基于电阻元件定性效用分析的电路可稳定振荡性判定方法

相量形式的电路起振条件中,在谐振频率ω1处环路增益的幅角对频率的偏导■符号是电路的一个关键特征.对于内含RLC串联结构或RLC并联结构作为谐振选频环节的电路,一般性地推导出了谐振选频环节中电阻元件的参量(电阻值或电导值)变化或频率变化所引起的环路增益模变化和幅角变化之间的关系.据此得到了判断这一偏导符号的严谨而方便的定性方法,此方法简单到只需分析谐振选频环节中电阻元件的参量(电阻值或电导值)变化对于环路增益的定性影响效用即可.论证了电路中同一位置处选取RLC串联结构或RLC并联结构作为谐振选频环节时,两种情况下得到的这一偏导符号相反.这一偏导的符号对于定性判断采用常规放大器件的电路是否具备依赖于内稳幅的可稳定振荡性起着重要作用.当这一偏导的符号不满足可稳定振荡的要求,则只需要将谐振选频环节的内部连接方式(串联或并联)变更一下就能解决问题.这种定性分析也为新型LC振荡器的设计提供了可能性.

谐振传感器在大温度变化条件下稳定振荡的计算机辅助设计

在实验的基础上 ,利用Matlab对谐振传感器振荡电路进行仿真计算 ,提出了一谐振式传感器在大温度变化范围内 ( - 4 0～ 50℃ )稳定振荡的条件及实现方法。

基于电气转矩法的VSC-HVDC系统直流电压振荡稳定性评估

文章采用电气转矩法分析了VSC-HVDC系统的直流电压振荡稳定性。首先,基于电压源型换流器的平均值模型,分别研究了基于功率控制的换流器及基于电压控制的换流器的动态响应特征以得到适用于电气转矩法的并网换流器模型。基于提出的评估模型,建立了双端VSC-HVDC系统的Phillips-Heffron模型并推导出系统的阻尼系数和同步系数。经典电气转矩法指出:电力系统稳定性与系统阻尼系数高度相关。因此,基于电气转矩法推导出的稳定条件揭示了系统直流电压振荡失稳机理,量化了直流网络动态及换流器控制动态对直流电压振荡稳定性的影响。当由基于电压控制的换流器及直流网络提供的正阻尼无法抵消由基于功率控制的换流器产生的负阻尼时,系统直流电压振荡稳定性将无法得到保证。此外,合理设置电压控制器的比例增益能够使系统获得足够的稳定裕度。最后,通过仿真验证了电气转矩法在分析VSC-HVDC系统直流电压振荡稳定性问题时的可行性及所得稳定条件的正确性。

稳定振荡条件下高性能脉动热管工作特性研究

电子设备小型化与高性能化的趋势给现有的热管理系统带来了巨大的挑战。脉动热管作为热管理系统具有性能优越,高自由度的优势。本文研究了将稳定振荡运行的脉动热管作为核心部件用于电子设备热管理领域的微观作用机理和性能变化。研究发现,脉动热管在稳定振荡阶段运行可以有效避免停滞现象从而实现最佳的热性能。通过对稳定振荡条件下脉动热管的工作特性进行可视化研究发现,该阶段的支配流型为柱塞流或弹状流。作为主要特征的泰勒气泡其位移趋向于正弦运动,而速度分布主要为往复流特征,平均速度接近于0,在高热流密度条件下,速度分布的往复流特征被打破并出现脉动流特征,冷却效率小幅提高。

基于电路等效的并网逆变器失稳分析与稳定控制

以并网逆变器为功率接口的新能源发电系统在弱电网条件下易发生振荡失稳问题。该文将并网逆变器的控制回路可视化为电路元件组成的虚拟阻抗,基于该电路模型分析了弱电网条件下电流内环与锁相环交互作用导致并网逆变器振荡失稳的机理,在此基础上,提出了基于有源阻尼的稳定控制设计方法,并对不同有源阻尼控制的电路特性以及稳定性提升能力进行了对比分析。研究结果表明,针对锁相环引入负电阻造成的振荡失稳问题,阻抗-高通滤波器型有源阻尼控制策略具有更优的稳定性提升能力。最后通过PSCAD/EMTDC仿真和远宽StarSim控制器硬件在环实验对比了不同有源阻尼控制策略的振荡抑制效果,并验证了阻抗-高通滤波器型有源阻尼控制的动态性能。结果表明,所设计的稳定控制能够在200 ms内有效抑制系统振荡,并且可实现在短路比为1的极弱电网条件下稳定运行。

