同步发电机T_d~′和T_d~″近似算式分析

研究对比同步发电机直轴时间常数复杂近似算式和由其导出的简易近似算式的误差。分析简易近似算式误差小于复杂近似算式误差的条件,并以45台同步发电机实际数据对其进行验证,分析近似算式传统推演方法存在的问题,研究推演简易近似算式的合理前提和方法。认为简易近似算式误差小于复杂近似算式误差的条件为σ′d>0.5,绝大多数同步发电机满足这一条件。复杂近似算式推演采用的假设条件不符合同步发电机实际,建议废弃复杂近似算式,并给出了一种直接由直轴时间常数准确算式推演简易近似算式的简明方法。     

具有变量范围约束的潮流算法在OPF中的应用

提出一类新的电力系统最优潮流(OPF)算法.运用函数变换法模拟变量不等式约束,建立具有变量范围约束的潮流方程,并将目标函数与其上限值构成优化目标方程,与变量范围约束潮流方程一起组成扩展的变量范围约束潮流方程.该方程为非线性不定方程组.逐次收缩目标函数上限值,运用广义逆矩阵和牛顿-拉夫逊法求解,将OPF问题转化为一系列求解非线性不定方程组的一维优化逼近过程.介绍了以最小发电费用为目标的潮流优化问题和以最小有功网损为目标的无功优化问题的新算法,通过实例验证了算法的实用性.     

水轮机阶梯式口环水封的转子动力特性系数的计算

本文首先在Ｈｉｒｓ紊流润滑理论的基础上,采用体积流动模型及Ｍｏｏｄｙ摩擦方程建立起阶梯口环水封中流体流动的控制方程,将各个方程在转子与定子同心处进行摄动,采用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ积分法及迭代过程求解摄动方程,建立起水轮机阶梯式口环水封的转子动力特性系数的计算方法,为水轮发电机组轴系的动力学分析提供了必要的理论基础。     

葛洲坝电站水轮机增容改造甩负荷过渡过程研究

采用特征线法,对葛洲坝电站水轮机增容改造甩负荷过渡过程进行了计算,给出了蜗壳最大压力及机组最大速率上升的数值.特征线法的原理是将流体运动方程和连续性方程转化为四个全微分方程,然后求解,计算精度较高.     

Numerical solution of inhomogeneous and non-linear ordinary differential equations using the TLM multicompartment model

The paper presents a simple algorithm for solving a system of inhomogeneous high order differential equations with variable coefficients. The method also provides a numerical solution to non-linear ordinary differential equations. The technique is based on reducing the high order equations into a system of first order rate equations. Through a simple translation process, the variables in the reduced set of equations are solved simultaneously by an iterative scheme using the TLM multicompartment model. The numerical technique is demonstrated by solving well-known second order differential equations. The numerical solutions are compared with the analytical solutions to the differential equations.     

电力系统动态灵敏度计算的伴随方程方法

提出了计算电力系统动态灵敏度的一种新方法。针对电力系统的某一性能指标函数，构造了系统的伴随方程。伴随方程是一组与系统动态方程规模相同的微分代数方程组。通过求解一次伴随方程，即可计算该动态性能指标关于所有可调参数的动态灵敏度系数，因而其计算效率约为直接法的np倍(np倍为系统可调参数的个数)。同时，在求解伴随方程时采用了因子表重用技术，有效地提高了计算效率。采用该方法，只需在常规的暂态稳定分析计算之外附加很小的计算量，即可求得系统的动态灵敏度系数。文中讨论了与伴随方程方法相关的、动态系统的一些基本特性，以及伴随方程的构造方法，并且给出了伴随方程方法的算法流程和数值实例。     

等微增率方程组的分解,n维求解和协调

本文将水火电联合电力系统经济调度的必要条件－等微增率方程组－作变形。作出选代格式，可分别对每一电厂作运算，形成ｎ维的修正量方程，求解这ｎ维方程后，就可分别求得具有Ｎｅｗｔｏｎ法二阶收敛速度的功率修正量。算例表明，本文的算法收敛性好，计算量少，可以精确求得满足等微增率方程组和约束条件的解。     

