转子偏心对永磁同步电动机电磁力特性的影响

目的永磁同步电动机在变频供电下运行时,转子偏心将加剧电动机的电磁振动,并加大电动机电磁力特性的分析难度。为了研究永磁同步电动机转子偏心时的电磁力特性,方法提出一种快速电磁力特性解析分析方法,在建立电动机永磁体磁动势、定子绕组基波及谐波磁动势、气隙磁导函数的解析模型的基础上,构建电动机无偏心、静态偏心、动态偏心时径向电磁力的解析分析模型,并研究电动机电磁力的阶数成分、频率成分特征。结果经分析发现,与电动机不偏心时电磁力的阶数r和频率成分fk相比,电动机静态偏心、动态偏心时均会增加阶数为r±1和r±2的电磁力;电动机静态偏心时,新出现的电磁力的频率成分为fk;电动机动态偏心时,新出现的电磁力的频率成分为fk±f1/p,fk±2f1/p。搭建电动机本体和矢量控制电路结合的联合仿真模型,该模型能够反映电动机不同运行状态下绕组电感、永磁体磁链等参数的变化,利用该模型分别仿真分析电动机无偏心、静态偏心和动态偏心带载运行时径向电磁力的阶数成分、频率成分。仿真分析结果与解析分析结果相符,验证了本文解析分析方法的正确性。结论研究结果可为电磁振动的削弱、电动机故障的预测与诊断提供理论依据。

异步起动永磁同步电动机齿槽转矩的削弱

由于异步起动永磁同步电动机的定转子双边开槽,增加了其齿槽转矩的特性分析及削弱措施研究的难度,现有针对该类电机齿槽转矩的削弱措施效果有限。首先,基于永磁体单独作用时的气隙磁密分布、定转子开槽引起的气隙磁导函数分布的解析模型,建立了齿槽转矩的解析分析模型;然后,研究了能有效削弱齿槽转矩的电机结构参数确定方法;最后,以一台18.5 kW样机为例,确定了能有效抑制电机齿槽转矩的定子齿宽、转子齿宽。结果显示,与现有削弱措施相比,确定的定子齿宽、转子齿宽能进一步将齿槽转矩削弱46.64%、65.98%,并且不会对电机的运行性能产生显著影响。

挑檐式压缩空气泡沫消防系统在特高压换流站的应用

为提升特高压换流站消防系统灭火效能,针对目前以水喷雾灭火系统为主的消防设施应对换流变火灾蔓延等恶劣情况存在的不足,提出一种将消防炮增设于阀厅挑檐上的固定式压缩空气泡沫消防系统(compressed air foam fire-fighting system,CAFS)。该系统在不占用现有设备空间和检修通道的情况下,利用其灭火能力强、响应速度快、灭火效率高等特点,成倍提升变电站内换流变集中区域的消防能力,保证了最不利情况下换流变火灾消防工作需求。

基于故障距离的微电网系统线路保护方法分析

配置快速、有效的线路保护方案是电源分散就地技术发展的关键。针对微电网线路保护问题,提出基于故障距离的微电网系统线路保护方法。通过构建包含故障信号的等效电气量方程,并推导出故障距离的解析表达式,确立1种多端线路保护的判据,再将此方法扩展到含有多个电源接入的电力网络中。算例分析表明,所提判据方法可靠性较高,可有效避免因保护装置整定值设定不合理而导致的误动或拒动问题。

永磁同步电动机电磁振动特性及抑制措施

电磁振动水平是永磁同步电动机的重要评价指标之一,为了有效抑制永磁同步电动机的电磁振动,首先建立了转子永磁体磁动势、定子绕组电流磁动势与定子齿槽相互作用产生的径向电磁力的解析分析模型。然后建立了电机的变参数矢量控制系统的场路耦合联合分析模型,以一台11 kW内置式永磁同步电动机为样机,利用机械阻抗法得到了电机主要低阶电磁力产生的电磁振动噪声频谱,确定了对电机电磁振动起主要作用的低阶电磁力的频率。最后利用遗传-蚁群算法,研究了通过优化电机的定子齿槽参数有效削弱具有上述频率的低阶电磁力,从而有效抑制电机的电磁振动。结果显示,利用所提方法确定的定子齿槽参数能有效抑制电机的电磁振动,并且对电机的运行性能产生的影响较小。

