气体绝缘变电站内PT的特快速暂态仿真建模

为了计算气体绝缘变电站(简称GIS)内由开关操作等对二次设备产生的传导干扰，必须建立电压互感器(简称PT)、电流互感器(简称CT)的高频模型(≥10MHz)。为此，提出了建立PT高频电路模型的新方法。首先根据互感器输入、输出端口之间的实测频率响应，用矢量匹配法(Vectoi Fitting Method)采用有理函数拟合其频域传递函数；然后根据实际需要，对该传递函数进行降阶处理；最后，应用一种特定的RLC电路综合方法建立了该PT的电路模型。该方法具有简单、有效和通用的特点，对于任何形式、任何电压等级的互感器均可使用。     

无源修正技术在互感器宽频等效模型建模中的应用

首先采用一台HP4395A型网络矢量分析仪对电压互感器进行了S参数的测量,计算了互感器的Y参数。通过矢量匹配拟合得到互感器Y参数的频域有理函数表达式,为了保证所建模型的无源性,对拟合参数进行了无源修正,并通过网络综合建立了互感器稳定的π型等效电路。最后采用Matlab/Simulink软件进行了仿真,仿真结果表明采用无源修正技术可以保证互感器宽频等效模型的稳定性和精确性。     

无源修正技术在互感器宽频等效模型建模中的应用

首先采用一台HP4395A型网络矢量分析仪对电压互感器进行了S参数的测量,计算了互感器的Y参数.通过矢量匹配拟合得到互感器Y参数的频域有理函数表达式,为了保证所建模型的无源性,对拟合参数进行了无源修正,并通过网络综合建立了互感器稳定的丌型等效电路.最后采用Matlab/Simulink软件进行了仿真,仿真结果表明采用无源修正技术可以保证互感器宽频等效模型的稳定性和精确性.     

一种基于散射参数的电压互感器二端口高频电路模型

为了计算气体绝缘变电站(GIS)内由特快速暂态过电压(VFTO)对二次设备产生的传导干扰,必须建立电压互感器和电流互感器(PT/CT)的高频模型。为此,该文提出了基于散射参数的互感器二端口高频电路模型建立的新方法。该方法首先将测量得到的互感器的散射参数转化为导纳参数并构建互感器的p形等值电路;然后,应用矢量匹配法对p形等值电路的导纳参数进行有理函数逼近获得它们部分分式和形式的频域表达式;最后采用电路综合方法构建出导纳元件的等值电路。时域仿真和实测结果的比较验证了该方法的可行性和有效性。该方法具有简单、有效和通用的特点,克服了以前建模方法的不足,所建立的模型可以使GIS内的传导干扰计算更为准确。     

电容式电压互感器的宽频无源电路模型

针对电容式电压互感器传统模型在高频时测量不够准确的问题,提出了一种对双口导纳参数先进行"并项"再进行"分项"的无源化处理方法,通过对一110 k V电容式电压互感器进行无源电路综合,建立了一种能够考虑杂散和频变特性的电容式电压互感器宽频无源等效电路扩展模型。该模型不含负值的电阻、电感和电容,具有良好的宽频适应性和可移植性,并开展了雷电冲击实验。结果表明,该模型的仿真结果与实测结果相符,首波峰值最大误差为3.862%,验证了所提模型的有效性和建模方法的正确性。     

电流互感器宽频等效电路模型的分频段建模

变电站内开关操作时,会在母线上产生包含着很多高频分量的瞬态过电压和过电流。为了预测这种瞬态过程中某一频段对二次回路的传导干扰电流,需要建立变电站内电流互感器各个频段的模型。先用矢量匹配法拟和测量电流互感器所得到的宽频电流传输特性数据,然后在得到传输函数的基础上介绍了一种输入端接电阻的二端口网络综合方法。为了验证该方法的正确性,对一台500kV的电流互感器用该方法进行了分频段建模,并用PsPice软件对电路模型进行了仿真计算,其结果表明电路模型传输特性和测量得到的电压的传输特性吻合。     

计及TA传变特性的输电线路行波故障定位研究

研究了电流互感器非理想传变特性引起的行波信号畸变和对行波故障定位的影响。建立了电流互感器的高频电路模型，并由实验确定了电路模型参数，然后根据该模型对二次侧的畸变电流进行校正以逼近一次侧电流，从而减小由电流互感器非理想传变特性引入的误差。数字仿真和实验结果表明，该方法可有效地校正电流互感器引起的行波信号畸变和误差，提高行波故障定位的精度。     

