温控负荷群Fokker-Planck方程聚合模型的数值拉普拉斯反变换求解方法

作为典型的具有热存储特性负荷,温控负荷具有参与电力系统有功调度与控制的潜能。为了便于分析和控制,提出了一种温控负荷群Fokker-Planck方程聚合模型的数值拉普拉斯反变换求解方法。分别介绍了温控负荷的单个个体的物理模型和Fokker-Planck方程聚合模型,在此基础上,采用数值拉普拉斯反变换法对Fokker-Planck方程聚合模型进行求解。通过算例仿真验证了温控负荷群Fokker-Planck方程聚合模型的数值拉普拉斯反变换解的有效性。对温控负荷进行分散式控制,根据频率调整设定温度,改变其功率需求。把用数值拉普拉斯反变换求解后的温控负荷聚合模型结合到电力系统频率控制模型中,进行频率响应分析。通过对3机9节点系统仿真,验证了该模型结合到电力系统频率仿真模型中控制效果的有效性。     

基于拉氏反变换的传输线耦合电流半解析解

根据均匀平面波的特点,可将外场激励下传输线沿线激励的电源视为传输线首端等效电源的延迟,该延迟是空间电磁场相对于传输线入射参数的函数。基于Taylor传输线耦合模型,考虑均匀平面波激励下分布激励源的延迟性,推导了以理想大地为回线拉普拉斯域的传输线终端电流的半解析解公式,然后应用拉普拉斯反变换的性质推导出了时域电流的半解析解。终端耦合电流随着传输线参数和空间电磁场入射参数的变化而变化。仿真结果表明该半解析解公式收敛很快,对分析研究电磁场在传输线上的耦合机理和研究影响耦合电流大小的参数有特别意义。     

确定非均匀传输线网络时域灵敏度的伴随网络法

基于模量分析、特征值灵敏度和数值逆拉普拉斯变换技术,提出采用伴随网络法计算含有耦合均匀与非均匀传输线网络的时域灵敏度。通过求解原网络方程和伴随方程,可一次计算出任意输出对网络元件以及传输线电气参数的灵敏度,与扰动法相比效率更高。通过仿真实例与采用扰动法的计算结果进行比较,验证了所提方法和公式的正确性。     

基于BLT方程的传输线网络时域响应仿真方法

电磁脉冲(EMP)会对电子设备、器件以及系统的信号线路造成干扰、潜在性失效或永久性损伤,而传输线及其网络正是其主要的能量耦合通道,为研究注入式电磁脉冲对传输线网络的耦合规律,以环形网络和树形网络两种常见网络为研究对象,运用电磁拓扑理论与BLT方程,研究电磁脉冲在传输线网络中的时域响应。首先推导了传输线网络BLT方程并进行求解,建立了树形结构和环形结构传输线网络的电磁拓扑模型,在运用BLT方程求解网络结点响应的过程中,提出了先求解网络传递函数而后结合时域卷积的计算方法,对网络结点的时域响应进行了仿真计算。通过树形网络和环形网络的电磁脉冲瞬态响应的实验研究,验证了所采用的理论和仿真分析方法的有效性,这些结果对进一步研究传输线网络对电磁脉冲的响应规律和防护技术具有指导意义。     

传输线残余电荷放电响应模型的研究

残余电荷放电机制研究对开关操作中快速暂态过电压和电磁干扰研究有着重要意义。基于传输线电荷密度与电压之间的关系,建立了以传输线电荷密度和沿线电流为变量的新传输线模型;结合传输线终端条件,给出了端接负载时域有限差分公式,对该差分公式进行修改获得了终端开路和短路时的差分公式。运用时域有限差分法和无损传输线理论,验证了新传输线模型的正确性,比较了新模型与传统模型在分析残余电荷放电时电压响应中的各自特点。从分析结果发现,无论空间和时间离散步长是否满足Courant条件的等式关系,残余电荷释放产生的响应均发生了振荡现象。对比电荷均匀分布和不均分布传输线电压响应可以看出:电荷不均匀分布对电压幅值和传输时延有很大的影响。     

分层土壤中点电流源格林函数的快速计算方法

为了解决分层土壤中点电流源的格林函数理论推导复杂和数值计算繁琐的问题,阐述了多层水平分层土壤中点电流源的格林函数模型及其建立过程,基于此模型得到了求解任意分层土壤中点电流源格林函数的快速计算方法,并利用MATLAB对其进行编程。经算例对比,得出了该方法计算接地网接地阻抗的结果准确有效,而且大大提高了接地网接地特性的计算效率。     

平板导体涡流场并矢格林函数的快速计算

用积分方程法求解平板导体中含有裂缝的涡流场时，需要大量计算并矢格林函数中包含的广义Sommerfeld积分(generalized Sommerfeld integrals , GSI)。将矩阵束方法推广应用于涡流场中广义Sommerfeld积分的计算，将极点的求解转变为矩阵广义特征值问题的求解，分别用奇异值分解方法和最小二乘法确定极点和留数，讨论了不同采样间隔和矩阵束参数对极点分布的影响。该方法将GSI转化为有限项级数之和，极大地加速了并矢格林函数的计算。根据涡流无损检测中的几组典型数据，比较了用该文方法和直接数值积分法计算并矢格林函数的精度和求解速度。大量计算表明，在场点与源点距离小于5倍透入深度时，该文方法计算误差均在2 %以下，计算速度较之数值积分法提高100倍以上，为用积分方程法快速计算涡流场奠定了基础。     