摩擦对受电弓不稳定振荡影响的分析研究

滑板的滑动在水平方向产生作用于运动受电弓的摩擦力。较大的摩擦系数会引起受电弓的不稳定振荡。为分析这种振荡,考虑摩擦力而提出有2个自由度的受电弓模型,但其并没有研究连接在受电弓上的滑板的稳定性。因此,考虑垂向运动和点头运动而提出有2个自由度的滑板模型。此外,还对新干线列车实际运用的滑板进行了励磁试验,以确定其动力特性。然后,对滑板模型应用复特征值来分析其稳定性。

基于相对等效短路比的新能源——柔直送出系统振荡风险评估

新能源基地并网系统面临与电压支撑强度密切相关的振荡稳定性问题,在海量运行方式下,逐一建立精细化模型的稳定性分析过程耗时较长。短路比指标可直观反映新能源并网系统的电压支撑强度和稳定裕度,但现有短路比无法适用于无同步机电源的系统。为此,将短路比概念合理扩展至全电力电子化系统,基于戴维南等效网络来度量新能源-柔直送出系统电压支撑强度,进而提出了能快速评估新能源-柔直送出系统振荡风险的相对等效短路比计算方法,并阐明相对等效短路比能够全面考虑新能源场站发电功率、交流网架结构以及新能源设备变流控制系统等多重因素对振荡稳定性的影响,最后通过算例验证了相对等效短路比评估方法的有效性。

基于聚合阻抗行列式对数导数计算的振荡稳定性分析方法

该文提出分析振荡稳定性问题的聚合阻抗行列式对数导数计算方法,能适用于含“黑灰箱”模型的系统且能定量计算主导振荡模式的阻尼和频率。该方法首先通过阻抗网络模型得到聚合阻抗(矩阵),然后计算实频域下其行列式的对数导数,最后根据对数导数的实部和虚部曲线来得到表征系统振荡稳定性的聚合阻抗行列式零点。该文将该方法分别应用到电压源型变流器并网系统和大型风电并网系统,通过对比该方法与MATLAB零点直接求解方法的计算效率与分析结果,验证了方法计算准确且高效。

基于频域阻抗网络建模分析的交直流微电网振荡问题研究

交直流微电网在不同类型电力电子变流器的不同带宽控制环节作用下,容易引发系统发生宽频振荡问题。现有的微电网振荡分析主要基于阻抗分析法和特征分析法,然而这两种方法存在一定的局限性。为此,该文研究了基于频域阻抗网络模型的交直流微电网振荡问题建模与分析方法。首先,建立了交直流微电网在频域下的等效阻抗网络模型,并计算节点频域导纳矩阵及回路频域阻抗矩阵。其次,基于频域模式分析法,建立了交直流微电网的节点/回路振荡参与程度指标以及设备和控制参数的灵敏度指标,给出了振荡的交直流传播特性分析方法,便于明晰系统振荡机理与关键影响因素。最后,通过Matlab/Simulink时域仿真及算例分析验证了上述频域阻抗网络建模和振荡稳定性分析方法的有效性。

双稳定态化学振荡体系测定尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸

利用酸性介质中Ce 催化溴酸钾 丙二酸BZ化学振荡体系的原理 ,建立了一种新型的测定尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 (NADP)的方法。报道了NADP的浓度在 1.0× 10 -8～ 1.0× 10 -6mol/L范围内的振荡体系中振幅与NADP浓度之间呈良好的线性关系 ,相关系数r为 0 .9999。对NADP参与的反应机理进行了探讨。