电压互感器宽频特性的建模

在变电站内，开关的操作将产生瞬态过电压。为了预测这种瞬态过电压在变电站内二次回路中产生的干扰电压，应该建立变电站内的电压互感器(PT)传输函数的宽频模型。该文介绍了一种改进的传输函数综合方法。当PT的传输特性被测量后，就可以利用该综合方法建立该PT的宽频传输模型。该方法简单有效，同时，它还可以用来建立电容式电压互感器(CCVT)的宽频传输模型。     

一种基于低频窄带扫描的电磁式电压互感器杂散电容测量与精确建模方法

与电力变压器相比,电磁式电压互感器（PT）具有更大的杂散电容,这将使其磁滞曲线的绘制以及宽频仿真模型的构建更加困难,难以进行精确的铁磁谐振仿真。目前,工程上常用频率扫描的方式计算高频高压变压器的分布电容。但是该方法需要数MHz的扫频范围,难以应用于工作在低频下的PT设备。该文提出一种低频窄带的频率扫描方法,通过在PT与变频电源端口之间串联电感的方式,将扫频试验的谐振点降至低频范围内,对杂散电容的数值进行了精确计算。该方法所需的扫描频段窄、扫描频率低,降低了对电源与测量设备的硬件要求,避免了由于高频试验带来的损耗问题。进而,可以分离PT端口电流中的容性电流与励磁电流分量,对磁滞曲线进行精确绘制。最终,可以建立包含铁心磁滞与杂散电容的π型仿真模型。仿真结果具有较好的频率响应特性,与试验结果的相似系数保持在95%以上,优于现有的仿真模型。     

适用于电动汽车的SiC MOSFET PSpice仿真模型研究

为了基于PSpice电路对电动汽车DC/DC变换器中的碳化硅(SiC)MOSFET的工作特性进行实时准确地仿真,针对SiC MOSFET提出了一种新型的电压控制电流源型VCCST(voltage-controlled current source type)PSpice仿真模型。首先,为了获得SiC MOSFET准确的静态特性建立了电压控制电流源作为SiC MOSFET的内核,以描述SiC MOSFET的转移特性和输出特性;然后,为了获得SiC MOSFET准确的动态特性,建立了基于电压控制电流源与恒定电容的栅漏电容(CGD)子电路模型,所提SiC MOSFET VCCST PSpice模型在简化参数提取方法的同时,能够满足模型准确性的要求;最后,建立的SiC MOSFET VCCST PSpice模型应用于Boost变换器进行仿真和实验,并对SiC MOSFET的特性进行测试。测试结果验证了所提SiC MOSFET VCCST PSpice仿真模型的准确性和实时性,从而为SiC MOSFET在电动汽车DC/DC变换器中的设计和应用提供了便利。     

双卡尔曼滤波法估计电动汽车电池健康状态

选用戴维南等效电路模型作为基础电池模型,标定荷电状态(SOC)-开路电压(OCV)曲线,利用指数拟合法拟合等效电路模型中的电阻-电容电路(RC)参数,提出基于安时积分法使用拓展卡尔曼滤波法估计SOC,以及基于容量法使用卡尔曼滤波估计电池健康状态(SOH),建立双卡尔曼滤波SOH估算方法。随机电流激励仿真结果表明:该方法的估计值与真实值变化趋势一致,且估计误差控制在1%以内。SOH估算实验结果表明:在开始阶段,SOH估计值与真实值有一定的偏差,之后变化趋势一致,误差可控制在1%以内。     

基于电路等效变换的二极管箝位式模块化多电平换流器电磁暂态并行仿真模型

针对模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）常规电磁暂态仿真模型计算资源消耗较大的问题,基于电路等效变换原理,提出了二极管箝位式模块化多电平换流器电磁暂态仿真的并行等效模型。首先将换流器子模块等效为受控源,实现子模块与换流器主电路的解耦,便于应用并行计算方法;其次根据子模块电路结构预先分析出各种可能的工作模式,以避免开关动作时重新生成计算矩阵,便于根据桥臂电流与开关状态等信息实时计算出模块端口电压。对一个12电平MMC换流器的仿真结果,验证了所提方法的有效性以及该等效模型的正确性。     

