基于Matlab的电力系统分析工具包PSAT及其有效性检验

介绍了一种新颖的基于Matlab数学语言编写的电力系统分析软件包PSAT,详述了该软件包源代码开放的特点,介绍了PSAT比较全面的模型库,主要包括:电机、电力系统稳定器(PSS)、调速器、柔性交流输电系统(FACTS)、高压直流输电系统(HVDC)、分布式发电系统等。PSAT功能丰富,目前可完成潮流计算、连续潮流、小信号稳定分析、动态时域仿真及相量测量单元(PMU)配置等方面的分析和研究。通过对同一个典型算例进行时域仿真和特征值分析,将PSAT与商业软件PSS/E进行了分析对比,结果表明该软件包的计算结果具有一定精度。

风电不确定性输入下电力系统仿真的区间仿射算法

大规模的风电机组并网改变了以同步发电机为主的传统电力系统的暂态特性,此外风电出力的随机性会影响电力系统的暂态稳定性。为此,文中提出了基于仿射算术的电力系统不确定性时域仿真算法,以考虑风电出力的波动性。在双馈风电机组机电暂态模型的基础上,扩展电力系统机电暂态模型,建立考虑双馈风电机组输入功率波动下的电力系统机电暂态仿射模型,通过隐式梯形积分法将仿射模型转化为的仿射雅克比矩阵方程迭代求解。仿真结果表明,文中所提出的仿射方法在不假设输入不确定量概率分布的情况下,能够较蒙特卡洛仿真更快地获得电力系统暂态响应的区间边界。

基于Matlab/Simulink的随机路面建模与不平度仿真

在分析路面空间频率功率谱密度、时间频率功率谱密度与方差之间关系的基础上,建立了路面随机信号生成模型,在不同车速情况下进行了仿真,生成了B和C级随机路面时间激励信号。利用功率谱密度和方差分析,对所建立模型的仿真结果与路面分级标准进行比较,证明所建模型产生的随机信号功率谱和方差值与国家规定的路面等级标准一致,结果准确,可以为车辆控制研究提供可靠的激励信号。

使用PSAT进行电力潮流时域仿真

介绍了电力网络的数学模型和牛顿-拉夫逊求解法,叙述了使用PSAT进行电力潮流仿真的流程,最后对WSCC的3机9节点的电力网络进行构造和潮流时域仿真.仿真结果表明,PSAT软件运算快,精度高,满足系统仿真的要求.

应用MatLab软件探讨结构动力响应时域和频域数值模拟教学

以建筑结构地震动力响应的时域分析、频域分析及其相互关系为内容,应用软件Mat Lab及其内部函数,探讨该理论的数值仿真模拟教学。以某三层建筑结构的地震反应为教学对象,应用Mat Lab的内部函数,实现了时域分析的数值积分和卷积积分,频率分析的Fourier变换和传递函数分析。通过数值模拟表明了时域与频域的转化关系,并探讨了参数变化对结构地震响应的影响。本研究对应用Mat Lab及其他软件提高建筑结构教学质量具有一定的参考价值。

Matlab在控制理论时域分析法教学中的应用

时域分析法是一种直接在时间域中对系统进行分析的方法,具有直观和准确的优点.它是根据控制系统输入与输出之间的时域表达式,分析系统的稳定性、瞬态过程和稳态误差.根据自动控制原理课程的特点和授课内容要求,结合多媒体教学实践,提出了在课堂上将MATLAB的函数功能和PowerPoint课件有机融合起来的现场教学方法.该方法不仅图文并茂、动静结合,而且可以让学生看到实时的科学计算结果,从而有效的激发学生的学习兴趣,加深学生对抽象理论知识的理解和弥补实验环节的不足.

