解耦变换在电力系统暂态保护中的应用研究

电力系统暂态保护具有响应快、准确度高、不受工频振荡及过渡电阻影响等特点.相模解耦变换是实现暂态保护的关键技术之一.本文给出了解耦变换的概念,详细分析了暂态保护中各种解耦变换的特点,并提出了新的解耦变换对称分量变换.仿真实验论证了研究结果的正确性.

基于解耦双同步坐标变换的三相锁相环研究

提出了一种三相电压在三相电压不对称、频率突变、相位突变、注入谐波等不平衡情况下,准确锁定基波正序电压频率以及相位的方法。正(负)序同步坐标变换后,将产生二倍频交流分量,这个分量可以看作是由负(正)序电压分量导致的。通过提取负(正)序同步坐标变换下的直流分量,对正(负)序同步坐标变换下的二倍频交流分量进行补偿,构建了正负序解耦模块;同时,合理设计低通滤波器,滤除高次谐波分量,从而准确提取出了三相不平衡电压的正序基波分量。仿真结果表明,该方法能更快速准确的锁定基波正序电压的频率及相位。

基于矢量空间解耦的双定子感应电机改进型24扇区SVPWM调制策略

针对六相电压型逆变器供电的双定子感应电机,提出一种基于矢量空间解耦变换的改进型24扇区SVPWM调制策略。该调制策略不仅继承了传统方法易于数字化实现、提高逆变器开关频率、抑制定子谐波电流等优点,而且克服了传统方法在每个采样周期内两相桥臂的开关管同时动作的问题。此外,改进型方法对应的连续型方法还可以通过等效的载波比较PWM方法进行等效实现,显著简化了算法的复杂程度,节省计算资源,更易于DSP等计算芯片的数字化实现。通过仿真和实验结果,验证了改进型24扇区SVPWM方法和等效载波PWM方法的正确性和可行性。

基于VSD变换理论的新型六相SVPWM算法

针对由2个独立电源供电的相移30°双Y联结的六相永磁同步电机系统,提出了一种基于矢量空间解耦变换理论的新型六相空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法。分析了2种常用坐标变换——双d-q坐标变换和矢量空间解耦变换之间的关系,并在此基础上提出了一种新型同步旋转坐标变换矩阵。推导了采用新提出的变换矩阵与双d-q坐标变换矩阵之间的关系,设计了一种新型的六相SVPWM算法,解决了传统的六相SVPWM算法要求2套绕组的参考电压矢量幅值总是相等的限制,拓展了现有脉宽调制(PWM)算法的应用范围。通过与其他常用的六相SVPWM算法进行仿真实验比较,验证了所提算法的可行性和有效性。

基于功率变换器与励磁电压扰动法的SRG风电MPPT控制

提出一种新型开关磁阻发电机(SRG)自励解耦型功率变换器结构和运行方法,满足两相绕组同时工作,克服了传统他励式和自励式功率变换器的缺点,发电电压与励磁电压之间经过带隔离的正激电路实现解耦,励磁电压独立可调。基于此新型功率变换器,提出基于励磁电压扰动法进行SRG最大功率点跟踪(MPPT)的控制方法,该方法不依赖于复杂数学模型,通过检测励磁电压扰动下输出功率与转速的变化,实现MPPT。最后,通过仿真分析和实验验证说明,最大功率跟踪效果较好。

基于B样条二进小波变换的故障选相研究

利用暂态行波的特征提出了一种基于小波变换的故障选相方法。该方法的实现原理是通过解耦变换将不独立的三相故障电流变换为解耦的零模电流分量和3个线模电流分量,并运用B样条二进小波对解耦变换得到的模电流分量进行分析,计算得到零模电流分量和线模电流分量初始行波的模极大值;并根据4个模电流分量极大值在不同故障类型下的不同特征进行对比分析选出故障相。所提出的故障选相方法充分运用了故障时电流初始行波中的模电流分量特征,克服了现有选相方法选相速度慢、受波形畸变影响等缺点,采用所提方法可得到准确、可靠的选相结果。最后通过PSCAD软件进行了仿真,运用Matlab分析了各种故障时的数据,验证了所提选相方法在选相方面的准确性和优越性。

层状地基三维问题的解析层元解

从弹性力学三维问题的基本控制方程出发,通过双重Fourier变换及解耦变换技术,推导出相应问题在积分变换域的解析解;根据该解析解,进而推导出三维弹性地基问题的精确刚度矩阵,即解析层元;然后根据有限层法原理,组装得到总体刚度矩阵;通过求解总体刚度矩阵形成的代数方程,得到三维层状地基问题在变换域内的解答;最后应用Fourier逆变换技术,得到其物理域内的解。与经典Bounsinesq解及有限元软件ABAQUS的结果进行比较,验证了本文理论及数值计算方法的正确性;计算分析结果还表明:土体的分层特性对地基沉降具有较显著的影响。

三维直角坐标系下分层地基的传递矩阵解

从直角坐标系下三维弹性力学问题的控制方程出发,构造出一组解耦变换,推导出非耦合的状态方程;利用二维Fourier变换以及Cayley-Hamilton定理得到了单层地基的传递矩阵;然后根据边界条件和层间结合条件利用矩阵传递技术,得出了多层地基在任意荷载作用下的传递矩阵解。编制了相应的程序,并将数值计算结果进行了比较和分析。计算结果表明:对弹性半无限体地基模型而言,结果与前人的结果是吻合的;而且土的分层性对土中位移有比较显著的影响。

三维横观各向同性成层地基的传递矩阵解

通过解耦变换推导出三维直角坐标系下横观各向同性地基的非耦合状态方程;利用双重Fourier变换以及Cayley-Hamilton定理得到了单层地基的传递矩阵;结合边界条件和层间连续条件进而得其传递矩阵解。编制了相应程序并进行了数值计算与分析,结果表明:数值结果与已有文献结果十分吻合,地基的横观各向同性性质与成层性质对受荷地基中竖向位移和应力的影响较为显著。

拟对称组合大系统的稳定性分析

给出拟对称组合大系统准解耦变换的一种方法 ,根据这个结果讨论了这类组合大系统的稳定性问题 .这对于某些实际问题 ,如大型电力供应系统、多直升机吊物系统及大范围动物种群生态系统等有着重要的理论与应用价值 .

兆瓦级永磁直驱风力发电模拟实验系统设计

构建完备的永磁直驱风力发电模拟实验系统,并以此进行变流器与控制算法的实验研究,是开展风力发电变流器系统关键技术研究的必要与有效手段。为有效缩短实验系统开发周期,搭建了基于RT-Lab实时仿真系统的兆瓦级永磁直驱风力发电模拟实验系统,其主要包括脉宽调制整流器控制和六相永磁同步电机矢量控制两大部分。特别地,为实现六相永磁同步电机的完全解耦,提出了一种基于矢量空间解耦变换的同步旋转坐标变换矩阵,将基波电流分量与谐波电流分量实现解耦,同时转化为不同子空间的直流量。实验结果证明了该模拟实验系统的可行性和有效性。

极区间接格网框架惯性基组合导航算法

针对在极区“两高两低三复杂”的特殊地理环境中,仅仅使用惯性导航系统无法满足载机飞越极区时的精度要求,导致载机飞越极区时的安全性和可靠性得不到保障的问题,提出1种以惯性导航技术为基础的间接格网导航算法:采用多信息融合辅助协同导航,并结合游移方位导航算法和格网导航算法,给出采用间接格网惯性力学编排的极区捷联惯导系统(SINS)、天文导航系统(CNS)、全球卫星导航系统(GNSS)及其他可用信息的组合导航方案;最后以相关背景工程型号进行半实物仿真实验。结果表明,该算法精度与中低纬度地区惯性基组合导航算法精度一致,可以验证其可行性与有效性。

六相输电系统的故障暂态分析

六相输电能提高输送功率密度,降低杆塔建设成本,环境指标优于同塔双回线。针对六相输电故障分析主要集中于稳态的研究现状,该文对其故障暂态特性进行了深入分析,利用解耦变换矩阵将故障后的六相系统电压电流转换为六序分量,结合输电线路π型等值电路建立了六序网络的暂态模型。分别推导了频域下考虑线路分布电容、串补电容及并联电抗器的故障暂态电流表达式。与同塔双回线相比,六相系统的故障暂态过程更复杂,谐波频率更高,衰减更迅速。最后利用PSCAD建立六相输电系统模型验证了分析的正确性。

基于阻抗匹配方法的放射形配电系统电压稳定性分析方法

在电力系统电压稳定性分析中,基于单负荷、单支路简单电路所导出的"阻抗模判据"具有计算简单、判定结果准确等优点,但经典的"阻抗模判据"很难直接应用于多负荷系统的电压稳定性分析,这也是基于戴维南等值的"阻抗匹配"类方法所面临的主要问题。受"阻抗模判据"的吸引,尝试将其应用于放射形配电系统,由此发现:基于放射形配电系统的结构特征,通过简单的网络解耦变换,可以直接应用经典的"阻抗模判据"来分析各个节点的电压稳定性,因而导出了一种新的电压稳定性分析方法。为验证所提方法的有效性,对该方法进行了严格的数学证明,并给出了几个具体的算例结果。对放射性配电系统,所提方法具有计算简单、评估准确的优点,可应用于配电网工程实际。

拟对称组合广义大系统的稳定性分析

应用矩阵的特征值理论 ,给出了拟对称组合广义大系统准解耦变换的一种方法 ,根据这个结果讨论了这类拟对称组合广义大系统的稳定性问题 ,得到了利用其解耦子系统的正则、无脉冲解和稳定性来判别该广义大系统的正则、无脉冲解和稳定性的方法。最后 ,给出例子说明该方法的可行性。

拟对称离散广义大系统的稳定性分析与应用

研究了离散广义大系统的稳定性问题,给出了拟对称离散广义大系统准解耦变换的一种方法,根据这个结果讨论了这类拟对称离散广义大系统的稳定性问题,最后给出例子说明该方法的应用。

交流特高压输电线路行波差动保护研究

为了有效解决传统行波电流差动保护无法满足带高压并联电抗器特高压输电线路应用要求的问题,提出了一种新的行波差动保护方法。通过计算三相电压、三相电流暂态量,经过相模解耦变换,得到行波电流模分量;然后以线路两端初始方向电流行波波头在前数十微秒内的积分作为特征值构成新的保护动作判据。该判据能够有效地躲过系统正常运行和区外故障引起的暂态不平衡差流,同时对区内各种故障都有较高的灵敏度。理论及仿真计算表明,该方法动作可靠,速度快,能够在现有的技术条件下实现,具有较高的实用价值。

基于非全程同杆双回线相位差值的搜索比较测距方法

为了解决非全程同杆双回线的故障测距难题,通过解耦变换从非全程同杆双回线中得到T型同序网络,并在此基础上结合过渡阻抗的纯电阻特性,提出一种分支沿线搜索最小相位差值的故障测距方法,并对此测距方法在PSCAD/EMTDC上进行了模拟仿真和验证。

一种新颖的双三相感应电机缺相运行矢量控制

双三相感应电机的绕组开路后,运用传统的旋转坐标变换,不能实现转子磁场定向矢量控制。本文推导出不对称绕组结构的解耦旋转坐标变换,并提出了一种基于不对称绕组结构的转子磁场定向矢量控制新颖策略,运用PI调节器,使得定子侧谐波电流最小化,降低定子侧谐波损耗。在MATLAB MATLAB/Simulink仿真软件下,建立相应的仿真模型,仿真结果验证本文所提出控制策略的正确性和有效性。