基于改进鲸鱼算法多元负荷下新型电力系统运行方案优化

针对新能源大规模消纳带来的电网供需平衡难题,提出了一个兼顾多目标的电网优化运行方案。利用储能设备的充放电调节,建立了考虑最小化总运行成本、减少电能损耗、降低环境污染排放并最大化用户经济补偿收益的多目标优化模型,并采用线性加权法、理想点和反理想点法将其单目标化。在采用鲸鱼优化算法时,利用了群体智能优化的原理,对鲸鱼优化算法进行了改进;引入高斯变异算子增加种群多样性;结合自适应收敛因子策略加速算法收敛,在保证全局搜索能力的同时改进了局部搜索性能。以改进前后的鲸鱼优化算法对方案进行求解。实验结果表明,算法改进后,系统降低总运行成本26.9%,减少电能损耗10.3%,降低环境污染排放16.97%,用户经济补偿收益提高16.1%。以上结果表明,所提出的优化运行方案和改进算法合理有效。

基于快速MPC的三相LCL并网NPC逆变器

针对三相LCL并网逆三电平中点钳位(Neutral Point Clamped,NPC)逆变器中有限集模型预测控制(Finite Control Set-Model Predictive Control,FCS-MPC)计算量大和控制速度慢导致NPC逆变器性能变差的问题,设计了一种快速模型预测控制方法。通过改变快速模型预测控制中参考电流电角度控制逆变器输出电流的相位,实现入网电流与电网同步;通过在冗余短矢量中选择合适的短矢量,实现直流侧中点电压平衡,减少计算量;通过缩小计算扇区,使快速模型预测控制仅在当前最优输出电压矢量附近进行寻优计算,进一步减少计算量。在MATLAB/SIMULINK中搭建了三相LCL并网NPC逆变器仿真模型,仿真结果验证了上述控制方法的快速性和可行性,运算速度提高了18.31%,入网电流总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)值减少了2.38%。

基于神经网络的SVC电压稳定性控制

传统的静止无功补偿器(SVC)控制方法在面对实际电力系统的强非线性和不确定性方面效率较低;而神经网络控制为解决非线性和不确定性系统的控制问题开辟了新的途径。提出新型神经网络PID控制结构,通过控制SVC能够维持公共连接点电压稳定在给定值附近,并且能保证闭环系统具有较好的鲁棒稳定性。实验以含风力发电机的系统和EPRI-36节点系统进行数值仿真,验证所提神经网络PID控制SVC的有效性。

考虑极限诱导分岔的电压稳定研究

研究由于电力系统变量限制导致的极限诱导分岔对电压稳定的影响。给出了发生极限诱导分岔可能出现的条件。提出了变量达到输出极限导致极限诱导分岔时,影响系统电压稳定与否的判据,该判据改变了传统上用求解雅克比矩阵特征值的方法来判断电压稳定性,转而用收敛矩阵来判断稳定与否。对极限诱导分岔影响电压稳定进行了机理解释。研究了增大无功源对极限诱导分岔的影响。将提出的判据方法在单机和多机系统上进行了实验,数字仿真算例验证了所提出分析方法和机理解释的正确性和有效性。

基于极限诱导分岔的电压稳定分析

给出了达到无功越限后,可能出现极限诱导分岔的条件;提出了变量达到输出极限导致极限诱导分岔时,影响系统电压稳定与否的判据;给出了极限诱导分岔影响电压稳定的一种机理解释。极限诱导分岔反映了动态无功源在维持系统电压稳定性中的重要性,并研究了增加无功源对极限诱导分岔的影响。数字仿真结果进一步验证了文中所提出方法和机理解释的正确性。

基于动态量测量的电压失稳性判据研究

广域测量系统的发展和应用为电压稳定性的在线监测奠定了基础。研究基于动态量测量的电压稳定性判别成为新的挑战。在综合分析P-V曲线和V-Q曲线特性的基础上,解释了电力系统电压失稳的机理并提出了一种跟踪动态量测量的判断扰动后电力系统电压是否失稳的判据。所提判据依据扰动后母线电流、功率及有功和无功的变化规律判断电压是否失稳;该判据原理清晰,计算简捷。EPRI-36节点系统不同工况下数值仿真结果验证了所提判据的正确性和有效性。

计及STATCOM容量约束的电压失稳性分析

随着柔性交流输电系统(flexible AC transmission system,FACTS)的广泛发展,研究其装置容量限制对电压稳定的影响具有重要意义。分析无功补偿设备输出达到容量极限时,可能出现引起电压失稳的极限诱导分岔;提出容量达到极限时判定发生极限诱导分岔的新判据,该判据只需估算矩阵谱半径的上下界,避免矩阵求逆和特征值等运算,在原理和技巧上有别于传统方法,具有原理清晰、计算量小的特点。基于上述判据探讨识别极限诱导分岔和鞍结分岔的综合方法,最后给出提高电压稳定裕度新的控制策略。该文以静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)为例,在IEEE-30节点算例中验证所提方法的正确性和有效性。

面向新能源消纳的新型电力系统优化运行策略

通过传统发电机输出功率定义有功功率流动系数,对风电场-抽水蓄能站进行统一调度,由该系数与风电场输出功率比值来决定风电的功率消纳策略。以传统发电机输出功率波动最小作为目标函数,建立跟随电网负荷变化的抽水蓄能站发电优化调度模型,采用改进的非洲野狗算法对系统进行优化,并在算法中加入动态迭代步长,旨在算法前期加快迭代速度、在算法后期增强计算精度。仿真结果证实了所提优化运行策略在系统运行中的有效性与可行性。

应用模糊聚类的电力系统网络重构分析

以提高电力系统电压稳定裕度为目的,基于模糊聚类方法对网络重构进行分析。若系统网络发生故障(如某联络线发生短路、过载等)或因不确定性问题引起其他网络故障,应迅速切除。为不影响负荷供电,需要其他线路替代故障点,但此时可能有多种候选方案。应用模糊聚类方法将众多候选支路予以分类,在最大限度提高电压稳定裕度的基础上选取最为合适的候选支路,以完成网络重构。应用IEEE-30节点系统验证所提模糊聚类分析方法的正确性和有效性。

教师在职培训课程基本特性分析

教师在职培训已成为教师专业发展常态性的期待,但由于理论上缺乏对教师在职培训课程基本特性的认识,教师培训实践出现了一定程度的偏差,教师在职培训的实效性受到了质疑.教师在职培训课程的基本特性是由教师在职培训的特殊性决定的,具体表现为课程目标的多样性、课程内容结构的非正规性、课程展开方式的实践性以及课程管理的开放性.

薄弱电压节点的在线辨识

提出了以发电机节点无功变化量和负荷节点电压变化量为指标的电压薄弱节点识别方法,该方法仅需要相邻时刻的无功和电压变化量,因此计算速度很快,适合在线识别。以IEEE 9系统为算例,在负荷连续增长和短路情况下分别对系统的薄弱节点进行识别,并与传统的指标进行比较,结果表明,在负荷连续增长的情况下,文中的指标与传统指标均能实时跟踪电压薄弱节点,而在短路后发生振荡的情况下,传统指标很难快速跟踪。

考虑风电机组稳定性的DFIG机组无功功率极限

根据双馈风电机组(DFIG)的动态和稳态特性,提出了一种计算其无功功率极限的方法.该方法以整个系统的功率关系为基础,在进行机组无功功率极限计算时,除了考虑双馈机组定子、转子和逆变器电流限制外,还考虑了系统稳定运行对输出无功功率的约束,从而为双馈机组控制系统中无功功率输出极限值的设定提供了依据.最后,通过仿真对考虑与不考虑系统稳定性的无功功率计算结果进行了比较.

基于结构保持模型的大型风电场的等值方法

基于结构保持模型的概念,在满足等值机终端母线等值前后电压、电流保持不变及等值母线注入功率等于所有被等值机功率总和的前提下,推导了大型风电场双馈机组等值模型及其励磁系统等值模型;并进行了实例等值仿真。仿真结果表明,与传统的按容量加权等值方法相比,基于结构保持模型等值方法能更好地反映电力系统的暂态特性。这是分析大型风电场对电力系统暂态影响的一种有效等值方法。

基于模型预测的孤岛微电网NPC逆变器故障穿越控制方法研究

随着新能源和微电网的高速发展,孤岛状态下逆变器的故障穿越能力显得尤为重要。针对现有控制方法下孤岛中点钳位(neutral point clamped,NPC)逆变器故障穿越能力弱的问题,提出基于模型预测控制的孤岛微电网NPC逆变器故障穿越控制方法。通过比较负载电压与参考电压实现故障高速诊断;通过提高故障相参考电流幅值提升故障相电流;通过划定计算扇区、消除冗余计算减少计算量和避免权重系数设计;为保证电能质量以及减小数据测量和算法计算产生的延时,采用两步预测方法对延时进行补偿。在Matlab/Simulink中搭建三相LCL孤岛NPC逆变器仿真模型,仿真结果表明,该控制方法在孤岛微电网正常运行时能够将三相电流THD均值控制在2%以内,发生故障时,对故障相电流THD值控制在4%以内,对非故障相电流THD值控制在1.5%以内,能够有效提升孤岛NPC逆变器的故障穿越能力。

变电站高压电气设备的可靠性研究方法综述

基于变电站高压电气设备可靠性研究,介绍高压电气设备可靠性研究的发展历程,讨论常用电气设备的可靠性分析方法,比较解析类和模拟类等方法的优缺点,分析最佳应用场合,研究复杂系统下的组合法和状态法,对基于多种方法交叉融合的未来可靠性分析研究趋势进行展望。