直流侧故障下MMC-HVDC输电线路过电压计算

针对基于模块化多电平换流器的高压直流（modular multi-level converter-high voltage direct current,MMC-HVDC）输电系统,为了快速而有效地计算其直流侧单极接地故障下直流线路最大过电压,详细地分析了几种相应的等效计算模型.首先,基于能量守恒定律,得到模块化多电平换流器（modular multi-level converter,MMC）的等效模型I.在该模型中,MMC被拆分为直流侧等效电路和交流侧等效电路,其中前者由2个受控电流源和1个理想电容组成.其次,考虑到单极接地故障下MMC子模块电容电压几乎不变的特性,并且直流电缆可以使用π等效电路模型替代,就能得到MMC的等效模型Ⅱ.最后,基于时域仿真软件PSCAD/EMTDC搭建了400 MW/±200 kV数字仿真模型,验证了2种等效模型的有效性.     

GIS电站内传导干扰计算模型的建立

为了仿真计算GIS电站内由开关操作在二次回路产生的传导干扰,提出了GIS传导干扰整体计算模型的概念,并建立了模型。在这个整体模型中,用有理函数建立了用于计算容性传导耦合的PT/CT的高频模型和用于计算阻性传导耦合的多端口地网模型。这些模型是基于实测数据采用矢量匹配法建立的。把这些有理函数模型植入EMTP后,不仅可以计算一次系统的特快速暂态过电压和暂态地电位升高,还可计算二次系统的干扰信号。     

基于等效电路法的高频继电器建模与研究

通过经典传输线理论及部分元等效电路(partial element equivalent circuit,PEEC)方法,对高频继电器常闭型信号传输路径的分布电容、电感、电阻等参数进行提取,建立信号传输路径的等效电路模型。对其进行仿真分析得到继电器射频(radio frequency,RF)性能曲线,并讨论了影响继电器插入损耗、电压驻波比及隔离度的主要因素。高频继电器RF性能的实验测试结果与等效电路模型仿真结果符合较好,表明了所建立等效电路模型的正确性。     

基于实验和遗传算法的无刷双馈电机参数估算

等效电路是分析无刷双馈电机(brushless double fed machine,BDFM)同步运行性能的有效工具,但是缺乏准确的参数测量方法。在等效电路的基础上将电压和电流向量分解为实部和虚部,建立起无刷双馈电机同步运行时的非线性数学模型,并在此基础上提出一种将实验数据和遗传算法相结合的参数估算方法。将等效电路中的参数作为一组决策变量,求解不同运行状态下的数学方程,将计算值与测量值之差作为目标函数,通过遗传算法,对决策变量进行优化,使计算值与测量值之差最小。给出了参数估算的流程并编程实现,计算结果表明算法合理。     

高压直流输电系统短路比在线估计

高压直流输电系统中,获得实时短路比具有重要意义,其关键是实时取得交流系统的短路容量.基于戴维南等值电路,提出一种利用独立随机矢量协方差特性求解戴维南等值参数来计算短路容量,从而获得短路比的方法.为避免传统方法中戴维南等值参数的漂移问题,根据交流侧电气量测量值,求取其均值和偏差,利用独立随机矢量协方差特性对阻抗解析式进行简化,采用滑动数据窗在线计算得到等值阻抗.用等值阻抗计算得到交流系统短路容量,从而计算实时短路比,实现高压直流输电系统短路比的在线估计.通过理论仿真和对德阳-宝鸡±500 kV高压直流输电工程实测数据的分析,验证了方法的准确性和实时性.     

双馈风力发电机组快速电磁暂态仿真模型

双馈风电机组含变换器等电力电子设备,电磁暂态仿真步长小、速度慢。为实现双馈风电机组的快速电磁暂态仿真,利用开关函数平均化的思想,建立了考虑Crowbar保护电路投切、变换器闭锁暂态过程的受控源型变换器统一简化等效模型,并提出一种预测校正的调制量计算方法,基于该等效模型构建了完整的双馈风电机组快速电磁暂态仿真模型。最后,以1.5 MW双馈风力发电机组为例,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建模型,从正确性、仿真步长适应性和仿真速度三方面对快速电磁暂态仿真模型进行验证。通过仿真结果比对分析,证明了该快速电磁暂态仿真模型不同应用场合的适用性。