谐波激励下变压器铜屏蔽杂散损耗的计算和验证

通过参考IEC61378-2标准提供的换流变压器谐波损耗计算方法,得出计算变压器铜屏蔽杂散损耗的解析公式。基于P21~c-EM1简化模型,采用一种新的杂散损耗测量方法,即通过模型总损耗测量值减去模型激励线圈损耗的精确仿真值得到结构件中的损耗,以此作为实验值,对解析公式计算的结果进行验证。结果表明:铜板的基波损耗计算结果与实验值基本一致;基波叠加多次谐波激励下的铜板损耗与各次谐波单独激励下的铜板损耗之和大致相同;在激励电流频率相同的情况下,铜板杂散损耗与电流大小的平方满足一定的比例关系;在激励电流大小相同的情况下,铜板损耗与电流频率的0.8次方不满足IEC标准给出的频率特性。基于此,引入一个考虑磁场分布的修正因子对频率特性进行修正,通过修正结果与实验值的对比验证了修正因子的合理性。     

基于降阶谐振调节器的正负序分量检测方法

在电网不平衡下并网逆变器的控制策略中需对电网电压进行正负序分量准确检测,还需要对电流的正负序分量进行控制。研究了一种谐振调节器,该调节器是由传统的二阶谐振（SOGI）调节器降阶得到,称之为降阶谐振（ROR）调节器,理论分析表明,其能在特定频率下对交流量的正序或负序分量实现独立的无静差调节。将其应用在电网电压和电流的正负序检测中,提出一种新的电网电压和电流正负序检测方法,该方法加入了调节器的积分系数,角频率由锁相环反馈得到,实现自适应调节。仿真和实验验证了所提方法动态响应快,能在静止坐标系下分别对电网基波正     

同相牵引供电系统中频率变化对电流检测方法的研究

传统的三角函数正交法与基于瞬时无功功率理论的单相电流检测法尽管能快速检测出负载的基波有功电流,但都需要用到单相锁相环和低通滤波器。而锁相环与滤波器特有的相位延时,特别是单相锁相环锁定电压源时会产生初期的相位偏差,加上上述检测方法是基于电力系统中频率不变的情况下,没有考虑频率变化对锁相环的影响。故在实际应用中单相锁相环对电源电压的锁定会产生更严重的相位偏差,使检测到的基波有功电流与基波无功电流准确性大大降低。基于上述问题,提出了一种基于Scott平衡变压器结合平衡变换装置的同相牵引供电系统模式下,结合均值滤波器的快速响应能力,与加法器、乘法器等器件得到同步电压源的单位正余弦信号,用来代替传统的单相锁相环。改进型的电流检测方法能在频率变化时快速准确锁定要跟踪的电压源,使后期检测的基波有功电流与基波无功电流更加准确。理论与仿真验证了该检测方法的优越性与可行性。     

基于二阶串联谐振滤波器的基波电流检测方法

分析了谐振滤波器的电路模型,即RLC串联电路的检测性能.将畸变的电流转换为电压并将该电压信号作为RLC串联电路(其谐振频率为电流的基波频率)的输入信号,则在电容C上将获得放大的基波电压信号以及被有效抑制的谐波分量.从而实现对基波电流的检测.分析了电路品质因数D对RLC串联电路检测性能的影响,推导了检测电路的传递函数,并设计了相应的二阶串联谐振数字滤波器.该方法具有实现简单、运算量小等优点,适用于三相及单相电路有源电力滤波器(APF)的基波电流检测,以及动态电压恢复器中基波电压的检测.仿真及实验结果验证了所提方法的有效性.     

