基于小信号分析的电力电子负载动态特性研究

电力电子负载(power electronics load,PEL)作为新型电气实验模拟负载装置,不仅可以模拟多种负载装置对电源产品进行多种检验测试,而且能把被测电源设备的能量回馈给电网,是一种绿色环保节能设备。但在恶劣的工况下PEL的动态性能与模拟指令电流突变,被试电源(device be tested,DBT)电压突变和电网电压变化有关,为了抑制上述扰动对PEL的影响,提出了一种基于功率平衡的前馈控制和基于风电并网的低电压穿越技术。并使用仿真和实验验证前馈控制方法的正确性和有效性。

脉冲负载对独立电力系统运行特性影响

脉冲负载工作模式复杂,对于容量和惯性有限的船舶电网等独立电力系统的冲击和影响较大。为研究脉冲负载下独立电网运行特性以及脉冲负载不同参数对独立电网运行特性影响,通过在Matlab/Simulink平台建立柴油发电机组-整流器-脉冲负载模型,在仿真的基础上研究分析脉冲负载峰值功率、占空比、周期以及前端滤波电容参数对电力系统动态特性的影响规律。本文算例结果表明,脉冲负载工作时会对独立电网引起电力系统各参数的周期性波动,且波动程度与脉冲负载的工作模式有关:当峰值功率增大时,柴油发电机组的调压效果受到影响而频率近乎不变;当占空比D=0.5时,电力系统电压波动最大;周期增大时对励磁调压系统的影响变大且频率受脉冲负载的影响变大;同时合理增大滤波电容可以平抑脉冲负载引起的功率冲击。

基于PI控制的电力电子负载

为给大功率电力电子负载(PEL)工程化设计与应用提供经验,研究了一种结构简单的PEL用以进行电源出厂实验并给出了它用于直流电源和各种三相电源的测试控制方式和连接方案。以建立的数学模型为基础设计简便、可靠的控制方案;以控制理论朱利稳定判据、动态系数分析法、频域分析法为基础从定性和定量两个方面给出参数对系统稳定性和精度的影响。搭建10kVA电力电子负载样机并进行了实验和仿真。结果证明方案和分析正确,其分析结论为和理论同样适用于以PWMVSR为构件的APF、STATCOM、UPQC、UPFC等电力电子设备。

船用变频启动器试验用电力电子负载研究

针对传统阻感性负载无法满足船舶辅机设备对船用变频启动器启动性能和功率考核的要求,提出一种基于电力电子负载概念模拟电机特性的负载模拟系统。并依据电机本体模型及数学数值计算方法,根据实时仿真技术,将电机动态数学模型转换成可由数字控制器(比如DSP)实时运算的数值运算模型。最后,通过MATLAB/simulink仿真和实验,证明了模拟电机特性的电力电子负载的可行性。

高承载电力电子机柜动态特性分析

为验证某新型高承载电力电子机柜的承载性能,在建立其有限元模型的基础上按照电力电子机柜型式试验的要求,对机柜进行刚度分析和模态、振动、冲击、抗震等的响应特性分析。仿真结果表明,该高承载电力电子机柜在承载1.8t载荷的情况下,刚度满足SL7级、动载满足DL5级、抗震满足9度设防烈度的要求。

电力系统故障时继电保护装置动态特性的数字仿真

提出了用计算机软件模拟任何继电保护装置的具体结构并用故障数据进行故障期间继电保护动态特性仿真的原理 ,该软件将主要用于保护误动或拒动后的事故分析 ,与电力系统动态模拟或其他故障再现设备相比具有成本低、灵活性好、省时的优点。该仿真软件可用来详细检查事故中微机保护内部的程序走向或各种常规保护中各元件的时间、逻辑配合关系 。

并联型电力有源滤波器控制方式对动态特性影响的研究

首先通过分析得到并联型电力有源滤波器的数学模型，然后分析采用不同的控制方式时，并联型电力有源滤波器的动态特性，得到了其动态特性和控制电路参数之间的关系．最后通过大量的实验对理论分析进行了验证．

电力系统恢复初期考虑动态特性的负荷恢复优化

电力系统恢复初期,对如何在薄弱小电网下最大限度地恢复负荷进行了研究。考虑到投入负荷后的系统过渡过程中各种状态量的巨大变化,从非自治系统暂态能量函数的角度分析其动态变化过程,能更好地揭示系统恢复初期的物理本质。引入负荷冲击能量和动态频率来指导制定最大限度的负荷恢复方案,由此提出考虑动态特性的负荷恢复方案制定方法。通过该方法能够制定出满足系统动态特性要求的最大限度负荷恢复方案,同时可以发现用负荷冲击能量能更准确地反映负荷投入对系统的影响,为负荷恢复策略制定及评估提供有益的指导。

电力系统机电动态过程中时变幅频内电势激励下的功率特性

机电动态过程中,伴随着励磁及转子转速的变化,电力系统各台发电机内电势节点幅值和频率均为时变量。建立各台发电机输出的功率与各内电势节点状态的解析化关系(即电力系统的功率特性方程),是分析大系统机电动态过程及其稳定性的基础。目前相关研究大多是基于相量来描述内电势进而建立与功率的关系,因为受到"准稳态"假定的限制,所以不能反映出各内电势节点的频率这一状态的变化对发电机输出功率变化的影响。针对这一问题,该文基于瞬时幅值和瞬时频率描述内电势,根据线路电感元件的时域积分方程首先刻画功率与内电势节点状态的原始解析关系;然后,通过对原始关系进行适当简化,在两机系统中建立用于机电动态过程研究的功率特性方程。该方程能反映出系统中各内电势节点的幅值及频率等状态的变化对发电机输出功率变化的影响,不受"准稳态"假定束缚,并且数学形式简洁,具有工程实用价值。最后,在Matlab/Simulink中验证了所建功率特性方程的有效性,并讨论了拓展至多机系统的基本思路。

