风电制氢系统阻抗建模及振荡特性分析

由于风电机组与主网呈现远距离逆向分布特点,高度电力电子化的风电就地制氢系统与电网互联时将存在振荡失稳的风险。对此,通过建立风电制氢系统的阻抗模型分析了其与电网互联时的振荡特性。首先,建立了考虑电解槽动静态电气特性的阻抗模型,并在此基础上采用双傅里叶变换,建立了包含电力电子变换器在内的电解水制氢设备阻抗模型;随后,结合风电机组的阻抗特性,分析了电网短路比以及制氢设备运行工况对风电制氢系统稳定性的影响。接着,对制氢设备控制参数进行了灵敏度分析,为提升系统稳定性的参数优化方案提供了指导;最后,构建了时域仿真模型,对所得结论进行验证。

汽轮机调速系统低频振荡特性与抑制策略研究

本文研究汽轮机调速系统低频振荡特性与抑制策略,保证汽轮机调速系统的稳定性。分析汽轮机调速系统低频振荡的共振原理,探究其低频振荡特性;汽轮机调速系统控制模型,对低频振荡进行控制;基于改进蚁狮算法的GPSS参数优化流程,找出最优GPSS配置参数,便于从汽轮机调速侧快速抑制振荡。试验表明,该方法能够增强汽轮机调速系统阻尼特性,快速抑制转子角速度偏差幅度,提高汽轮机调速系统稳定性。

喷嘴出口结构参数对自振射流振荡特性的影响

自振射流的振荡特性决定其自激振荡及冲蚀效果,受喷嘴出口结构影响较大,但其影响规律尚不十分清晰。首先从自振射流产生机理出发,分析射流频率组成及特性影响因素,探究出口结构与振荡特性的内在联系。基于信号检测手段,拾取不同出口结构下自振射流压力及噪声信号,实时调整射流作业围压以连续改变自激频率,同时对上述信号进行时频分析以实现射流自激频率及谐振腔声学固有频率的解耦。试验结果表明,扩口角度及扩口长度等喷嘴出口结构参数对自激频率具有显著影响,进而改变自振射流振荡特性。喷嘴扩口角度决定了射流自激振荡的产生与否,恰当的扩口角度能够促进射流剪切层涡环脱落,进而引起初始压力激励,而扩口角度为0°时无法产生有效自激振荡;当扩口角度由10°增加到40°时,自激频率先减小后增加;扩口角度亦会促进自振初生,一定范围内随扩口角度减小,其自振初生空化数呈增高趋势。扩口长度会影响自激频率及自振初生空化数,随扩口长度增加,自激频率减小而自振初生空化数增大。研究揭示了喷嘴出口结构参数对自振射流振荡特性的影响规律,并初步探究了其作用机理,同时定性讨论了喷嘴出口结构参数对射流自振初生空化数的影响,为深入认识自振射流振荡特性提供了支撑。

参与一次调频储能型风电场的交流外送振荡特性分析

大量风电接入削弱了电力系统惯量水平,给系统稳定运行带来巨大挑战。针对含储能风电场的交流外送系统,建立了风-储独立和风-储协同的一次调频控制方法。首先,对2种控制方式下储能型风电场交流外送系统的振荡特性进行研究;其次,分析了风电场的风机变流器控制参数、储能系统控制参数和系统短路比对系统稳定性的影响。最后,在Matlab/Simulink中搭建含储能风电场交流外送模型系统,验证了所提方法的有效性。

汽轮机侧机网耦合系统低频振荡特性与抑制策略研究

为了抑制汽轮机侧机网耦合系统的低频振荡,该文对其振荡特性和已知策略进行研究。首先,通过建立汽轮机侧模型、建立机网耦合模型来分析低频振荡机械阻尼转矩。其次,通过构建配置GPSS后的汽轮机侧模型、改进ALO抑制算法设计以及建立抑制目标函数来抑制改进型ALO优化GPSS参数。最后,分析抑制效果得出,该文设计的抑制策略可以对汽轮机侧机网耦合系统的低频振荡进行抑制,还可以有效提高机组耦合系统在运行中的可靠性、稳定性。

长链式交直流混合电网振荡特性及优化措施研究

山区环境因素复杂、气候恶劣使得电网极端故障发生的几率远高于其他地区,长链式交直流混合电网承受极端故障的能力面临极大考验。极端故障容易诱发长链式电网发生失步振荡,而交直流混合电网在故障过程中及故障清除后的交直流耦合稳定特性则会进一步导致失步振荡的特性变化,常规的第三道防线措施难以适应,无法准确隔离故障保持电网稳定。分析一个典型的长链式交直流混合电网发生极端故障后主要断面的振荡特性,识别极端故障导致长链式交直流混合电网整体与主网解列后的电气量特征,提出基于失稳特征的第三道防线优化措施建议。经过仿真验证,该优化措施能有效根据功角、频率等特征,实时选择最优的控制措施,最大程度地保证电网安全稳定运行。