球形分层大地格林函数的理论推导和数值计算

目前球形分层大地格林函数在理论推导和数值计算方面还存在着较大的困难。首先,通过球形分层电磁理论推导无穷勒让德级数形式的格林函数,并提出勒让德级数权重函数的递推算法。在此基础上,提出求解球形分层格林函数的复镜像方法,将格林函数的无穷级数求和转化为复镜像位函数的叠加,并推导算法的误差上限计算公式,通过算例验证方法的准确性。针对地球尺度级别球形分层格林函数的数值奇异问题和极缓慢收敛特性,提出基于多精度算法的解决方案,进一步证明复镜像法在计算速度和精度上的优势。所提方法能够解决球形分层格林函数的理论和计算难题,为求解地球尺度级别球形分层格林函数提供有效解决方案。     

基于NILT的传输线串扰时域响应分析与实验研究

基于传输线分布参数节点导纳方程和数值拉普拉斯反变换(NILT)方法,仿真分析了传输线串扰电压响应及传输线参数和端接阻抗对串扰电压峰值的影响.基于实验室研究设备对共地并行传输线间的串扰电压进行了实验研究.将实验结果与理论仿真结果进行比较,结果显示仿真和测量结果波形基本一致,仿真的脉冲宽度要大于测量脉冲宽度,仿真结果峰值略小于测量峰值.     

基于矢量变换的交流传动系统李亚普诺夫函数寻找方法

从分析传统二阶系统稳定性出发 ,推导出直流传动系统的Lyapunov函数 ;在此基础上 ,运用矢量变换的思想 ,把MT坐标系中交流传动系统的稳定性函数反变换到三相定子坐标之中 ,得到与感应电机相对应的一类函数 ;证明了这种函数的正定性以及其导数的定号性 ,并对变换过程中函数值域的变化情况进行讨论 ;最后对 15kW的国产Y系列电机进行研究 ,得出其稳定性判别函数 ,方法简单 ,而且稳定性区域大小满足工程实际需要。     

基于S变换的超高压输电线路暂态信号识别方法

提出利用S变换暂态能量和对单相短路、故障性雷击、非故障性雷击与电容投切等4种常见暂态信号进行分类识别的方法.基于PSCAD/EMTDC的500 kV输电线路仿真模型,产生4种暂态信号,然后利用S变换暂态能量和对各个暂态信号不同频带的暂态能量和进行提取,通过分析比较,得出分类识别的判据.算例验证,该方法具有准确率高、结果...     

无损传输线网格线离散格式行波数学模型及其数值解法

为深入研究行波在配电线路上的传播特性,建立了时间-空间网格线离散格式的无损传输线行波数学模型,采用偏微分方程的数值解法推导了波动方程的稳定条件和边界条件,并尝试对边界条件进行简化,以实现电压和电流的完全解耦。文章还给出了离散格式波动方程时间和空间步长的选取条件,即两者以波速为关联,一一对应。在单根线模型的基础上,结合行波折反射定律,以T型线路为例给出了节点边界条件,并通过仿真实现了该线路的行波往返过程。理论推导和仿真实验证明了所提算法的正确性。     

输电线路导地线阵风响应计算与比较

风荷载是输电线路设计的主要控制荷载,规范中导地线风荷载计算采用了风荷载调整系数,但规范并未给出物理含义。以风工程理论为基础,推导了导地线风振系数计算公式,并选取参数进行了风振系数计算,将计算结果与中国规范、ASCE 74、BS EN 50341和IEC 60826的风振系数进行比较,结果表明：推导公式的风振系数与国外规范规定数值比较接近,中国线路规范导地线风荷载计算未考虑脉动风影响,导致其计算结果偏不安全。     

架空导线动态增容的热路法暂态模型

建立了架空导线动态增容的暂态热路模型,通过监测导线温度及导线周围环境温度便可实时计算出架空导线的允许载流量。设计了室内导线加载阶跃电流的实验,结果表明导线温度的理论计算值大于实测值,最大误差小于1℃,温升时间与环境热阻有关。设计了室外导线加载恒定电流24h的实验,通过暂态热路模型计算出导线实时最大允许电流,并初步分析了环境条件与导线温度的关系。     

架空传输线在电偶极子激励下的瞬态电磁响应

利用电磁拓扑学,将电偶极子产生的电磁场与架空传输线的电磁耦合问题进行拓扑分解,推导出用于同时求解传输线瞬态电压响应和空间电场的BLT方程.推导过程中引入电场的分量形式以解决入射场的方向性,考虑了传输线中差模电流和共模电流的辐射,并计及了由传输线初始状态引起的零输入响应.利用本文结果可有效地计算外部电磁场与传输线的耦合问题.     

基于暂态电流信号的EHV输电线路保护新方案

提出了一种基于单端电流暂态信号小波变换的超高压输电线路快速保护方案。利用单端暂态电流信号的小波变换模极大值,对电流信号的李氏指数进行最小二乘法估计,来判断故障线路。通过大量ATP仿真证明,在各种故障情况下该保护算法能准确、可靠地动作。     

输电线路暂态信号检测方法比较分析

输电线路发生故障产生的暂态行波是一个突变的、具有奇异性的信号,正确检测出信号的突变点即暂态行波波头是利用行波进行保护和测距的核心。对电网中断路器操作、电容投切、一次电弧、单相短路、雷击等产生的暂态信号进行了仿真,并分别利用小波变换模极大值、小波变换Lipischitz α、小波变换能量谱检测行波波头进行比较分析。EMTP仿真分析表明,三种方法均有提取行波特征,且采用小波能量谱检测输电线路暂态行波波头到达的时刻最精确,故障定位精度最高。     

输电线路最优化排位方法

应用动态规划理论进行输电线路分段优化排位是找出输电线路建设最佳综合性经济指标的一种有效途径。文章介绍了输电线路优化排位方法、后效性问题及其解决办法 ,从而使输电线路排位方法达到最优化。