基于FPGA的变电站实时仿真培训系统

为降低变电站仿真培训系统的建设成本,提高变电站实时数字仿真的质量,提出了一种基于FPGA的变电站实时仿真培训系统。采用最小度最大独立集法安排节点消去和电压计算的顺序,较好地兼顾了运算量和运算并行度。采用多输入多输出的指令流运算器实现细粒度的并行计算,提高了FPGA资源利用率。利用状态字和影响字间接完成仿真参数的修改,减少了仿真计算时间和节约了数据存储空间。实例表明,采用最小度最大独立集法、指令流运算器及仿真参数间接修改方法,一个具有542节点的仿真变电站能以40 ms仿真步长在一块EP4CGX150芯片上正常运行。     

三相分布参数线路动态相量法的建模与仿真

传统的机电暂态模型由于建立在"准稳态"假设基础之上,因此不能用来仿真变化迅速的电磁暂态过程,而电磁暂态模型,虽然能准确反映电磁暂态过程,但由于仿真步长很小,仿真速度受到限制,不适合用来仿真大型电力系统。该文基于动态相量理论,对三相分布参数的线路进行推导和建模,提出一种适用于分布参数线路的大步长动态相量模型,并分析了其产生的误差。通过对算例的仿真和与电磁暂态模型仿真结果的比较,验证了动态相量模型能突破电磁暂态模型对分布参数线路仿真步长的限制,用来仿真三相分布参数线路上的电磁暂态过程。     

Effects of phase-shifting transformers and synchronous condensers on breaker transient recovery voltages

This paper describes several system configurations that could lead to very high breaker transient recovery voltage (TRV) and rate of rise of recovery voltage (RRRV) in the presence of phase-shifting transformers, synchronous condensers, and switched capacitor banks. The special considerations involved in determining the most limiting TRV and RRRV are presented. Mitigation measures required for 15 kV and 115 kV breakers that are applied in the above system configurations are also presented. Simulation results presented are part of a design study carried out for the proposed extension to Granite Station in Vermont.     

自适应谱峭度滤波方法及其振动信号检测应用

谱峭度滤波方法是一种在强背景噪声下也能有效提取振动信号中瞬态成分的方法。笔者针对谱峭度滤波方法中窗宽的自适应选择问题,提出一种自适应谱峭度滤波方法。该方法将小波相关滤波提取的振动信号特征频率作为Morlet小波滤波窗口中心频率,并按最大谱峭度原则自适应选择滤波小波窗口宽度,以确定最优带宽Morlet小波窗。通过强背景噪声下的瞬态成分的提取验证该方法的有效性,并与窗口融合自适应谱峭度滤波方法进行比较。针对轴承故障振动信号检测,应用该方法提取反映轴承故障的冲击响应成分,说明该方法能够实现轴承故障振动特征信号的提取。     

小电流接地系统单相接地故障选线方法综述

在我国 3～ 6 6kV配电网中 ,广泛采用小接地电流系统 ,而此系统发生最多的是单相接地故障 ,所以如何快速准确地检测出故障线路一直是电力系统继电保护的重要研究课题。回顾了国内外小接地电流系统单相接地故障选线方法发展的历史 ,对现有的各种选线原理和方案做了系统的归纳 ,提出了尚需解决的问题 ,并给出了分析的结论     

RTDS implementation of an improved sliding mode based inverter controller for PV system

This paper proposes a novel approach for testing dynamics and control aspects of a large scale photovoltaic (PV) system in real time along with resolving design hindrances of controller parameters using Real Time Digital Simulator (RTDS). In general, the harmonic profile of a fast controller has wide distribution due to the large bandwidth of the controller. The major contribution of this paper is that the proposed control strategy gives an improved voltage harmonic profile and distribute it more around the switching frequency along with fast transient response; filter design, thus, becomes easier. The implementation of a control strategy with high bandwidth in small time steps of Real Time Digital Simulator (RTDS) is not straight forward. This paper shows a good methodology for the practitioners to implement such control scheme in RTDS. As a part of the industrial process, the controller parameters are optimized using particle swarm optimization (PSO) technique to improve the low voltage ride through (LVRT) performance under network disturbance. The response surface methodology (RSM) is well adapted to build analytical models for recovery time (R_t), maximum percentage overshoot (MPOS), settling time (T_s), and steady state error (E_ss) of the voltage profile immediate after inverter under disturbance. A systematic approach of controller parameter optimization is detailed. The transient performance of the PSO based optimization method applied to the proposed sliding mode controlled PV inverter is compared with the results from genetic algorithm (GA) based optimization technique. The reported real time implementation challenges and controller optimization procedure are applicable to other control applications in the field of renewable and distributed generation systems.     

现代行波故障测距原理及其在实测故障分析中的应用—A型原理

长期以来,对输电线路暂态行波现象的研究只停留在理论分析和EMTP仿真方面,而线路上的实际暂态行波波形要比通过仿真获得的暂态行波波形复杂得多,这使得迄今为止所提出的各种单端行波测距算法难以发挥作用。为了将利用故障暂态行波的A型单端现代行波故障测距原理更好地用于实测波形分析,将其划分为3种独立的运行模式,即标准模式、扩展模式和综合模式,并给出了各自用于实测电流暂态波形分析的典型实例。实测故障分析表明,A型现代行波故障测距原理具有很高的准确性,其绝对测距误差不超过500m。     

基于线性与非线性模型的水轮机调速器PID参数优化比较

分别推导出了基于线性模型和非线性模型的水轮机调节系统闭环比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制的微分方程。以水轮发电机组转速偏差相对值的时间乘误差绝对值积分指标作为粒子群优化算法的适应度函数,分别实现了采用这2种不同数学模型的水轮机调速器PID参数的优化设计。计算结果表明,PSO优化算法对于非线性系统控制参数的优化设计是一种有效的方法;采用不同数学模型的水轮机调节系统,其PID参数的优化结果是不同的;水轮机调节系统采用非线性模型时的优化结果相对较好。     

MATLAB在系统灾变恢复相关问题研究中的应用

讨论了如何将MATLAB应用于电力系统恢复的仿真研究 ,主要利用MATLAB进行了如下两方面的工作 :以黑启动机组为系统恢复起动电源 ,仿真电网黑启动过程中可能出现的操作过电压和同步发电机的自励磁现象。仿真结果表明 ,与传统的仿真手段相比 ,MATLAB是一种强有力的仿真工具 ,使用它能极大地提高工作效率 ,而且其结果也是值得信赖的。     

南水北调中线工程北京西四环段输水安全分析

水锤是保证长距离输水管道安全的重要技术问题,工程中要避免弥合水锤的发生,降低水锤压力。由于受施工条件的限制,水锤防护措施的安装施工有时非常困难,往往需要作适当调整。根据对南水北调中线京石段应急供水工程北京西四环段通气孔设计,将通气孔概化成半气垫式调压室进行输水管道水力过渡过程计算分析。通过多方案比较分析,低水头长距离输水管道通气孔的设置可以在增加其它安全措施的基础上适当增大设置间距。