基于曲面拟合的电力系统节点动态频率响应特性的影响因素

频率是电力系统稳定性研究的一个重要参量,而节点动态频率响应特性因其较之于静态频率特性的优点日益受到重视.提出一种基于曲面拟合的电力系统节点动态频率响应特性的影响因素分析方法,可以直观地反映节点频率特性与影响因素之间的关系,并得到相应的系统功频特性系数K以调整负荷.首先,对EPRI-36系统进行仿真分析,通过改变初始平衡功率P_0、功率扰动ΔP和电气距离S3个主要影响因素,获取不同采样点,得到相应的K值.然后运用改进的曲面拟合方法对K值进行预测及影响效果分析.对2种情况下的K值进行误差分析,结果表明了提出的系统功频特性系数确定方法的有效性,可以为调度部门在系统功率扰动导致频率变化时的处理提供参考.

含风电的电力系统动态频率响应快速评估方法

大规模随机波动的风电功率接入电网引起系统频率偏差,从而影响系统安全稳定运行。为了研究不同频率风电功率波动对系统频率偏差的影响,提出了考虑发电机特性、调速器特性、系统网络结构、负荷特性,含风电的电力系统频率响应频域分析模型。基于该模型推导了风电功率激励下的电力系统各节点频率响应传递函数的显式表达式。根据传递函数的幅频特性能准确反映不同频率风电功率波动激励下各节点的频率响应特性。将该模型应用于IEEE 10机39节点系统,结合实测风电场功率波动数据进行了算例仿真,结果表明利用该模型能快速准确评估风电功率对系统各节点频率响应的影响。

电力系统动态频率响应时空分布特征量化描述

由于网络在地理上分布不均匀、机组及其控制器参数差异,以及不同区域负荷特性不同,大型互联电力系统的动态频率响应时空分布特征显著。讨论了动态频率响应时空分布特征及研究方法;为便于讨论,定义了观测空间、响应时间以及响应线性区间。提出基于观测空间的频率响应时空分布特征量化描述方法:通过计算扰动后各观测点处频率线性变化区间内的平均变化率、对扰动的响应延时、频率偏移最大量及延时、过渡过程中主导振荡模式的阻尼比来描述系统动态频率响应时空分布特征。基于上述方法,可得到频率响应时空分布特征矩阵,从而可较好地通过微观变量来量化描述系统的宏观动态行为。讨论时空特征矩阵的潜在应用领域,并给出以观测点的响应延时估计扰动位置的示例。以华北互联电网为例进行了仿真计算,验证了所提出方法的有效性。

武器膛压测试系统传压管道的频率响应特性分析

传压管道是武器膛压测试系统的一个重要环节,它的动态特性直接影响测试系统的工作频率和测量精度。利用单自由度二阶系统管道模型及其算法对传压管道频响特性进行了数值模拟,分析了传压管道的几何参数以及传压介质中气体占有率对管道固有频率的影响。理论分析和数值模拟的结果可以作为膛压测量中传压管道的使用依据。

面向快速频率响应的混流式水轮机动态模型研究

针对大功率缺失下快速频率响应的需求,鉴于常用静态模型无法准确描述水电机组随外部参数变化而具有的动态频率特性,从水轮机工作本质出发,在全参数模型的基础上,视水轮机接力器行程按直线规律变化,且认为不同工况下混流式水轮机的流量系数以及效率相等,并以此分析建立考虑外部参数的混流式水轮机动态模型。算例表明,所建立的动态模型既能够规避全参数模型传递系数求取复杂等问题,又能相对准确地对混流式水轮机快速频率响应动态特性加以描述。以此模型应用于相关仿真计算中,可针对机组所处外部参数的不同,准确估计混流式水电机组的动态频率响应能力,为频率响应资源的合理配置提供依据。

励磁控制系统的动态频率响应检测分析系统

针对发电机励磁控制系统动态频率响应特性的现场检测需求,以及现有测试方法不直接、不真实,测试结果不能得到有效的,稳定判据的问题,提出了直接面向励磁控制系统,无须模型仿真,具有自动加入超低频扰动信号,逐次扫频记录,在线分析和信号处理的新型动态测试系统。本文阐述了在系统结构设计,分析计算,系统的软硬件设计和主要功能配置,该系统能有效解决开环频响特性的快速检测的工程应用难题,为励磁控制系统应用经典控制理论调试检测补偿的创新方法。

电力系统频率响应模式及其量化描述

电力系统的安全稳定运行很大程度上依赖基于频率响应的调控,响应模式是对动态系统轨迹特征最本质的量化描述。目前缺少对大电网频率响应模式的定义,以及从时间尺度和空间尺度量化描述频率响应模式的指标和方法。该文系统阐述大电网频率响应统一性、分散性、独立性与耦合性的内涵和辩证统一关系;定义频率响应模式,从不同角度量化描述系统动态频率响应特征并提出计算方法;通过大电网算例仿真详细研究可再生能源渗透率、特高压直流输电对频率响应模式的影响。所述方法和研究结果为频率稳定性量化评估、预想故障的快速分析提供重要依据,也为深度学习等人工智能类方法在电力系统频率分析与控制中的应用奠定基础。

考虑源荷特性的双馈风电机组动态减载协同调频控制

为使双馈风电机组(doubly fed induction generator,DFIG)的有功输出能响应电网频率的变化,有效参与电网频率调节,提高风电系统的稳定性,文中分析了虚拟惯性控制、下垂控制以及减载控制的基本原理,探究了相关参数对风电并网系统频率特性的影响。在此基础上,提出一种考虑系统源荷特性的动态减载协同调频控制策略。该策略结合源荷扰动情况实现减载率修正,通过MATLAB/SIMULINK仿真验证表明:当负荷波动时,该控制策略相较于固定减载调频使含风电系统在不同风速下的频率稳定性有了显著提高。

带能量吸收器的管道动态特性及地震响应实验研究

采用频率响应函数(FRF)分析方法,通过对带能量吸收器的管道动态特性及地震响应的实验研究,探讨了能量吸收器对管道阻尼特性的影响,验证了阻尼器削减后能量吸收器在管道中的的减震效果。实验结果表明,能量吸收器进入塑性后,能够提供较高的阻尼比,较大地降低管道的地震响应。

绝对节点坐标法大型风力机复合材料叶片的动态特性

为研究大型风力机旋转复合材料叶片的非线性结构动态特性,采用绝对节点坐标法,并基于一般连续介质力学理论和复合材料本构关系,推导广义质量与刚度矩阵,建立大型风力机旋转复合材料叶片的非线性动力学模型。为描述叶片的转动,引入大范围转动连体坐标系,结合摄动原理及线性化方法,构建旋转叶片的状态方程。以非线性梁标准算例验证了模型的准确性,并以DTU-10MW风力机复合材料叶片为对象,分析了静止与旋转条件下的动态特性。结果表明,由于叶片的大型化和非线性变形特点,叶片静止时的挥舞、摆振和扭转振型存在显著耦合;由于动力刚化效应,叶片的各阶频率会随着转速的提高而改变,并对振型的挥舞和摆振产生较大影响。

电力系统动态频率分析与应用研究综述

总结了动态频率定义和分类,剖析了电力工业对频率动态行为分析的需求,分析比较了全状态模型、等值单机模型以及人工智能等各类动态频率计算方法的特点和适用范围,强调了动态频率仿真计算中需特别注意的各种模型因素,综述了暂态频率偏移安全性、频率稳定性评估理论的进展,总结了广域动态频率信息的应用现状,提出了动态频率领域亟需研究的若干问题。

全液压履带装载机车架动态特性研究

文中利用MSC.Nastran与Hyperworks有限元软件对履带装载机车架进行了动态特性有限元分析,以此对样机进行了修改,证明可以利用计算机来代替大量同类试验工作,保证了设计的快速性与准确性。

对称阀控非对称作动缸动态特性研究

在大型飞机结构强度试验中,伺服阀和作动缸的选取是通过额定流量、负荷量以及行程来实现的,而二者的动态特性未给予充分考虑,可能导致伺服阀和作动缸不匹配,严重影响阀控缸的动态性能。为此,文中建立了伺服阀和非对称缸的传递函数,仿真分析二者动态特性对阀控非对称缸动态行为的影响,绘出伺服阀和作动缸伯德图。仿真结果显示:截止频率是阀控缸匹配特性的量度;保持阀控缸工作性能的最低截止频率为10 Hz。

