基于模态分析的运动负荷牵引电网谐波谐振分析

为了防止牵引网谐波谐振发生时产生的系统过电压,须获得准确的谐波谐振频率及位置,从而消除运动负荷谐波谐振对牵引网的影响。利用模态分析法,对牵引网络节点导纳矩阵的特征根进行分析,从而得出运动负荷牵引电网谐波谐振的产生与频率及机车运行位置的关系。仿真分析所得谐波谐振与频谱分析的比较结果证明此方法正确。理论分析及实际应用均证明该方法是进行运动负荷牵引网谐波分析的有效工具。     

基于模态分析的谐波谐振评估方法

谐波谐振在电力系统中经常表现为高电压.文中研究发现这种谐振现象与网络导纳矩阵的奇异性有关,而这种奇异性是由于矩阵的一个特征根趋近于零造成的.因此通过分析特征根的性质,就可以得到有关谐振机理和程度的信息.基于以上研究结果,该文提出了一种称为＂谐振模态分析＂的技术.理论分析和算例研究证明了该方法是进行电力系统谐波分析的有效工具.     

基于模态分析的城轨交流牵引系统谐波谐振研究*

为预防城轨交流牵引系统谐波谐振引发系统过电压,针对城轨交流牵引系统全并联结构的供电模式,通过平行导线降阶方法对系统参数进行等值降阶,建立系统分布参数模型,采用数值模态方法,探讨负荷功率、位置等不断变化时系统的谐波谐振规律。为研究电缆电容效应对该系统产生的影响,指定地表露天条件下,根据国标将电缆替换为同等条件下的裸导线作进一步研究,发现电缆电容效应会导致系统谐振频率变小,会带来将高次谐波谐振频率引入到需治理的低次谐波范围内的问题,但是电缆牵引系统谐波谐振节点相比替换为裸导线情况时具有小得多的模态阻抗,电缆牵引供电系统谐波谐振严重程度也远小于将牵引网电缆部分替换为裸导线的情况。     

基于回路模态分析法的串联谐波谐振评估

串联谐波谐振发生时会造成系统过电压,损坏电力设备,影响系统正常工作。为了解决此问题,需获得准确的串联谐波谐振频率,从而控制谐波源产生与此相应的谐波。由于串联谐振的发生与回路密切相关,不能用节点阻抗矩阵来分析串联谐振问题,据此提出一种分析网络回路阻抗矩阵以获得串联谐振频率及相关支路信息的模态分析方法。仿真分析所得串联谐波谐振频率与频谱分析的比较结果证明此方法正确。理论分析和算例研究证明,该方法是电力系统谐波谐振分析的有效工具。     

基于模态分析法的串并联谐波谐振分析

谐波谐振在电力系统中主要表现为过电压、过电流。谐振发生会使系统的电压、电流波形发生畸变,有时甚至造成电力元器件损坏,影响系统的正常运行。为了解决此问题,需获得准确的谐波谐振频率,从而控制谐波源产生与此相应的谐波。本文通过实际算例测试表明,模态分析法在解决谐波谐振问题方面可以得到更多关于谐振机理的信息。     

谐波谐振的模态分析法及其应用

通过计算与分析,论证了系统并联谐振频率与回路串联谐振频率完全相同。比较几种不同的模态分析法并得出结论：基于节点导纳矩阵或基于节点阻抗矩阵的模态分析法适用于系统并联谐振分析,且两种方法结果相同;基于回路阻抗矩阵的模态分析法适用于回路串联谐振分析,由于系统回路串联谐振频率与并联谐振频率完全相同,因而与系统并联谐振分析结果相同,单一使用基于回路阻抗矩阵的模态分析法并不能求得支路串联谐振频率;结合运用基于节点导纳矩阵的模态分析法和虚拟支路法,可求得包括支路串联谐振频率在内的系统全部谐波谐振频率。论证了虚拟支路法对于支路串联谐振分析的适用性。     

配电网谐波谐振改进模态分析方法的研究

谐波谐振严重危害配电网的安全可靠运行,合适的谐波谐振分析方法十分重要。传统模态分析法是分析电网谐波谐振的一种主要方法,能够获得谐振的各种信息,如谐振频率、最高激发点、最高观测点以及参与因子,但其计算效率较低,且无法准确判断配电网谐波谐振中的最高激发节点。本文提出的改进模态分析法将频谱分析法与传统模态分析法相结合,增加了判断激发节点在谐振频率下能否发生谐振的条件。仿真结果表明,本文提出的方法能够高效准确地确定出配电网谐波谐振频率和最高激发节点。     