电源网络低频段S参数拓展方法

电源网络S参数与芯片电源模型(Chip Power Module,CPM)级联可实现电源时域噪声仿真,完成电源完整性设计签核。当下部分仿真工具在AC阻抗优化过程中导出的S参数存在低频段无法覆盖的问题,影响时域纹波仿真精度,如果重新对S参数进行提取,又会增加仿真时间降低仿真效率。针对AC阻抗优化过程中导出的S参数无法覆盖低频段的问题,提出了一种电源网络S参数低频段拓展方法,结合电压调节模块(Voltage Regulator Module,VRM)的R-L模型,推导出低频段的S参数可以借用抽取的S参数中最低频点处的S参数实现低频段S参数的拓展。仿真和实验结果表明,通过对低频段S参数进行拓展,电源时域纹波噪声仿真的精度提升31%。同时,低频段的S参数直接借用已抽取的S参数中低频点的数值无须重复提取,在8 GB内存的配置下,仿真时间节约14%左右,提高了仿真效率。

基于PSAT的电力系统时域仿真研究

介绍了一种新颖的基于MATLAB数学语言编写的以图形用户界面为基础,集绘图、分析、计算与数据管理为一体的电力系统分析软件包PSAT。结合一个典型算例进行时域仿真分析说明了电力网络的建立、模型参数的设置、仿真图形的绘制等关键问题,最后得到正确结果,表明该软件包的计算结果具有一定精度。

AGC环路设计的Matlab-Simulink模型建模及验证

基于Matlab-Simulink构建一个完整的自动增益控制环路(AGC)模型,并对模型进行了验证。该模型可从时间和功率幅度两个方面分析AGC控制过程,能够很好地显示和预测环路特性,从而可便捷地评估AGC环路是否满足系统的需求。在该模型的辅助下,以可变增益放大器、检波器、数/模转换器、模/数转换器与现场可编程门阵列为核心器件,实现了一种输入动态范围为-72～-12 dBm,输出动态范围为-19.7～-19.2 dBm际测试输出功率误差在1.3 dB以内,控制时间过程吻合,表明AGC环路的仿真和实测情况基本一致。

典型时域分析方法的MATLAB仿真设计

针对控制系统时域分析,利用MATLAB的图形用户界面(GUI)编程技术设计了一个仿真软件。主要功能包括:时域响应分析、稳定性分析、稳态误差分析、典型例题分析、系统仿真。各项功能具有相对独立的操作界面,能够较好地完成特定的分析和仿真功能。

基于PSAT的电力系统暂态稳定性分析

介绍了电力系统仿真软件包PSAT,时域仿真在电力系统的暂态稳定计算中的应用和电力系统稳定器(PSS)的建模。在工具包PSAT环境下对IEEE14系统进行潮流计算,在加入PSS后电力系统暂态稳定性分析。结果表明PSS能很好的调节系统潮流,对改善电力系统动态性能有很好的效果。

基于MATLAB微型风电网的建模和仿真研究

在系统阐述微型电网提出的背景和存在意义的基础上,分析了系统在并网和孤岛时的稳定性特点,详细介绍了P/Q控制方法的原理。在基于MATLAB/Simulink的环境下,建立了具有多个微型风电电源的微电网模型,并进行仿真分析。通过对该微型风电网运行模式切换的仿真分析,验证了控制策略的有效性和正确性。

基于PSAT的风电场接入电力系统时域仿真研究

电网规模日渐增大加之风力发电技术不断进步,风电场接入地区电力系统时,电网动态安全问题就越来越受到关注,其中时域仿真研究电力系统的动态特性是一个行之有效的方法。引入了一种以Matlab语言为基础编写的仿真软件PSAT,集绘图、分析以及计算为一体的电力系统分析软件包来研究电网动态安全问题。文中首先简要概述PSAT的功能及特点,然后结合1个典型风电场接入电网的模型进行时域仿真分析,说明了风电场接入电力网络时的网络模型、参数的设置以及仿真图形的绘制等问题。

PLC核心技术OFDM及其Matlab仿真

OFDM是PLC最主要的核心算法,是当前业内人士比较关注的热点技术之一。文章介绍了OFDM的发展过程和基本原理,并在此基础上,说明了OFDM适合在电力线传输的特点。通过OFDM时域模型、频域模型、信道的最小二乘估计阐述了OFDM消除符号间干扰和抗频率选择性衰落的原理,最后介绍了OFDM在Matlab环境下的仿真方法。

基于PSAT的特高压交直流系统稳定性研究

分析在特高压交直流系统中由于混合系统间的互相影响从而会产生的主要问题;运用基于MATLAB的电力系统分析工具箱PSAT仿真软件,建立简单的3机9节点的特高压交直流系统模型,对其遭受大扰动情况时进行时域仿真,分析系统在大扰动下出现的电压稳定以及功角稳定问题;对交直流混合系统与纯交流系统的时域仿真分析与比较,分析混合系统稳定性的不同之处.