三电平逆变器SHEPWM非线性方程组的求解

初值对三电平逆变器特定谐波消除脉宽调制(selected harmonic elimination PWM, SHEPWM)非线性方程组求解过程收敛与否和收敛速度都至关重要。为了提高非线性方程组的求解速度,提出了一种以冲量相等、重心重合为原则的求取非线性方程组初值的方法,使得每一个M下取得的初值往往可以保证大多数M(以0.01为分辨率)值对应的非线性方程组收敛,而且显著加快了迭代的收敛速度。对采用所提方法求得的初值不能收敛的M值对应的方程组求解,采取了以其相邻的M值对应的数值解为初值的有效方法,结合这两种初值方法。以11个开关切换点为例,以0.01为调制度M的分辨率,对M从1.15到0.01范围内的每一点上的非线性方程组,采用Matlab6.5中提供的基于牛顿迭代法的fsolve函数,分别求解,并给出至少一个可以实现的数值解。讨论了三电平逆变器SHEPWM问题的多解现象和简单的优化原则。建立了二极管箝位三电平逆变器实验电路模型,对所求SHEPWM的解抽样进行实验,实验证明了所求解能够实现基波控制目标并消除选定的低频次谐波,证明该文提出的方法是有效的。     

电力系统谐波潮流的降维计算方法

提出了一种电力系统谐波潮流的降维计算方法。它基于通用的常规基波和谐波潮流计算方法，通过分析谐波潮流计算偏差量方程中雅可比矩阵的结构和利用迭代求解的原理，可以将含有2(n-1)+2nL个变量的2(n-1)+2nL个需联立才能求解的偏差量方程组(n为电网节点数，L为所含有的谐波种数)转化为仍含有2(n-1)+2nL个变量，但只需分别求解L个含有2n个变量的联立方程组和一个含有2(n-1)个变量的联立方程的组合，从而使偏差量方程降维。该降维计算方法能大大缩小计算程序的内存占用量，加快和提高谐波潮流的计算速度和收敛性。文中给出了降维计算方法的原理、程序、实现框图及实例。     

改进LS方法降维电力系统常微分方程的研究

经典LS(Liapunov-Schmidt)方法将奇异点的某个邻域内高维代数方程组平衡点的求解转化为低维代数方程组的求解问题,低维系统包含了原代数方程组奇异点附近特性的全部信息。改进LS方法,降维常微分方程组得到一组低维的常微分方程,它能够反映原系统在受扰后的动态变化过程。利用广义矩阵的理论求解LS降维过程所需的雅可比矩阵值域及其正交补空间的正交投影算子,将系统投影到2个空间上;再通过多元Taylor级数展开的方法将状态变量表示成为仅与雅可比矩阵零空间向量和参数有关的函数,将其代入投影到雅可比矩阵值域正交补空间的方程中,得到微分形式的约化方程;通过分析对比3节点系统与其降维系统在鞍结分岔点受扰后状态变量的变化,验证该方法能够准确地反映原系统在奇异点附近的特征信息,并且有效节省计算时间。     

汽轮发电机组机电联合振荡计算方法

本文采用梯形积分法,离散集中质量轴系模型的运动方程,并用数值稳定性好的雷卡迪传递矩陈方法计算轴系的扭振瞬态响应,实现了汽轮发电机组机电联合振荡过程的时域仿真。文中导出的机网接口方法,可以方便地用于发电机与电网差分方程的联解,通过对单机无穷大系统重合闸过程的计算,初步证明了本方法的有效性。     

Harmonic balance evaluation of nonlinear microwave circuits-atutorial approach

The method of harmonic balance is discussed as a general approach to converting a set of differential equations into a nonlinear algebraic system of equations that can be solved for the periodic steady-state solution of nonlinear microwave circuits. Two different techniques are applied to solve the algebraic system of equations: the fixed-point method and the modified Newton-Raphson method. The implementation of the different numerical algorithms with harmonic balance is described. The choice of the appropriate optimization technique dramatically reduces the time required for a simulation, and allows harmonic balance to be applied to very complicated circuits in an efficient way     

The multiple solution analysis of probabilistic load flow

The paper presents a new method of load flow calculation in which the known bus powers are treated as random variables. The probabilistic load flow equations are obtained from the quadratic deterministic load flow equations and are quartic. The deterministic equations have 2ⁿ⁻¹ solutions for n buses, and therefore the probabilistic equations should have at least the same number of solutions. The mathematical model is presented and the detailed equations for a two-bus power system are analysed. It is shown that the solutions of probabilistic load flow may be inadmissable if the random variables of the bus powers violate the boundary solution curve.The probabilistic load flow equations for power systems of general size are also derived. Results are exemplified for the Klos-Kerner three-bus and the Ward-Hale six-bus power systems.     