基于模态分析的风电场并网谐波谐振研究

针对风电场并网时易发生的谐波谐振问题,采用模态分析法对风电场并网系统的节点导纳矩阵进行解耦处理,并通过特征值分解确定其谐振频率、谐振中心等相关信息。首先建立并网LCL逆变器等效诺顿模型和电网等效模型,基于已建立模型,采用模态分析法分析风电场并网谐振现象并给出各节点谐振参与因子、谐振中心等谐振信息。基于仿真平台PSCAD按照某99 MW风电场参数搭建实例仿真模型,在验证模态分析法可行性的同时,深入研究随着风电场集电线路长度和风机并网台数改变时的并网谐振各节点参与因子与谐振中心的变化规律。     

基于自适应扫频的配电网谐波谐振模态分析法

为了抑制配电网谐波谐振引发的过电压,需要准确获得谐振的各种信息,如谐振频率、最高激发点、最高观测点以及参与因子。为了提高计算效率,文中提出一种基于自适应扫频技术的配电网谐波谐振模态分析法。该方法利用自适应扫频技术确定谐振频率,应用模态分析法确定谐振信息。仿真结果表明,文中提出的方法能够高效准确地确定出配电网谐波谐振频率及最高激发节点。     

基于模态分析和虚拟支路法的串联谐波谐振分析

串联谐振与并联谐振共同组成谐振问题的两个重要分支。模态分析为解决谐振问题提供了新思路。该文指出,由于串联谐振的发生与回路阻抗的密切关系,利用模态分析法(简称模态法)解串联谐振问题时应使用回路阻抗矩阵,而非节点阻抗矩阵。阐明分析串联谐振时,网络拓扑结构不断改变的实质。提出一种结合模态分析和"虚拟支路法"来分析网络回路阻抗矩阵以获得串联谐振频率及相关支路信息的方法。该方法继承模态法解谐波谐振问题的优点并对之是补充和完善,使模态分析与目前通用的频谱分析并列,成为可完整解决谐振问题的方法。测试系统研究和实际应用均证明该文所提出方法的正确性和适用性。研究结果可作为分析谐波谐振问题的基本方法,还可用于滤波器装置的谐振频率校验。     

不同负荷模型下高速铁路牵引供电系统谐波谐振敏感度分析

高速铁路牵引供电系统不同的负荷模型将得到不同的节点导纳矩阵,从而对谐波谐振幅度、频率产生较大的影响。利用复矩阵模态分析研究不同高速列车的谐波模型对高速铁路牵引供电系统谐波谐振特性的影响规律。将利用频谱分析得到的驱动点阻抗变化曲线与三种不同负荷谐波模型得到的模态幅值和频率敏感度分析进行对比。结果表明,不同的谐波模型在相同的谐振模态下得到了相近的谐振频率区域。     

车网耦合的牵引供电系统谐波仿真分析

牵引供电系统是电力系统重要负荷,也是电力系统主要的谐波源之一。在研究牵引供电系统谐波传输特性和谐波对电力系统的影响时往往对牵引供电系统模型进行一定的简化,虽然具有一定的合理性,但是这样分析出来的结果与实际结果相比必然存在一定的误差。针对牵引供电系统谐波分析模型不精确,利用PSCAD/EMTDC搭建了电力机车-牵引网-电网仿真模型,仿真研究了机车位置、机车数量和牵引网长度变化时牵引供电系统谐振以及电网总谐波畸变率的特性。仿真结果表明该仿真模型能更准确地分析牵引供电系统谐波特性,分析结果更加符合实际。     

基于电容器投切法的牵引供电系统谐波阻抗测试分析

针对牵引供电系统供电拓扑结构复杂、系统等效阻抗难以精确计算等特点,提出基于电容器投切法的谐波阻抗测试方法。并联电容器开关闭合的过程可以等效为一个谐波源向系统注入谐波电流,基于此建立了阻抗测试系统用于处理拓扑结构特殊的牵引供电系统,该阻抗测试系统由27.5 kV/380 V的变压器、电容器、开关和负载阻抗组成。考虑到现场测量中存在背景谐波、噪声等干扰,利用波动量法和小波分层算法对采集信号进行处理。基于Simulink仿真平台搭建牵引供电系统阻抗测量模型,仿真及误差分析结果验证了所提方法能有效地测量牵引供电系统的谐波阻抗。     