双馈风电机组与静止无功发生器交互作用原理及系统振荡特性研究

大量基于电力电子设备的非同步电源和无功补偿装置接入形成了新型电力系统,使得集群风电与电网之间以及与邻近电力电子驱动设备之间的交互作用十分复杂,电力系统的故障运行特性可能发生改变,从而给电网的安全稳定运行带来多方面的挑战。通过对系统扰动在双馈风电机组和静止无功发生器内传导过程的理论分析,分别给出了其动态响应特性,推导了双馈风电机组与静止无功发生器在系统扰动下相互激励的表现形式,分析了双馈风电机组与静止无功发生器之间交互作用对双馈风电机组转子侧变流器控制参数和静止无功发生器控制参数的敏感性,并给出双馈风电并网系统的振荡特性。最后,通过时域仿真验证了上述理论分析的正确性。

静止无功补偿器对发电机组次同步振荡特性的影响

采用基于时域仿真实现的复转矩系数法,对与静止无功补偿器SVC相联接的同步发电机组的次同步振荡特性进行了较深入地研究。研究过程中,以IEEE次同步谐振第一标准测试系统和TCR+TSC型SVC为对象,通过改变测试系统和SVC的某些重要参数,分析发电机组电气阻尼的变化情况,得出了一些重要结果。

多机电力系统的强迫功率振荡特性研究

推导了多机电力系统强迫功率振荡近似稳态响应的表达式,在此基础上应用左右特征向量和参与因子等参数对多机系统发生强迫功率振荡时的振荡分布特性、扰动源位置对系统响应的影响等问题进行了分析。介绍了应用电力系统仿真软件DIgSILENT进行电力系统小干扰稳定性分析的一般方法。通过对4机2区系统的仿真分析对多机系统强迫功率振荡特性进行验证并与负阻尼和弱阻尼振荡进行比较,有助于更加深入地认识电力系统强迫功率振荡。

平面撞击流振荡特性

The oscillation characteristics of two planar opposed jets were studied by using high-speed camera,smoke wire visualization and hot-wire anemometry(HWA).The oscillation periods of two planar opposed jets at different nozzle separations and exit nozzle velocities were studied.The results showed two models of instabilities:streamwise quasi-periodic oscillation model and deflection oscillation model.The oscillation model was mainly streamwise quasi-periodic oscillation model at L<5H(where L was the nozzle separation and H was the nozzle slot height),and it was mainly deflection oscillation model at L>5H.The deflection oscillation model had a stable period which decreased with increasing normalized nozzle separation.

单回路脉动热管温度振荡特性实验研究

通过对单回路紫铜–水脉动热管壁温振荡特性的实验研究,揭示传热功率、充液率和管径对热管启振及传热性能的影响。实验采用风冷却方式和定热流加热,测试稳定运行时加热段和冷却段外壁温的波动特性曲线,得到温度振荡与热管传热功率之间的的内在关系;同时研究了充液率和管径对管壁温振荡特性的影响。结果显示,随加热功率的增加,管壁温振荡呈现四种状态,无振荡、启振、大幅振荡和小幅均匀振荡;频率呈现由小到大和高位稳定振荡的特点。充液率和管径对热管的启振功率、振幅和频率都有影响;中间管径和中间充液率热管的启振功率最小;管内径越小,充液率越大,热管的温度振幅越大;中间管径、中间充液率的热管的平均振荡频率最大,而大管径、小充液率管子的平均振荡频率最小。当传热功率达到一定值时,振荡转变为小幅均匀振荡,充液率和管内径对热管振幅和频率的影响变小。

基于Soret和Dufour效应的方腔内双扩散自然对流振荡特性研究

采用格子Boltzmann方法模拟研究了方腔内带Soret效应和Dufour效应的双扩散自然对流振荡特性.方腔内置高浓度发热圆且位于方腔中心,四周壁面均为低温低浓度.采用时间历程分析法和功率谱法分析了不同的浮升力比Br(2.0≤B_r≤10.0)、Soret数Sr(-0.6≤S_r≤0.0)和Dufour数Df(-0.6≤D_f≤0.0)下的方腔内部流动的振荡特性.研究结果表明:不考虑Soret和Dufour效应时,方腔内部流动呈现稳定状态,随着Df和Sr从0.0变化到-0.6,双扩散自然对流状态开始逐渐转变为周期性振荡和非周期性振荡,且振荡性随着浮升力比Br的增大而增强.

