磨机系统起动过程的Simulink仿真

通过对液体电阻起动器起动磨机系统的研究分析,推导出了磨机起动过程中的拖动方程,建立起了Simulink仿真模型,并用实例进行了仿真。     

考虑铁耗电阻的感应电机参数在线辨识技术

传统感应电机高性能控制方案中,电机模型忽略了电机铁耗的影响,与实际物理模型有一定的偏差。基于包含铁耗等效电阻的感应电机模型,建立新的励磁电流计算方法,对电流和电压信号进行高精度的采样和离散处理,并对电机模型进行数学推导,得到基于递推最小二乘法(RLS)的辨识模型,实现了对铁耗电阻、转子电阻等重要电机参数的在线辨识。建立了MATLAB仿真模型,对参数辨识算法进行验证。仿真试验结果表明:所提方法可以在不同工况下实现较高精度的辨识,并可以快速地跟随待辨识参数的变化,为感应电机高性能控制奠定了基础。     

六相交流脉冲发电机组起动建模及仿真

对六相交流脉冲发电机组起动过程进行分析研究,给出了起动过程中机组的等效数学模型,实现了三相绕线式异步电动机转子串接液体电阻恒定子电流起动的建模。通过对一台六相交流脉冲发电机组起动过程的仿真,获得了机组起动过程的动态特性曲线,此结论为设计控制环节及机组的运行模式提供了理论参考。     

基于转子串电阻的双馈风电机组故障穿越技术

针对撬棒保护技术存在的双馈风电机组失控问题,提出了转子串电阻和直流侧卸荷电路协调控制的故障穿越方案。该方案不仅能够保证双馈风电机组满足电网规范的穿越要求,同时也抑制了系统机组转速的过快增加,从而有效地改善了机组的转速稳定性和瞬态行为。首先分析了转子串电阻的理论依据,评估了不同限流电阻对机组瞬态特性的影响,选择了合适的电阻值,并分析了所提方案的工作原理。最后基于PSCAD/EMTDC仿真软件对所提方案的有效性进行验证。仿真结果表明,所提方案能保证双馈风电机组成功穿越低压故障,且具有较好的转速稳定性和瞬态特性。     

无换向器电机全程时域仿真模型

无换向器电机是一套复杂的机电一体化装置,为了确定主回路、控制回路的结构和参数设计,需要建立接近于实际系统的仿真模型。结合Matlab仿真软件提供的电力系统工具箱与编程功能,利用双闭环调节器构成调速系统,并用有限状态机方法设计控制软件算法,建立了无换向器电机的全程时域仿真模型。利用该模型分析了无换向器电机的起动过程、调速性能以及平波电抗器选型。仿真与实际波形分析验证了仿真模型的正确性。     

750 kV滤波器场断路器合闸电阻预投入异常仿真北大核心CSCD

文中针对3例特高压换流变电站750 kV滤波器场断路器合闸电阻预投入异常问题,采用PSCAD建立对应滤波器场小组仿真模型,分析合闸电阻阻值变化下对应涌流特征,与现场预投入波形比对,确定波形异常为合闸电阻预投入过程阻值变化导致。结合断路器合闸电阻内部结构,构建合闸电阻对应分布电容参数,分析在不均匀杂散电容作用下合闸电阻片与绝缘穿杆之间电压分布特征,明确了在间隙距离较小时合闸电阻片与绝缘穿杆发生放电,与异常解体情况一致。利用Comsol建立合闸电阻多物理场仿真模型,在实际合闸电阻端电压激励下,电场仿真分析合闸电阻片与绝缘穿杆之间电势差与PSCAD仿真结果一致,进一步确定合闸电阻预投入异常原因,提出合闸电阻改进工艺,并通过对应绝缘试验及机械试验检验,验证了分析的准确性及改型后结构的成效。     

PWM激励下异步电机铁耗等值电阻模型

通过分析PWM激励下异步电机铁耗变化的特点,提出了一种综合考虑电机运行工况和PWM波形特性的铁耗等值电阻模型。基于铁耗分离原理,使用三个电阻分别等效电机铁耗的磁滞分量、经典涡流分量和异常涡流分量,并推导了正弦激励下各个电阻分量的表达式;进而通过分析PWM激励与正弦激励下铁耗间关系,对正弦激励下铁耗模型进行修正,获得PWM激励下铁耗模型;最后提出了确定该模型参数的实验方案。所建模型中各个电阻分量随电机运行频率和PWM波形的调制系数变化而变化,且变化规律各不相同,提高了电机铁耗计算的准确性。仿真和实验验证了该模型的正确性和有效性。     