风火打捆半波长交流输电系统的谐振分析

长距离架空输电线、电缆存在较大的对地分布电容,易引起风电并网系统的谐振等问题。为了分析大规模风火打捆半波长交流输电系统的谐波谐振放大特性,基于选择性模态分析,推导得到谐波谐振传输放大解耦矩阵,使用交互参与因子评估谐波扰动源对系统任意节点的激励作用,确定易受谐波传输放大影响的节点。针对实际风电并网系统中含量较大的特征谐波,分析不同风电占比情况下发生谐振时系统各节点的谐波电压响应;引入元件标准化灵敏度及其主导系数,分析综合考虑了各谐振情况后的元件灵敏度,为能够同时抑制多种谐波谐振放大或次谐波谐振提供理论依据。研究表明,风火打捆半波长交流系统中可能发生谐波谐振放大的现象;随着风电占比的增加,谐振频率逐渐降低; 35 kV及110 kV电压等级的母线受7、11次谐波谐振放大的影响严重,可能危害系统的安全运行;半波长线路首、末端基本不受谐波传输放大的影响,可以安全运行。利用PSCAD进行模拟计算,结果验证了所提方法的有效性。     

基于秩次回归的系统谐波阻抗分析与谐波评估方法

将秩次回归应用于系统谐波阻抗分析与谐波评估。基于系统和用户的等效电路,可获得系统谐波阻抗、背景谐波和公共连接点谐波的解析表达式。利用在公共连接点同步测量得到的谐波电压、电流数据,将系统谐波阻抗和背景谐波作为回归方程的回归系数求出其最小二乘估计。使用残差秩次得分函数得到基于秩次回归的估计函数。采用最速下降法求取基于秩次回归估计函数的极小值即可获得基于秩次回归估计,并计算出用户谐波发射水平。该方法能够克服样本中异常数据对回归系数的影响,同时对误差项无正态性分布要求。仿真结果证明了该方法的有效性和准确性。     

基于Matlab中FFT函数的电力谐波分析方法

对电力系统谐波电压（或电流）进行了仔细分析，得出基于连续信号傅立叶级数的各次谐波系数的计算公式，并推导了该计算公式与Matlab函数FFT计算出的谐波系数的关系，实例分析证明了基于连续信号傅立叶级数的谐波系数计算公式及其与FFT所计算出系数关系的正确性。     

基于等效变换的牵引负荷建模

建立了一种将牵引负荷等效变换为所接入系统高压侧短时故障模型,通过分析斯科特型牵引变压器的接线方式,将二次侧牵引负荷变换至一次侧,并作为短时网络故障接入公用电网,可同时描述牵引负荷的冲击性、非线性及不对称性。基于PSASP软件分别对负荷的冲击模型、负荷的等效故障变换模型进行仿真,结果验证了等效故障变换模型的正确性及实用性。通过一地区电网电能质量指标的计算,分析了牵引负荷对地区电网电能质量的影响。     

基于电力系统ATP仿真模型的谐波分析水

为了减少非同步采样对快速傅立叶变换的影响,提高电力系统谐波分析的精度,本文详细介绍了一种基于四项Blackman-Harris窗插值FFT算法的谐波参数估计方法,并推导了其谐波参数估计公式,然后利用电磁暂态仿真程序ATP建立一个实际的400/33kV工业电力系统的仿真模型,对该系统的谐波电流进行了仿真,最后针对不同程度的频谱泄漏,采用FFT和四项Blackman-Harris窗插值FFT两种算法对谐波电流的16次谐波参数估计值进行对比分析.实验结果表明,在相同条件下,该算法较FFT算法在频率、幅值和相位的估计值精度上有明显提高.     

多机系统利用模态最优线性组合法的降阶分析

在多机电力系统小扰动稳定分析与控制中,利用原始系统状态空间方程的坐标变换,根据具有附加条件的最优分析方法,建立二次型性能指标,以主导模态坐标近似来描述非主导模态坐标,从而建立模态最优线性组合降阶法的等值模型,由等值模型可以分析所有状态变量的动态变化过程.以双轴同步发电机模型为基础,综合考虑自动励磁调节系统,详细推导多机系统原始的状态空间方程.以一3机9节点实例建立原始状态空间方程,采用模态最优线性组合法获得降阶后的等值模型,由降阶前后动态特性曲线的近似重合论证了模态最优线性组合降阶法的有效性.