篱笆式卷筒结构的动态特性研究

为了提高篱笆式卷筒结构设计的安全性和可靠性,分析了多层钢丝绳缠绕作用下卷筒体承受径向外压力、横向力和棘爪力的受力情况,利用有限元技术计算了卷筒在筒体、端板作用力下的屈曲特征,将卷筒体视为变质量系统得到了不同缠绕情况下的结构模态,最后分析了不同工作压力载荷状态下整体结构的频率响应特性。研究工作为卷筒体结构的优化设计提供了分析手段和参考依据。

满载下的全地形车车架动态特性分析

通过建立全地形车车架的有限元模型,利用Craig-Bampton模态综合法进行弹性车架的动力缩减,提取车架固有模态参数,获得计算模态与实验模态参数并对比分析,从而验证有限元建模的正确性。探讨了满载工况下车架频率响应特性,结合发动机的怠速运行特性,分析发动机振动对车架动态性能的影响。分析全地形车架不同部位振动灵敏度。针对车架动态特性分析结果提出优化改进建议和措施。

复波速在挠性胶管动态特性研究中的应用

针对挠性胶管管壁的粘弹性,提出了复波速的概念,并将其应用于挠性胶管现有的动态特性理论中,分别建立了挠性胶管瞬态响应和频率响应的模型,说明了挠性胶管衰减管中液体介质压力脉动和流量脉动的原理并解释了现有的现象,得出了一些新的结论.此外,还指出了该方法目前存在的不足及今后的研究方向.

多因素影响下高速电主轴系统动态特性分析

以某大功率高速铣削加工中心电主轴系统为研究对象,采用有限元法,综合考虑高速状态下主轴系统阻尼比、陀螺力矩效应和轴承刚度软化3种因素,建立了高速电主轴系统的动力学方程。得到了主轴系统由转速引起的陀螺力矩效应,轴承刚度变化两种因素影响下的前6阶固有频率,并进一步得到了上述3种因素影响下的刀尖处频率响应。结果表明在高速状态下,轴承刚度的软化对固有频率的影响大于陀螺力矩效应;而主轴系统的结构阻尼比会减弱轴承刚度软化对刀尖处频率响应的影响。

轴箱转臂定位节点温变特性对车辆动力学性能的影响

为了研究轴箱转臂定位橡胶节点的温变特性以及对车辆动力学性能的影响,对我国某高速动车组轴箱转臂定位橡胶节点进行高低温试验以及动力学仿真。试验结果表明,在固定振动频率与振动幅值条件下,橡胶节点的动态刚度与动态阻尼随温度的上升而下降。橡胶节点刚度与阻尼的变化会造成轨道车辆系统动力学性能的改变,仿真结果表明,蛇行临界速度随环境温度的上升先上升后下降,随着温度的上升,其它动力学性能如平稳性与安全性等指标变化相对复杂。

新能源高渗透的电力系统频率特性分析

随着风电和光伏的快速发展,水电和火电在发电结构中比重的大幅下降将导致未来电力系统的频率特性出现变化。为研究系统频率特性的变化,该文首先给出新能源高渗透的电力系统的频率模型和传递函数。引入频率阶跃或功率阶跃引起的稳态频率误差,对系统的稳定性和稳态频率误差展开详细分析。定义系统的动态频率响应系数,并给出新能源发电比重上限的估计。假定新能源发电的调频容量充足,提出新能源参与频率控制的2种方式,研究比较它们对系统稳态频率误差的影响。最后通过时域数字仿真验证所得结论,并揭示未来电力系统频率特性的变化趋势。

轴箱转臂定位橡胶节点低温特性对城轨车辆动力学性能的影响

为研究低温环境下转臂节点对城轨车辆动力学性能的影响,对某型地铁车辆转臂节点进行了低温环境(-50~20℃)下的动态特性测试,并建立了低温环境下的地铁车辆动力学模型。仿真结果分析表明,转臂节点刚度随激励频率的增加而增大,阻尼随激励频率的增加而减小,两者都随温度的降低而增大;另外,在低温环境下,刚度和阻尼的频变特性更为显著。随温度的降低,低锥度下车辆临界速度逐渐降低,高锥度下车辆临界速度逐渐增大;车辆平稳性受转臂节点温变特性影响较小,但随等效锥度的增大,平稳性指标逐渐增大;轮轴横向力、脱轨系数及磨耗指数等安全性指标随环境温度的降低有所上升,但均符合车辆运行要求,该转臂节点能够适应现有的运营环境。