采用时变电阻的水下高压放电模型

水下高压脉冲放电过程中的瞬态物理现象非常复杂,放电通道等效电阻从放电初期的kΩ量级到中期的mΩ量级,为一时变参数。若在仿真计算中将它看作常数,则计算得到的放电电流在峰值和振荡周期上均与实验结果相差较大。为尽可能真实地反映放电特性,建立了放电水间隙时变等效电阻R(t),推导了等效放电回路方程,利用有限差分法进行求解,得出放电电流和放电电压的表达式,并将仿真波形与实验测量得到的放电电流和放电电压的波形进行了对比分析。结果表明,在放电电极时变等效模型基础得到的仿真结果相对于常数等效电阻的仿真结果,更接近实验结果,同时显示出有限差分方法在求解放电回路变系数微分方程时的有效性。     

灯泡式贯流泵站机组起动过渡过程仿真计算

为掌握大型贯流泵站同步电动机起动过程中水泵动态流量、装置扬程等水力量及同步电动机的起动电压、起动电流、机组转速等电气量、机械量参数随机组起动历时的变化过程，对贯流泵机组起动过程进行了详细的理论分析并进行了仿真计算。从泵系统整体出发，运用刚体动力学、流体动力学、水力机械全特性理论，分析泵机组系统起动过程中同步电动机的电磁驱动力矩、水阻力矩及其它各种阻力矩动力学特性，建立了大型贯流泵站起动动态过程数学模型，以淮安三站贯流泵为算例，通过仿真计算，揭示大型贯流泵泵站起动过渡过程中各种重要参数如转速、流量、扬程、转矩等随时间变化关系，研究成果对贯流泵站合理设计和安全可靠运行具有重要理论指导意义。     

大中容量异步电动机串电阻起动的新研究

针对大、中容量异步电动机重载起动时由于电流大、转矩小而导致电网电压下降和起动困难现象，分析了转子串电阻起动方式的有效性，研究并建立了计算起动电阻的一组新教学模型。讨论了新教学模型和原数学模型的不同之处，用实例以验证了新数学模型更合理，计算结果更准确，对起动过程的描述更符合实际状态。     

带有过渡过程的一阶自抗扰SAPF并网启动策略研究

针对传统控制方式下并联型有源电力滤波器(SAPF)并网时引起的电压超调和电流冲击问题。基于保护开关器件和防止电流过大产生的线路过电流保护,通过建立SAPF直流侧数学模型,分析了产生电压超调和电流冲击的原因。在进行以上工作之后,在传统的串联限流电阻启动策略的基础上引入过渡过程和一阶自抗扰控制,设计了一种带有过渡过程的一阶自抗扰SAPF并网启动策略,并验证了一阶自抗扰控制的稳定性。在仿真软件中对所提出的启动策略进行了验证,同时在仿真中与传统的比例积分(PI)控制方法进行了对比,验证了所提出的启动策略的有效性和可行性。最终通过仿真分析,该启动策略可将本系统并网启动过程产生的冲击电流抑制在100 A以内,与传统控制策略冲击电流500 A相比,极大的抑制了冲击电流对电网的损害;并网启动过程产生的电压超调为0,实现了SAPF无冲击启动。     

井下无线感应传输装置 HFSS 仿真设计

为了改进特殊有缆钻具制造工艺复杂的现状,提出了一种基于HFSS软件的井下无线感应信号传输装置仿真模型。通过建立感应式和谐振式仿真模型,计算仿真信号传输特性,验证设计模型的关键参数如匝数、螺距、包裹材料等对传输特性的影响。通过分析仿真模型的结果校正设计方案,得出传输衰减小、可实际应用的仿真模型,进而指导实物模型设计,提高研发效率,降低研发成本。测试结果表明,无线感应耦合信号传输模型具有可行性,与实物具有良好的一致性,衰减误差可在-5 dB以内,为实物制作提供了重要依据。     

发电机励磁功率单元的换相过电压保护及仿真

针对发电机励磁功率单元的换相过电压问题,提出了直流阻断式过电压保护电路,建立了该保护电路的数学模型,并且利用目前在工程优化领域经常用到的遗传算法对该数学模型的参数进行了优化。然后利用Matlab软件的Simulink工具箱对得到的优化参数进行模拟仿真。通过与参数优化前的仿真波形进行对比,验证了该优化方法的正确性和可行性。     