并网光热发电场振荡稳定性影响因素分析与阻尼控制器设计

文中研究具有一般网络拓扑结构的、由相同光热发电机组成的太阳光热发电场的小干扰振荡稳定性。研究表明,影响光热发电场振荡稳定性的主要因素有两个:第1个因素是单台光热发电机与电场其余部分的动态联络,它决定了影响的正负情况,即有利于稳定性还是会降低稳定性;第2个因素是光电汇集网络的拓扑与参数,它主要决定了影响的程度。所以,当第1个影响因素会降低电场稳定性、而第2个影响因素较大时,光热发电场有振荡失稳风险。文中给出的算例演示,验证了理论分析结论:由于与光热发电机励磁系统相关的振荡模式阻尼为负,光热发电场出现振荡失稳。为抑制振荡,文中提出在光热发电机励磁系统中装设阻尼控制器。阻尼控制器的结构与常规的电力系统稳定器一样,但是,设计的理念完全不同。阻尼控制器设计针对第1个影响因素进行,目标是保持第1个因素对光热发电场振荡稳定性的影响为正,从而消除振荡失稳风险。文中通过仿真算例,验证所提阻尼控制器设计的有效性。

类场矩诱导的可调零场自旋转移力矩纳米振荡器

自旋转移力矩纳米振荡器是一种直流驱动的新型纳米微波振荡器,因其易集成、尺寸小、频率调制范围宽等优点,成为未来射频收发器的理想器件.但是,自旋转移力矩纳米振荡器的稳定自激振荡需要外加磁场的条件限制了其应用.基于宏自旋模型(又称单自旋或单畴模型),利用Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程,理论上研究了类场矩和电流强度对垂直磁化的自由层磁矩的零场稳定自激振荡特性的影响.研究结果表明,当类场矩参数与自旋转移力矩参数的比值为负值且其绝对值大于某一数值时,自旋转移力矩纳米振荡器可以实现零场自激振荡,其物理机制可以通过能量平衡方程解释,并且这一临界比值依赖于该系统的阻尼系数和电流强度.尤其是,自旋转移力矩纳米振荡器的稳定自激振荡频率可以通过类场矩参数与自旋转移力矩参数的比值和电流强度的大小来调节,并且其类场矩的绝对值越大,施加的电流强度越小(大于临界电流强度),则越有利于抑制二次和三次自激振荡频率的形成,从而提高自旋转移力矩纳米振荡器的“单频”性.上述结果提供了一种实现频率可调的零场自旋转移力矩纳米振荡器的理论方案.

振荡器稳定度时域-频域参数转换的新方法

依据相位起伏谱密度至阿伦方差的转换公式,提出了一种由阿伦方差至相位起伏谱密度转换基本数学模型,考虑到转换结果的不唯一性,采用相位起伏谱密度的通用幂律模型,给出了转换方法的约束最大似然解,并结合正则化方法消除模型求解过程中的病态特性.计算表明,由该方法转换所得的相位起伏谱密度与真实谱密度数据能很好地吻合;此外,还分析了正则化因子的选择与输入阿伦方差参数的选择对反演性能的影响.

一种基于比较器失配补偿的高稳定性RC振荡器

针对传统RC振荡器容易受到温度和工艺偏差影响的问题,提出了一种新的振荡器结构。该振荡器电路运用零温度系数参考电压和开关网络,实现了比较器电路的工艺失配补偿,达到了高的温度稳定性。该振荡器具有对温度和工艺偏差不敏感、面积小、功耗低等优点。仿真结果表明,输出时钟频率为11.5 kHz时,在-10℃-90℃温度范围内振荡器频率偏差在±1%以内。

含径向对流,辐射压为主的吸积盘的振荡不稳定性

研究含径向对流，辐射压为主的吸积盘的径向-环向的不稳定性，结果发现：即使存在很小的径向对流也对声摸产生较大的影响．另一方面，环向扰动的增加，使得热模变得更不稳定，而粘滞模更加稳定，对声摸没有影响．

用于振荡稳定性分析的并网风电场动态等效模型

风电接入引发的电力系统低频振荡、次同步振荡和超同步振荡事件在全球范围内均有发生,合理有效地对风电场进行等效建模,是研究风电场并网系统中此类"振荡稳定性"问题的基础。为此,该文研究了用于振荡稳定性分析的风电场动态等效模型。首先,推导了风电场线性化模型的相似变换,将N机风电场等效为N个单机并网构成的等效子系统。然后,结合等效子系统模型的数学表示形式,分析了可对风电场进行单机等值的理论依据和成立条件;并提出一种可用于振荡分析的风电场动态等效模型。最后,通过仿真算例,验证了所提动态等效模型的有效性。结果表明,该模型可有效反映原风电场的振荡特性,且计算量小、应用简单。