静止式气波制冷机振荡特性的实验研究

静止式气波制冷机是依靠附壁射流的原理 ,籍着装在喷嘴两侧的振荡源的压力脉动改变方向 ,使高速射流依次间隔地射入各振荡管内 ,通过激波和膨胀波的运动产生制冷效应。因此 ,其制冷效率的高低在很大程度上取决于振荡特性的好坏 ,而且 ,通过研究振荡特性也可以进一步改进机器的结构。以控制管为振荡源对气波制冷机的振荡特性进行了详细的研究 ,结果表明 ,当振荡源为控制管时 ,一般来说 ,振荡频率仅与控制管管长有关 ;控制管适合于较低频率的场合使用 ;在同一射流作用下 ,在不同振荡管中产生的入射激波强度并不相同 ,最外侧两管内波的强度较弱 。

五相混合式步进电动机的振荡特性研究

研究了不对称现象对五相混合式步进电动机谐波电磁转矩的影响 ,提出不对称现象是导致电机产生较大二次谐振的主要原因 ,且振荡时所产生的附加谐波电磁转矩会对电机的某些中高频振荡点 (如基波谐振点 )产生进一步影响 ,实验结果与理论分析相符。

低压低干度自然循环汽水两相流流量振荡特性

实验研究了低压低干度汽水两相混合物在自然循环条件下产生密度波不稳定性时的流量振荡特性。实验在大型热工水力学实验回路ＨＲＴＬ－２００上以水为工质进行，压力为１．０—４．０ＭＰａ，加热功率为２７—１９０ｋＷ，人口欠热度为５—８０℃，加热段出口质量含汽率小于５％。实验参数范围包括了２００ＭＷ核供热堆微沸腾工况运行的参数。获得了有关自然循环流量振荡模式、相对振幅、振荡周期等振荡特性参数随系统压力。

电泵浦垂直外腔面发射激光器振荡特性的理论分析及实验研究

对具有InGaAs/GaAsP量子阱周期增益结构有源区的980 nm电泵浦垂直外腔面发射激光器(EP-VECSEL)的振荡特性进行了理论分析及实验研究.模拟并分析了耦合腔条件下EP-VECSEL的振荡特性与其分布布拉格反射镜(DBR)及外腔镜反射率之间的关系,并根据理论分析结果对器件结构进行了优化设计.在实验上制备出具有不同外腔镜反射率的EP-VECSEL器件,并对其连续波(CW)振荡特性进行了研究.实验结果表明,有源区直径为300μm的EP-VECSEL器件在外腔镜反射率为90%时阈值电流为1.2 A,注入电流为4 A时连续激光输出功率为270mW;在外腔镜反射率为95%时阈值电流为0.9 A,4 A下输出激光功率为150 mW.实验结果与理论分析结论符合较好,说明本文采用的理论分析方法能有效模拟及优化EP-VECSEL器件的振荡特性.

基于MEMS技术新型硅磁敏三极管负阻-振荡特性

介绍了一种新型硅磁电负阻振荡器件———S型负阻振荡硅磁敏三极管.该器件是基于MEMS技术在p型高阻单晶硅片上制作的具有立体结构的新型磁电转换器件,采用KOH各向异性腐蚀技术实现发射区及引线的制作.实验结果表明,集电极电流随外加磁场的变化而变化;在基极注入电流一定时,出现集电极电流受外加偏压VCE调制的负阻振荡特性,且集电极电流振荡随外加磁场而变化.对该器件负阻振荡特性的形成机理进行了讨论,结果表明,在集电区n+π结和基区与π区形成的p+π结均处于反偏条件下,当π区满足雪崩倍增效应产生的条件时,该磁敏三极管伏安特性曲线中的Vp+π偏压相对应的基极注入条件下的集电极电流出现S型负阻振荡特性.在发射极和基极间的n+π结和p+π结附近存在的大量深能级杂质将对负阻振荡特性进行调制.

系统电磁脉冲空间电荷层振荡特性数值模拟研究

对系统材料表面受到高注量X射线辐照时产生的空间电荷层振荡现象进行了数值模拟,得到了发射电子为单能、连续谱、沿轴向发射及呈余弦角度分布发射条件下的计算结果,并对计算结果进行了分析,总结给出了空间电荷层振荡特性的一般规律,给出了空间电荷层振荡问题的物理解释:空间电荷层的存在必然会存在振荡,每一个轴向电子速度值确定一个振荡频率,对应电子的份额决定振荡的幅度大小;单能电子沿轴向发射是最容易观察到空间电荷层振荡现象的情况,一旦考虑发射电子的角度分布,振荡频谱就可近似为连续谱在时域上观察不到明显的振荡现象。

专用直线振荡电机的振荡特性分析

文章介绍了直线振荡电机的一般原理,然后从电机的电磁特性、受力特性、运动特性、频率特性等方面对直线振荡电机的振荡特性进行了分析,并且用MATLAB对振荡特性进行了仿真,最后给出了实验电机的一些具体参数,实验结果与理论分析基本一致。

固体表面液滴在吹风作用下的振荡特性

利用可视化实验观察了水平表面液滴在吹风条件下的振荡现象。针对水液滴在不同型号砂纸打磨的铜表面进行实验 ,观察到液滴在吹风条件下发生上下和左右两种振荡模式 ,在一定的条件下两种模式可以相互转化。通过细致的观察分析 ,总结归纳了振荡及转化发生的规律。实验结果表明 :液滴的振荡特性同表面粗糙度、液滴尺寸、风速等有一定的关系。振荡周期随着液滴尺寸增大而增大 ,随着风速的增大阶跃式增大 ;随粗糙度增大 ,液滴振荡周期有先增大再减小的趋势。