具有稳流输出的无线电能传输电路

针对LC串联谐振和并联谐振在工作频率发生漂移时,电路整体功率传输能力及效率都会明显下降的问题,提出一种一次侧带有LCC(电感-电容-电容)复合谐振网络的无线电能传输电路。依据互感模型,在基波条件下,分别建立了耦合线圈一次侧与二次侧的等效电路,得到了谐振频率和输出电流表达式,并进一步导出了复合谐振网络中电感与电容的计算公式。实验结果表明,谐振频率与负载电阻无关,在谐振频率下,当耦合线圈的距离保持不变(即互感恒定)时,输出电流的有效值恒定,具有电流源特性。通过实验与仿真结果的比较,验证了对该电路分析与设计结果的正确性和有效性。因此该电路适合于需要电流源供电的负载,经改进后还可用于电场耦合式无线电能传输。     

同相牵引供电系统中无锁相环的电流检测方法研究

为了实时准确的补偿同相铁路负载侧的基波无功电流与谐波电流,使三相电源侧的功率因数为1,从而达到三相平衡。传统的方法是利用三角函数正交特性,用加法器,乘法器,积分器,锁相环来实现基波有功电流与无功电流的检测。虽能避免大量的矩阵与反矩阵的运算,使整个电路成本变低,易于实现,但由于单相锁相环特有的相位延时,使得在锁定电压会产生初期的相位偏差,加上低通滤波器固有的延时,严重影响了电流检测的动态性能。基于上述问题,考虑到均值滤波器特有的快速响应性能,文章提出一种基于Scott平衡变压器同相牵引供电模型下的负载基波有功电流与基波无功电流的改良检测方法,用均值滤波器来替代传统的低通滤波器与单相锁相环来锁定被测电压的相位与频率,从而使检测的基波有功与无功电流更加的准确,理论分析与仿真验证了该方法的可行性与优越性。     

基于有限元的GIS水平母线外壳振动仿真研究

气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)在运行中因电磁力导致的异常机械振动时有发生。为研究三相共体水平GIS母线外壳的受力与振动特性,使用有限元分析软件,建立三相工频电流源激励下的水平GIS母线模型,进行稳态电磁场分析,得到外壳所受电磁力,再建立金属外壳的结构动力学模型,求解电磁力激励下的外壳振动加速度响应。结果表明,金属外壳受到周期性变化的电磁力作用,频率为激励源频率的两倍。在该电磁力的作用下,外壳产生机械振动,外壳两侧中线节点的振动加速度显著大于其他位置,其变化频率与电动力频率一致。在三相共体GIS试验平台进行工频电流激励下的外壳振动加速度信号检测,通过分析外壳不同位置的信号强度与加速度频率,验证了仿真模型的准确性。     

利用改进的二阶广义积分器锁相环诊断感应电机转子断条故障

当进行感应电机转子断条故障诊断时,定子电流中(1±2S)f0故障特征频率容易被基波频率淹没,采用故障特征频率进行转子故障诊断难以达到满意效果。为解决故障特征频率被淹没的问题,提出一种基于改进二阶广义积分器锁相环技术的基波消去故障诊断方法。首先构建以改进二阶广义积分器为核心的单相锁相环,自适应捕捉定子电流基波频率和幅值,然后重构定子电流基波成份,并分离出故障特征电流,最后对故障特征电流进行频谱分析,凸显故障特征频率。该方法能在电网电压频率波动情况下自适应捕捉定子电流基波成份,具有较好的抗干扰能力;而且不需要采集电压信号,节约硬件开销。实验结果表明:该方法能对转子故障进行有效诊断。     

换流变压器基波及谐波作用下损耗分布与特性的研究

换流变压器在实际运行中承受交直流复合电压,其绕组内部含有较高的谐波分量.谐波电流会影响换流变压器内部磁场从而产生谐波损耗.对此,本文搭建了400 kV换流变压器三维电磁瞬态仿真模型,对换流变压器谐波对于损耗的影响进行了研究,并通过对比试验数据验证模型的可靠性.以含谐波分量的电流作为激励,本文分别将各次谐波叠加在基波电流上进行了损耗计算.通过对比各次谐波电流叠加基波电流作为激励时换流变压器铁心、绕组以及结构件的损耗分布,总结了谐波对于换流变压器内部损耗的影响机理.     