一种基于回路电流法的有源配电网潮流算法

提出一种基于回路电流法的主动配电网三相潮流算法,并提出风机等多种分布式电源在该算法中的计算模型。首先建立配电网络对应的图,然后将基本回路电流、变压器原边支路电压、非恒阻抗负荷支路电压、分布式电源支路电压、异步电机正序负序电压、转差率作为未知量,列写回路KVL方程、变压器原副边电流方程、负荷功率平衡方程以及分布式电源相关方程,推导Jacobian矩阵,并利用牛顿法求解方程。该方法不需要PV节点转化为PQ节点的过程,也不需要将环路解列及复杂的节点编号,没有对Jacobian矩阵进行简化和近似,具有二阶收敛性。算例表明,所提方法计算速度快,能够处理所有常见的分布式电源,具有较强环路处理能力,且比前推回推法有更好的收敛性。     

水轮机止漏环转子动力特性系数的计算

本文研究了水轮机止漏环的转子动力特性系数的计算方法，采用整体流动理论衣Ｍｏｏｄｙ摩擦方程简化流体运动方程，提出四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ积分法及迭代过程相结合的方法求解摄动方程，进一步研究了各种因素对止漏环动力特性的影响规律。本文的工作可以作为水轮机组动力分析的基础。     

基于支路追加法的配电网混联线路电力线载波通信信道建模

提出了一种基于支路追加法的中压配电网混联线路的电力线载波通信信道建模方法。根据配电网拓扑结构,利用支路追加法,逐一追加网络各条支路,列写该支路的伏安特性独立方程和基尔霍夫定律电流方程,生成一组具有唯一解的网络矩阵方程。通过该矩阵方程中各未知变量的比值关系,求解信号的传输函数,分析信道的传输特性。当配电网网络结构发生改变时,只需在原代数矩阵方程基础上,增减矩阵中的相关行与列即可得修改后的新矩阵方程。该建模方法原理清晰,运算量小,适用于树形网络、手拉手网络及环网等各种拓扑结构。仿真及实验测试验证了所提方法的正确性。     

应用“复合变换法”分析计及多个气隙磁场波的异步电动机动态起动特性

本文首次提出“复合变换法”，并将其应用于计及多个气隙磁场波的异步电动机的动态特性的分析，从而将动态微分方程组的变系数变换为常系数，大大简化方程的求解。在本文提出的“复合变换”中首次在同时计及多个气隙磁场波的情况下，将定、转子系统各电磁量变换到基波同步电角速度转动的座标系统，导出了与似稳态特性方程完全相似的常系数动态特性方程，从而实现了由似稳态特性方程采用类比法直接得出常系数动态特征方程。本文通过一个计算实例验证了理论分析的正确性和实用性。     

Formulating hybrid equations and state equations for nonlinear circuits using SPICE

Hybrid equations are often used in the theoretical study of nonlinear resistive circuits because they have an easy‐to‐analyze structure. They are also advantageous in the numerical analysis of nonlinear resistive circuits because they are separable and consist of a relatively small number of variables. However, the hybrid equations are seldom used in practical applications because their formulation is complicated. In this letter, we propose a simple method for formulating the hybrid equations using SPICE. In the proposed method, we only perform the transient analysis of SPICE on a linear circuit that is obtained through a small modification to the original circuit. It is also shown that state equations for nonlinear dynamic circuits can also be formulated by using the proposed method. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

考虑d轴抛载试验中测量噪声的同步发电机d轴参数估计

提出了一种在d轴抛载试验条件下估计同步发电机d轴参数的新方法。首先,利用q轴电压、励磁电流以及它们的数值积分,构建线性回归方程。其次,利用辅助变量法求解带有测量噪声的回归方程的系数。最后,根据回归系数计算d轴参数。算例的测试结果表明,所提方法比现有的图形法和数值优化法有更好的估计性能。     

A multicompartment TLM model for solving first-order rate equations

This paper introduces a simple model for solving a system of first-order rate equations using the TLM numerical method. A general algorithm is developed by setting up a matrix of discrete compartments. The rate constants provide the linkage between each compartment and the neighbouring ones. The method is demonstrated by some examples in which saturation conditions are considered. The TLM solution is compared with analytical solutions and the Rung-Kutta method of solving differential equations.