基于IGBT串联技术的10kV固态直流断路器研制

直流断路器作为未来基于电压源换流器的柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)系统组网的关键设备,可以在出现短路故障时快速切断故障电流并使故障部分退出运行,避免停运整个直流系统。提出了一种适用于柔性直流输电系统的固态直流断路器技术方案,建立了IGBT串联的固态直流断路器仿真模型,研究了IGBT栅极电阻、拖尾电流和门极电荷等差异对IGBT串联均压特性的影响。仿真结果表明,静态和动态均压电路可有效改善IGBT间的均压效果。最后搭建了10个IGBT串联的直流断路器样机及实验回路,并完成了直流母线电压10 kV、峰值电流5.1 k A的关断实验,验证了基于IGBT串联技术固态直流断路器方案的可行性。     

热电发电装置的动态模型及分析

建立以热电发电器件为核心构成的热电发电装置的数学模型。通过运用热力学第一定律,分别建立了热冷端散热器和热电发电器件的动态数学模型和相应的等效电路模型。在简化一些小热容器件的基础上,建立了完整的热电发电装置的动态等效电路模型。根据所建模型分析了See-beck效应输出电压在输入热量波动下的源响应特性和在负载电阻波动下的负载响应特性。最后建立了小型试验装置,测试了装置的源响应曲线和负载响应曲线,并与建立动态等效电路模型的仿真结果相比较,试验和仿真吻合,证明了模型的有效性和分析的正确性。     

大停电背景下考虑系统暂态安全的动态风电穿透功率极限计算

动态风电穿透功率极限(DWPPL)代表黑启动过程中系统在不同恢复时段对风电的接纳能力,其成功求解可以指导风电在系统恢复过程中的有序接入,进而使系统依靠风电启动功率小、启动速度快的优势,加快系统恢复进程。为了更加准确地求解DWPPL,建立计及系统暂态安全约束的DWPPL非线性整数规划模型,该模型采用二元表的方式统一描述了各暂态安全约束;提出基于纵横交叉优化算法和PSD-BPA仿真的DWPPL求解方法。针对含风电的IEEE 39节点系统中某具体黑启动方案,求解了各时段的DWPPL并验证了算法的优越性;在PSD-BPA上仿真验证了所求DWPPL的正确性和考虑系统暂态安全的必要性。     

基于高精度源表一体的非车载直流充电机检定装置研制

针对当前非车载充电机电能计量装置相关的技术研究较少的现状,介绍了一种适应于虚负荷检定的非车载充电机检定装置.该装置功能完备,结构上采用一体式设计,电路上由MCU搭载安卓软件作为中控,驱动电压和电流隔离输出.其中电压源部分采用数模转换器与高精度分压电阻网络反馈模块组合方案,电流源部分采用数模转换器与低端采样反馈模块组合方案.通过现场对非车载直流充电机进行虚负荷检定,通过比对充电机现场测试仪和本装置的实验结果,验证了该检定装置的准确性和可行性.     

750kV变压器高压侧空载合闸过电压因素分析

利用电磁暂态分析软件ATP-EMTP搭建了变压器空载合闸仿真模型,对750 kV变压器空载合闸过程进行了仿真,将仿真结果与某750 kV变电站主变启动试验过程中发生的过电压波形进行对比,并通过改变主变合闸条件进行仿真研究影响变压器高压侧空载合闸过电压的因素.提出变压器高压侧空载合闸产生的过电压波形由两部分组成,一部分为...     

株洲电网黑启动方案制定及其仿真分析

根据黑启动的一般准则和株洲电网实际情况,制定了株洲电网的黑启动方案,并就大型辅机启动时对小系统的冲击及带负荷时对系统频率的影响进行详细的仿真研究,校验了方案的可行性,为今后的现场试验和方案的实施提供依据和建议。     

基于反电动势检测的直流无刷电机步进启动分析

直流无刷电机的应用对其体积及重量提出了越来越严格的要求,因此无位置传感器式直流无刷电机得到了更加广泛的应用。为了解决在无位置传感器直流无刷电机启动过程中,反电动势位置检测方法不能准确得到位置信息的问题,对直流无刷电机的步进启动过程进行了分析,并用公式推导出直流无刷电机启动和换相时间间隔的关系。为传统的步进启动方法提供确实的理论支持。最后,设计实验并制作直流无刷电机调速系统验证结论的可行性。