一种基于BP神经网络的负荷谐波电流辨识方法

以非线性负荷的差分方程模型为理论基础,提出了一种基于BP（Back Propagation）神经网络的负荷谐波电流辨识方法。针对电网频率时变的特点,采用加窗离散傅里叶变换和双峰谱线插值算法确定供电系统的频率和施加在负荷上的基波电压;为提高BP神经网络的泛化能力,对在公用电网联接点处实测到的电压电流数据进行甄选,并采用贝叶斯正则化训练算法;借助已训练的具有负荷非线性特性的BP神经网络,获取基波电压激励下的负荷电流。仿真结果证明：在公用电网谐波电压限值范围内,基于BP神经网络的负荷电流总谐波畸变率与供电系统的电网容量和谐波电压几乎无关,有利于谐波责任划分以及谐波治理。     

充电设施对电池管理系统保护需求响应评估

充电状态下的电动汽车动力电池或电池管理系统(BMS)出现异常时,充电设施应能可靠响应,以确保充电安全。文中分析了BMS保护需求,定义了充电设施对BMS保护需求的响应率;参考现有标准及工程实际,建立了响应率指标体系,涵盖了动力电池故障及BMS故障等评价指标。采用层次分析法对各项指标权重进行了分析计算;最后,结合实际工程数据,对两种充电设施的响应率进行评估,基于单项响应率和综合响应率等指标,找出充电设施对动力电池及BMS故障响应能力的薄弱环节,并根据评估结果提出提高响应率的措施。结果表明,响应率指标体系可量化评估充电设施对BMS保护需求的响应能力。     

考虑用户参与度的电动汽车能效电厂模型

为充分挖掘电动汽车集群的响应能力,探究补偿电价对用户参与度的影响,建立了考虑用户参与度的电动汽车能效电厂模型,该模型能够为能效电厂参与电力市场交易机制提供模型基础。构建了可综合考虑有功和无功响应能力的单体电动汽车的车网互动(V2G)模型;进而对电动汽车交通行为特性进行统计分析,根据不同类型电动汽车的响应特性,提出了考虑补偿电价的电动汽车用户参与度响应模型;在此基础上建立了考虑用户参与度的电动汽车能效电厂模型,定义了能效电厂有功和无功响应能力、储能能力、价格响应的成本函数,为能效电厂参与市场环境下电网的调度控制提供关键的模型参数。利用典型算例验证了考虑用户参与度的电动汽车能效电厂模型的有效性,仿真结果表明能效电厂的响应及储能能力具有时间分布特性,而能效电厂的价格响应特性受补偿电价的影响。     

变压器绕组变形的频率响应分析法研究及实测中影响因素分析

介绍了频率响应分析法检测变压器绕组变形的原理,利用Matlab建立变压器绕组模型,仿真出变压器绕组的频响曲线,分析频率和谐振点的关系,给出了测试实例,同时分析了各种因素对变压器绕组变形试验的影响。对变压器绕组变形研究提供借鉴。     

虚拟电厂分布式资源的聚合响应能力评估方法

虚拟电厂(VPP)将配电网中各类分散的资源聚合为一个整体,可以提升聚合资源的全局响应能力,同时也可以作为一个整体参与电力市场交易,提高资源的可调度性和运行经济性。目前针对VPP聚合后整体响应能力的评估并不全面,且缺少对指标权重的分析,因此文中建立响应能力评价模型,提出包括响应时间、持续时间等在内的更全面的评价指标。然后提出VPP整体响应能力评估方法,将分布式资源独立响应能力作为约束,优化求解响应能力的多维量化指标,得到聚合资源的整体响应能力,同时考虑聚合响应能力的不稳定性,求取指标权重并对响应能力进行评分。最后通过算例得出VPP在24 h内的响应能力曲线及评分,通过分析验证了文中方法的有效性。文中方法计算得到的整体响应能力信息可上报作为电网调控的依据,而且求得的响应能力评分可直观地评价聚合响应能力,有助于对VPP响应能力的分析与控制。     

考虑用电满意度与响应量期望的虚拟电厂需求响应交易模型

虚拟电厂(VPP)参与需求响应可提高电网的调节能力,但用户用电满意度下降和用户响应量的不确定性会导致VPP无法获得预期收益、电网无法获得足够需求响应量等问题。为此,提出了一种考虑用户用电满意度与响应量期望的VPP需求响应交易模型。将VPP内部柔性负荷细分为可削减负荷、可转移负荷、可替代负荷3类,并根据不同柔性负荷用户的用电模式、影响因素、参与需求响应的服务方式,分别构建3类柔性负荷用户的细分用电满意度模型。分析3类柔性负荷用户提供需求响应服务的不确定性来源,分别建立3类柔性负荷用户参与需求响应的响应量期望模型。基于用电满意度模型和响应量期望模型,在以电网公司为主导的VPP需求响应交易模式下,构建需求响应交易模型。通过算例仿真验证了所提模型的有效性。     

水体晃荡作用对渡槽横向抗震影响的研究

本文建立考虑槽内水体与渡槽槽身流固耦合的横向地震响应计算模型,分析槽内水体晃荡对渡槽结构横向抗震的影响,并对某大型渡槽进行多工况地震时程响应计算。计算结果表明:在地震作用下,渡槽槽内大质量水体对渡槽的横向地震响应有较大的影响,但水体的晃荡作用减小水体自身的地震反应,若将水体视为刚体,质量全部附加到槽体上,将严重地夸大水的地震惯性力作用;在渡槽槽身断面选择时应考虑槽身分厢对墩身抗震的影响,以减小地震力。     

需求响应分布鲁棒建模及其大规模潜力推演方法

需求侧资源的多样性、分散性使得小范围示范工程采集的响应模型很难推广到大容量客户群体,文中拟基于小样本需求响应数据完成需求响应特性泛化建模及其大规模潜力推演工作.首先,构建响应随机参数的分布鲁棒模糊集.其次,基于主成分分析法挖掘小样本用户用电与其响应死区拐点与饱和区拐点的关系,采用共性与个性结合的方式实现大规模泛化过程中...     

拱坝随机振动响应的概率分析及抗震安全评价

本文介绍如何利用反应谱方法对结构动力响应做概率分析,并用Monte-Carlo方法进行验证,结果表明两种方法结果一致。应用反应谱方法对拱坝随机振动响应进行了分析,研究了均匀振动下拱坝随机振动响应的概率分布,对拱坝在基准期内的抗震安全作了评价。     

计及用户参与不确定性的虚拟电厂分布鲁棒优化模型

灵活资源的需求响应行为在不同运行状态、激励水平下有很大的不确定性和差异性,需求响应优化方案的精准度有待进一步提高。针对这一问题,提出了一种虚拟电厂中计及用户需求响应不确定性的分布鲁棒优化方法。考虑可中断、可转移、可增长3种灵活资源的响应特性,构建包含用户响应特征参数的精细化需求响应模型;以提升虚拟电厂经济性、电网友好性和用户舒适性为子目标,构建促进多方利益最大化的多目标优化模型;基于数据驱动的分布鲁棒方法,构建精细化响应模型中随机参数的概率分布模糊集,提出虚拟电厂两阶段分布鲁棒优化模型,并采用强对偶理论进行转化求解。算例仿真结果表明所提模型能够提高需求响应精度和虚拟电厂经济收益。     

考虑柔性负荷响应不确定性的多时间尺度协调调度模型

针对柔性负荷实际响应的不确定性,以及各类柔性负荷在多时间尺度上的响应特性,提出了考虑柔性负荷响应不确定性的多时间尺度协调调度模型。首先,基于消费者心理学原理并计及柔性负荷响应不确定性的变化规律,建立了价格型需求响应(DR)的响应量模型。然后,在考虑实际响应误差的基础上,制定了激励型DR的激励机制,并基于上述不确定性分析建立了可转移负荷、可平移负荷和可削减负荷的响应模型。最后,从多时间尺度协调的角度,对柔性负荷、常规机组和风电进行协调优化,构建了日前—日内—实时的协调调度模型,并根据模糊机会约束规划理论和混合整数规划方法进行求解。算例分析验证了所提模型的有效性,通过考虑柔性负荷响应的不确定性及多时间尺度上的协调优化,能够实现削峰填谷,提高风电消纳,并降低电网调度的成本。