基于动态参数等效的风电场并网系统振荡稳定性评估的数据驱动方法

开环模式谐振理论为风机接入电力系统引起的振荡稳定性提供了清晰的机理分析基础。然而,如何利用实测数据来评价风电场并网后电力系统的振荡稳定性仍然是一个悬而未决的问题。针对多风电场并网电力系统的振荡稳定性问题,该文提出一种基于等效系统和数据驱动的振荡稳定性评估方法。该方法能够在全系统参数不确定情况下,实现对大规模风电场系统的动态等效,利用联合分布适配算法,在等效系统中离线建立数据驱动的振荡稳定评估模型,并泛化到实际系统中,实现在线评估。通过典型仿真系统算例与实际大规模风电场算例,结合多方面的对比测试,验证所提方法的有效性和适应性,证明建立的数据驱动模型具有优良的评估性能。所提方法通过深度学习,将评估模型的在线计算负担转移到离线训练中,对实现基于量测的大型风电场振荡风险评估具有重要意义。

同型光热发电机并联聚合对光热发电场振荡稳定性影响

该文研究了并联光热发电机群聚合对光热发电场振荡稳定性的影响,发现并联光热发电机数量增加时,与光热发电机励磁系统相关的振荡模式在复平面上向右移动,给光热发电场带来失稳风险。文中采用劳斯稳定判据,进一步分析证实并解释了这一发现的机理。该文首先给出了光热发电机组线性化模型,进而建立了含N台并联光热发电机的光热发电场线性化模型;然后,在光热发电机模型相同的条件下,采用相似变换推导了光热发电场等效模型,分析了并联光热发电机数量增加给光热发电场带来振荡失稳的风险,通过算例演示了随着并联光热发电机数量的增加,光热发电场的励磁振荡模式在复平面上向右移动,导致光热发电场振荡失稳,探讨了光热发电机运行状态不同时等效模型的适用性;最后通过理论分析表明,光热发电机机电振荡模式不受并联光热发电机数量增加的影响,从而证明和解释了励磁振荡模式失稳的机理。

直流电压动态时间尺度下大规模直驱风电场振荡稳定性及参数稳定域分析

针对永磁直驱风机(direct drive permanent magnet synchronousgenerator,PMSG)构成的大规模风电场在直流电压时间尺度下可能出现的小干扰振荡失稳问题,构建考虑永磁风机网侧换流器直流电压外环控制及锁相环控制的动态等值降阶传递函数框图模型,讨论了风机有功出力、控制参数的差异性对单机等值模型建立的影响,并基于劳斯–赫尔维茨判据分别分析了场内风机参数基本一致、参数相差较大时风电场的振荡稳定特性及参数取值稳定域,从机理角度解释了直驱风机直流电压控制外环参数、锁相环参数、风机输出功率及风电场外送线路电抗之间的相互制约关系。最后,通过一个包含60台PMSG的并网风电场算例验证该文理论推导的正确性,并基于参数稳定域讨论了直流电压时间尺度下风电场运行参数及风机控制参数对并网风电场振荡稳定性的影响。

基于频率耦合阻抗模型的海上风电并网系统振荡稳定性分析

海上风电的大规模开发利用可能会引起次(超)同步振荡事故,降低系统的稳定水平,因此亟需一种能准确分析海上风电并网系统振荡稳定性的方法。为此,首先建立设备的频率耦合阻抗模型,根据系统的拓扑结构,形成海上风电并网系统的阻抗网络模型,由网络的传递函数得到系统的聚合阻抗,根据聚合阻抗的频率特性获得系统的振荡模式并判断模式的稳定性。将所提方法应用到某海上风电交流外送系统中,分析系统的次(超)同步振荡风险,研究并网风电机组数量和交流系统强度这2个关键因素对系统次(超)同步振荡的影响规律,并通过仿真验证分析结果的准确性。