考虑有限理性的电力系统连锁故障多阶段动态博弈防御模型

为了防御由连锁故障引发的大停电事故,提出一种考虑参与人有限理性的连锁故障多阶段动态博弈防御模型。基于故障方的有限理性假设和故障方行动的关联性假设,综合考虑元件自身故障、外界环境、潮流转移和隐性故障等因素对元件停运概率的影响,提出基于实时运行条件的元件停运概率表征有限理性的故障方不完美的选择能力;根据可掌握的事故状态信息,提出潮流转移严重度和系统失负荷严重度表征故障方追求自身利益的意识;基于风险分析方法,生成故障方的策略集合。从风险理论的角度出发,将运行风险作为收益函数,用于定量评估防御方行动的有效性。以IEEE 39节点系统为例,验证了所提模型的合理性。     

基于等效的视在功率计算新方法

在电力系统电压、电流波形畸变和不对称的条件下,目前视在功率求解还没有一种认可的方法,导致功率因数计算数值不一致。针对该问题,首先详细分析影响电能传输的因素,然后采用拉格朗日乘数法推导分析一种单等效视在功率计算方法,最后在考虑影响电能传输的不同因素条件下将所提方法分别与矢量视在功率、算数视在功率、双等效视在功率进行对比分析,以研究不同视在功率实际应用特性。算例结果表明,所提方法能够体现不同不利因素对电能传输的影响,且影响程度越大,功率因数越小。     

三电平有源电力滤波器死区效应分析与补偿

针对有源电力滤波器(APF)的死区效应问题,在三电平APF等效开关电路的基础上,从死区效应生成原理出发,结合三电平开关状态方程,推导出死区时间与电流跟踪误差之间的线性关系,阐释了死区时间带来的影响。提出了一种死区补偿方法,给出了补偿方法的控制原理图,并从控制系统的闭环特性角度分析了系统的性能。对比了无死区系统与死区补偿系统的性能,发现后者具有更好的稳态性能。通过仿真和实验结果表明所提方法能有效抑制死区效应。     

多相并联的15 kW无线电能传输系统

设计了一种耦合电感的循环级联方法来实现多相逆变之间的电流平衡,并分析了耦合电感参数对系统性能的影响;对多相并联下系统主要的功率损耗进行了分析,以解释在大输出电流条件下多相系统具有较低损耗的原因,开发了6相D类半桥逆变并联的原型机对系统性能进行验证。实验表明该方法能够将相间电流不平衡控制在较好的范围之内。使用2个外边长90 cm×70 cm的4圈的平面矩形螺旋线圈,在距离20 cm时进行无线电能传输。当接收端整流桥后的6.87Ω负载上获得15 k W的功率时,测得发送端直流输入到接收端直流负载的DC-DC效率为94.7%。     

基于无差拍预测控制和扰动观测器的永磁同步电机电流控制

永磁同步电机(PMSM)转速或转矩驱动系统都要求具有良好的电流控制性能,因此对电流环的控制至关重要。为了提高电流的动态性能和鲁棒性,基于无差拍预测控制和扰动观测器提出了一种新的PMSM电流控制方法。利用预测控制动态性能好,易于数字实现等优点,基于无差拍原理设计了预测电流控制器,但该方法对电机模型及参数依赖较大。针对实际应用中由于建模误差及参数变化等产生的扰动,设计了一种简单的扰动观测器,并用于电流环的前馈补偿控制,有效地提高了系统的鲁棒性。基于d SPACE平台完成了试验验证。试验结果表明:所提出的电流控制方法能实现电流的快速跟踪控制,而且具有较强的鲁棒性。     

可模拟绕组内部故障的双馈风力发电半实物实时仿真平台

双馈风力发电机(DFIG)系统控制复杂,离线仿真与传统全实物的故障试验存在一定局限性。在控制功能强大的MATLAB/Simulink环境下构建基于d SPACE1007系统的双馈风力发电系统半实物实时仿真平台,解决可模拟绕组内部故障的实物电机、d SPACE与Simulink软件三方联调时的数据接口与控制问题。试验结果表明,该平台在DFIG定、转子匝间短路故障工况下,通过Control Desk界面可灵活改变控制参数及算法,实现电机绕组内部故障状态下的容错运行,为DFIG故障检测和容错控制研究提供硬件平台。     

基于变权物元可拓模型的二次设备状态综合评价

针对二次设备状态评价的特点,提出了基于变权物元可拓的二次设备状态综合评价模型。结合物元可拓理论,确立二次设备的状态信息经典域,建立状态参量物元矩阵。同时,充分考虑权重确定过程的主观性,运用变权理论对各评价指标的权重进行修正,并比较了三种权重确定方法。结果表明,变权法对异常指标具有放大作用,更加符合设备管理要求。最后引入贴近度函数对二次设备的状态进行综合评判。以某220 kV变电站某二次装置为例,评价结果显示设备处于注意状态,偏向异常状态的程度较大,结果基本符合设备实际运行情况,从而验证了该方法的正确性。     

基于0-1整数规划算法的PMU量测点优化配置新方法

为了提高同步相量测量装置的优化配置速度,提出了基于0-1整数规划算法的PMU量测点优化配置方法。在0-1整数规划算法的基础上,根据节点的可观测性建立数学模型,考虑节点间的相互关系构建邻接矩阵并进行分析,求解量测点模型获得量测配置优化位置。对IEEE-14和IEEE-18节点系统进行实验仿真,并利用Lingo工具验证所提0-1整数规划算法,获取PMU优化位置和速度。该算法与未改进的0-1整数规划算法相对比,结果表明,该方法减少了变量数目,简化了约束条件,减少了迭代次数,提高了收敛速度,验证了所提方法的有效性和实用性。     

内置式永磁同步电机转子初始位置检测方法

针对无位置传感器内置式永磁同步电机的转子初始位置检测问题,提出一种基于旋转高频电压注入法和恒定磁场定位法的永磁同步电机转子初始位置检测方法。基于凸极跟踪的原理,通过注入旋转高频电压信号的方法获得估计转子位置,在此基础上,采用恒定磁场定位法对估计转子位置的磁极极性进行判断,实现对估计转子位置的极性校正,并且补偿估计转子位置的偏移误差,从而得到转子初始位置。在实验平台上进行了实验验证,实验结果表明文中提出的方法能够快速且准确地检测出转子初始位置,实现永磁同步电机无位置传感器可靠起动。     

井眼测量误差椭球最小间距计算方法

随着丛式井和加密井在油田的广泛应用,对井眼防碰分析提出了更高的要求。井眼分离系数是防碰分析的一个常用指标,然而不同误差椭球分离距计算方法导致结果差异较大,为此提出测量误差椭球最小间距计算新方法,以更好地满足应用需要。在坐标变换及误差椭球计算基础上,推导了中心向量法误差椭球分离距计算公式,进而应用最优化理论求解了两误差椭球最小间距,并研究了快速求解策略,可精确、快速地计算井眼分离系数。算例分析表明,与其他计算方法相比,新方法能更好地指导井眼防碰风险评价工作,在丛式井设计和定向钻井中具有应用价值。