电流和无功电流采用不同的d-q变换形式,使得系统的有功不受频率误差的影响,而无功受控于主动移相角。经分析表明,该方法易于实现,对系统的无功功率影响小,且不影响并网电流的波形控制能力。仿真和实验证明了所提孤岛检测方法的正确性和可行性。     

基于热阻模型和温度迭代的阀损耗计算方法

换流阀是特高压直流输电工程重要的组成部分,其损耗计算对特高压工程的系统设计、散热器参数选择等具有重要的作用。阀损耗与电力电子器件的调制方式、器件类型等密切相关。针对精确估算阀损耗的问题,提出了利用等效热阻模型和温度迭代方法获得器件工作温度,进而求解换流阀损耗的精确计算方法。根据理论研究结论,开发了阀损耗计算软件,该计算软件能同时考虑阀损耗与运行参数的关系。并利用ABB公司提供的IGBT模块损耗计算软件进行了仿真验证。最后绘制了阀损耗与运行参数的特性曲线,为换流阀和散热器的参数设计提供了参考依据。     

10kV方波发生器的研制

针对电力系统中波前时间比标准雷电波(1.2μs)还要短的冲击过电压测量问题,以及为了提高试验标定冲击分压器时输出信号的信噪比,提出了电容放电型方波发生器的电路原理,以上升时间<5ns的气体间隙作为陡化开关,研制了上升时间为ns级的高压方波发生器。初步试验结果表明,陡化开关满足设计要求,重复性好,但波形受回路杂散参数的影响较大。在考虑杂散参数影响的条件下,通过ATP仿真分析了回路主要参数对输出波形的影响规律并确定了各参数的取值,改进后的试验回路能得到上升时间<5ns、脉宽>1μs、幅值约10kV的方波电压。该方波发生器可作为标定冲击分压器的方波源。     

三相PWM整流器的死区效应分析及补偿方法

在三相PWM整流器的功率管驱动信号中加入死区时间可防止电压直通,但这会对变换器的电压电流波形产生影响,称之为死区效应。为此,详细描述了死区时间内变换器的工作过程,提出了三相PWM整流器的死区电压效应和电流效应,并分别进行了定量分析。然后结合空间矢量调制策略,引入了死区效应空间矢量的概念,统一并从本质上解释了死区的两种效应。为了克服死区效应的不良影响,提出了两种补偿措施,并详细介绍了利用DSP的数字实现方法,这两种措施均不需要改变硬件电路,也不会增加控制器的复杂度和负担。最后,通过实验验证了理论分析的正确性和补偿措施的有效性,还指明了进一步研究的方向。     

双向拉伸聚丙烯薄膜shish-kebab结构的辐照劣化模型研究

高能射线辐照会导致电容器储能介质发生交联和降解等化学变化,进而影响到电容器的宏观电气性能和应用性能。该文以双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜典型的串晶结构(shish-kebab)为对象,研究了γ辐照积累剂量D对分子链结构和结晶特性的影响,建立了辐照劣化模型。研究结果表明,当D<10 kGy时,辐照交联和降解反应同时发生且程度相当,结晶度和大分子含量均无明显变化;当D≥10 kGy时,辐照降解反应占主导,shish晶逐渐被破坏,结晶度和大分子含量逐渐下降;当D=1 000 kGy时,shish-kebab结构几乎完全破坏,薄膜内主要为片晶和无定形结构。该模型描述了γ辐照下shish-kebab结构的劣化过程,为聚合物晶体结构的辐照老化机理研究提供参考。     

一种电能质量扰动的检测和分类方法

提出了一种噪声情况下检测、定位电能质量扰动，同时对电能质量扰动的形式进行分类的新方法。这种方法基于2种短窗算法：短窗功率算法和短窗自相关算法。任何加载在电压上的扰动实际上可以视为电压的能量在这段时间发生了变化，短窗功率算法就是基于这个事实而提出，短窗自相关算法用来滤除电压功率微分中的噪声。仿真算例结果验证了这种方法的有效性。     

虚拟三次谐波制动式变压器差动保护的仿真研究

针对虚拟三次谐波制动式变压器差动保护，具体阐述如何利用ATP仿真程序建立适用于该新原理的变压器仿真模型；同时，详细给出了变压器在各种工况下运用此新原理所得到的仿真结果，以说明原理的可行性和保护整定值的选取范围。     

电力系统振荡动静态网络分析及功率传输特性EI北大核心CSCD

以同步发电机为主的传统电力系统发生低频振荡时,通常采用机电暂态模型来分析与计算,网络使用准稳态模型,潮流关系满足代数方程。但对于其次同步振荡或者电力电子化电力系统宽频振荡时,通常采用电磁暂态模型来分析与计算,网络使用动态模型,潮流关系满足微分方程。文中针对电力系统小扰动失稳后的一般化统一振荡形式,建立以传统电力系统中的同步发电机和电力电子化电力系统中的电压源型变换器为代表的发电设备外部特性的统一描述形式。推导动态和静态网络描述的功率特性方程,建立功率与振荡频率依赖关系的物理图像,发现其可被划分为低频区(10Hz以下)、谐振区(10~200Hz)和高频区(200Hz以上),证明了低频振荡时静态网络描述的适用性,而对于次同步振荡和高频振荡,网络则须使用详细的电磁暂态模型。推导结果在两机系统和多机系统中得到仿真验证。