负荷动态特性变化对电力系统静态电压稳定性的影响研究

针对负荷动态特性激发电压的动态变化而且在极端情况下可能导致电压崩溃的问题,将转差率引入负荷等效阻抗模型对负荷的阻抗模及阻抗角进行了分析,得出了负荷的阻抗模及阻抗角的突变点;基于该模型对负荷动态特性进行了分析,讨论了负荷变化时节点的电压及功率变化情况,得出了节点电压转折点和节点功率转折点;结合三元电压稳定分析法推导出的传输网络的电压稳定极限曲线,利用算例分析了不同的负荷比例对电力系统静态电压稳定性的影响,从而得出了恒阻抗负荷比例的增加有利于增强电力系统静态电压稳定性的结论。

STATCOM在电力系统故障时的动态特性仿真研究

采用MATLABPSB建立了STATCOM的时域仿真模型,以实例对STATCOM在系统故障时的动态运行特性进行了仿真研究。结果表明,当控制器采用常规的算法时,STAT COM的运行可能会严重偏离其正常运行条件,此时STATCOM无论是退出运行或继续存在于系统都可能加剧系统的故障状态。

含大规模风电接入的电力系统动态特性模拟与分析

大规模风力发电接入对电力系统稳定运行有较大影响,研究含大规模风电接入的电力系统动态特性具有重要意义。论文分析了风力发电机组、水力发电机组和汽轮发电机组的工作原理并建立了对应的数学模型。在此基础上,构建了含风力发电机组、水力发电机组和汽轮发电机组的多源混合电力系统模型,在风速波动条件下,对该系统模型进行了仿真分析。仿真结果表明:当风电机组输出功率发生变化时,本文所提出的混合模型能够准确描述电力系统主要参数的动态特性。

电力机车动态特性分析

列车提速后 ,轮缘冲击内轨的激振力增加 ,从而引起超标振动 ,因此 ,对机车动态特性加以分析 ,从而找出其振因 ,是新型列车设计中的一个重要环节。本文就韶山SS8型列车进行了动态特性分析 ,所得结果可为该种型号列车的改进型SS9型的设计提供理论依据。

电力系统频率动态过程仿真中锅炉动态特性影响研究

在对实际大区域电网进行频率动态过程的研究中发现,仿真所得的频率轨迹与量测装置记录到的实测轨迹偏差较大。解释了轨迹偏差产生的原因和特点,指出仿真系统中所采用的火电机组负荷调节系统模型中未考虑锅炉主蒸汽压力对频率动态过程的影响。根据分析,在仿真系统中自定义了计及锅炉动态特性影响的机组负荷调节系统模型。考虑锅炉动态特性对发电机组输出功率的影响,将模型中锅炉主蒸汽压力侧的影响等效为一阶惯性环节,应用调整后的模型进行仿真计算。为使频率动态过程的仿真轨迹与实测轨迹相接近,进一步修正了惯性环节中的时间常数。

大规模风电接入对电力系统动态特性影响的研究

本文针对风电场并网对电力系统小干扰稳定性问题进行了研究。建立了风电场的模型,利用小干扰稳定理论,将系统线性化,根据状态矩阵的特征值,定性的分析了两区域互联系统并网前后阻尼特性的变化情况。搭建了两区域四机系统,将风电场并入,仿真结果表明:风电场并网后系统的动态特性变差并且风电场接在不同区域系统表现出的稳定性不同。

含风电场的电力系统频率特性动态仿真分析

针对风电接入电力系统后对其稳定性的影响问题,阐述了含风电的电力系统动态仿真模型(风电机组模型包括恒速异步风电机组和双馈变速风电机组),仿真分析了电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下风电系统的频率响应过程,以及风电并网运行对系统频率的时空分布特性的影响。仿真结果表明,电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下,两种不同风电机组对系统频率的作用及影响不同,风电并网运行对频率的时空分布特性产生了重要影响。

电力系统的动态频率特性及其对低频减载的影响

电力系统的动态频率特性是制定低频减载方案的依据。复杂电力系统在动态过程中的频率具有时空分布特性,使自动低频减载装置不能按照设计的理想状态动作。本文对复杂系统的动态频率特性作了数值仿真计算,分析了复杂电力系统动态频率的时空分布特性及其对现有低频减载装置动作正确性的影响,为改善低频减载装置的设计与运行提供参考。

基于动态模式分解的新能源场站频率特性估计

为检验新能源场站参与电网调频控制的实际效果,提出一种基于动态模式分解的新能源场站虚拟惯量与有功-频率下垂系数估计方法。首先,分析了新能源机组有功-频率表达式的重构原理,揭示了场站虚拟惯量和有功-频率下垂系数同系统状态特征之间的解析关系;在此基础上,构建了基于动态模式分解算法的新能源场站频率特性估计模型,利用提取出的系统特征重构了场站的有功出力和频率变化,将非线性微分方程转变为线性方程组进行求解,简化了场站虚拟惯量和有功-频率下垂系数的估计难度。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建新能源场站接入IEEE 9节点系统和IEEE 68节点系统,验证了所提方法的有效性和准确性。

电力系统动态特性监测设施

引言建立和累积故障条件下电力系统动态特性资料并进行分析是评估和改进系统品质的一个重要工具。本文将对电力系统微计算机动态监测装置所应具备的功能和配置特点给予说明并进一步对其装置设计方案进行具体分析。 1)提供分析系统动态特性所需信息从时间上讲,在分析系统动态时,考虑的数据窗口为三个阶段: