集成静止无功发生装置的直驱风场序阻抗网络模型与稳定性分析

对于大规模风电场的稳定性分析,现有的方法通常忽略风电场中存在的静止无功发生装置(static Var generator,SVG),直接将风电场等效为单台或数台风机接入无穷大系统,但这样的假定条件将会影响风电场稳定性分析的准确性。为此,该文提出一种针对大规模风电场的序阻抗网络建模与稳定性分析方法,构建考虑频率耦合效应、稳态工作点及运行模式影响的风电场功率单元序阻抗模型,提出通用型网络导纳聚合建模方法,将含有大量有源/无源元件阻抗的拓扑网络等效聚合为源–载阻抗互联系统,进而通过稳定判据组合实现系统稳定性的准确判断和稳定裕度的量化评估。最后通过哈密地区的集成SVG直驱风场应用实例分析验证所提方法的有效性,并针对集成SVG直驱风场的振荡机理,以及SVG工作模式和功率外环控制器参数对风电场稳定性的影响展开研究。

基于阻抗网络模型的多变流器直流微电网小扰动稳定性分析

大量新能源设备与负荷通过电力电子变流器接入直流微电网,导致多变流器直流微电网(MCDCM)的小干扰稳定性面临严峻挑战,且使用传统阻抗比与状态空间模型分析MCDCM时存在一定的局限性。基于变流器端口的阻抗特性,建立MCDCM的阻抗网络模型与具有开环稳定特性的负反馈系统,并将阻抗网络模型应用于直流微电网的稳定性判别与设计。一个包含6个变流器的MCDCM的时域仿真结果验证了该方法在MCDCM稳定性判别与设计中的优势。

纳米VO_2多晶材料的低温相变和随机阻抗网络模型

制备了纳米VO2多晶薄膜材料,其相变温度为35℃,实验测量了它的电阻-温度(R-T)曲线和热滞回线,并用随机阻抗网络模型进行了R-T曲线和热滞回线模拟,两者显示出结果一致,表明在低温相变温度35℃下,随机阻抗网络模型适用于纳米VO2多晶薄膜R-T曲线和热滞回线。此外,给出了VO2多晶材料在半导体区和金属区的简化随机阻抗网络模型的电阻公式。

超磁致伸缩作动器变刚度特征和阻抗网络模型

为研究超磁致伸缩作动器(GMA)在不同负载条件下的输出特性,基于磁致伸缩材料的变刚度特性,提出一种内阻可变的超磁致伸缩作动器阻抗网络模型。根据机械阻抗网络推导GMA的输出速度模型,基于变内阻机制研究作动器的总阻抗变化规律,并以总阻抗最小为目标寻找了直径10 mm、长度100 mm的Terfenol-D棒的理想负载刚度(质量)区间。采用神经网络模型得到了Terfenol-D材料杨氏模量与磁场、应力的关系,从而推导磁致伸缩应变与磁致伸缩力随磁场强度变化关系,最终获得作动器输出速度随Terfenol-D材料的刚度变化的关系。实验测试结果表明在不同的Terfenol-D棒刚度下系统输出速度与仿真结果基本吻合。

新能源发电并网系统的小信号阻抗/导纳网络建模方法

变流器与交直流电网之间相互作用引发的功率振荡是新能源发电并网系统面临的重要稳定性问题。小信号建模是分析这一问题的基础,但变流器数量巨大、结构各异及其控制系统"黑(灰)箱化",导致常规的建模方法面临困难。为此,文中提出新能源发电并网系统的小信号阻抗(导纳)网络建模方法,通过将系统部件建模为可反映其内在动态的外特性频域阻抗(导纳)模型,并根据电网拓扑互联起来形成阻抗(导纳)网络,获得目标系统的整体模型,进而通过阻抗聚合量化分析系统的振荡特性。采用河北沽源风电场—串补输电系统次同步振荡问题的建模与分析来说明方法的有效性。

一种月球熔岩管钻进的超声波钻探器

提出一种采用多点驱动旋转的螺旋槽圆锥复合型变幅杆结构,并研制了适用于熔岩管内壁钻进的高性能超声波钻探器;为预测超声波钻探器响应特性,利用等效阻抗网络模型对超声波钻探器进行了建模与分析。通过低重力多角度模拟钻进试验与数据分析,验证了该钻探器在熔岩管复杂地况应用中的可能性。结果表明,钻杆直径为3 mm、钻压力为10 N时,钻进速度随开孔角度的增加而增加,垂直钻进时钻探器最大空载回转速度为506 rad/min,钻进速度为6.4 mm/min,钻进时回转转速为259 rad/min。

多电压等级直流微电网小扰动稳定性分析

随着分布式新能源以及直流负荷占比的快速增长,直流微电网呈现出多母线、多电压等级、多变换器的特点,采用传统单电压等级稳定性方法分析此类系统存在局限性。针对多电压等级直流微电网(MVLDCM),建立系统阻抗网络模型,利用等效开环传递函数分析闭环系统稳定性,分析了负载变化与光照强度对系统稳定性的影响。首先,将变换器重新分类建模,并建立系统阻抗网络模型,然后,根据阻抗网络模型推导出系统等效开环传递函数,并引入广义奈奎斯特准则判断系统稳定性。最后,通过RT-LAB硬件在环实验分析,验证了理论分析与稳定性分析方法的正确性。

电力系统新型振荡问题浅析

简要回顾了电力系统振荡问题的研究，整理了近年来电力电子变流器广泛接入背景下的新型振荡现象及其共性特征，探讨了其与传统振荡在物理特性和数学表达上的异同，尝试借助经典文氏桥正弦波发生器电路解释新型振荡问题的发生机理和分析方法，提出阻抗网络建模及基于阻抗频率特性的判稳原则，采用风电系统次同步振荡实例展示其应用于分析复杂电网的潜力。