基于PSAT含UPFC多机系统的动态特性研究

阐述PSAT的功能、特点及仿真原理,介绍PSAT中UPFC的模型建立和控制方法.为了验证UPFC装置对系统暂态稳定性的提高作用,以WSCC3机9节点系统为原型建立仿真模型,基于PSAT进行暂态稳定时域仿真.仿真结果表明,PSAT简单易操作,是进行电力系统研究的实用工具.UPFC能很好地补充电压降、稳定系统电压、提高系统功角稳定性并能成功延长系统失稳时间.从而提高系统的暂态稳定性.

时间域数字滤波法地震仿真记录的Matlab实现

以速度型数字地震仪Ks-2000、数据采集器EDAS-24IP产出数据为例,通过时间域数字滤波法仿真为模拟地震仪记录,与EDAS-IAS软件仿真效果做对比,结果发现:Matlab软件环境下实现的时间域数字滤波法仿真结果与EDAS-IAS软件仿真结果没有明显差异。

基于数据驱动与时域仿真融合的电力系统暂态稳定快速评估

随着大规模可再生能源以及交直流混合电力系统的快速发展,具备电力电子特性的元件在电力系统中的占比快速提升,电力系统中的电力电子特性日趋明显。该文针对电力电子化电力系统暂态稳定评估时采用时域仿真方法计算速度慢的问题,提出一种基于数据驱动与时域仿真融合的暂态稳定快速评估方法。该方法从时域仿真法的计算过程入手,建立物理驱动模型与数据驱动模型混合驱动的暂态稳定并行评估框架,采用知识增强的数据驱动模型取代电力电子元件中的微分方程组,从而加快时域仿真计算速度。并在此基础上根据所提跨步欧拉法对数据进行预处理,实现数据驱动模型的跨步预测,将电力电子元件的小步长整合为与同步发电机一致的大步长,进一步加快仿真速度。该文采用改进的IEEE14节点模型对所提算法和模型进行验证,结果表明所提方法在提高仿真速度的同时能够保持较高的准确度。

基于PET控制特性的交直流配电网直流侧低频振荡分析

随着新能源、储能和柔性直流技术的发展,交直流混合配电网逐渐成为未来配电网的重要发展方向,大量电力电子设备接入给配电网带来了低频振荡等动态问题。为深入研究交直流混合配电网直流侧低频振荡问题,文中根据交直流配电网系统实际工程应用,对电力电子变压器主阀塔中的H桥串联和隔离型双向有源桥结构、三相逆变器以及三相Buck变换器等关键环节进行详细建模。通过时域仿真,复现了该交直流配电网实际工程中直流侧的4 Hz低频振荡现象,验证了所建数学模型的正确性。基于所建数学模型对功率和控制器参数等关键影响因素进行了定性分析,最终得出结论如下:功率水平、Buck环节电压环控制参数影响系统稳定性;Buck环节电流环积分系数影响振荡频率。

基于斯蒂芬逊迭代的刚性电力系统时域计算交替求解法

相比于传统电力系统,新型电力系统动态过程时间常数差异增大、外部扰动不确定性增强,基于交替求解的时域仿真分析面临着微分方程组刚性变强导致相应非线性代数方程组迭代求解过程中收敛性变差、计算效率降低等问题。为此,文中基于不动点迭代理论,分析了时域仿真交替求解过程迭代收敛机理,提出了改善新型电力系统时域仿真收敛性和计算效率的思路。针对传统交替方法收敛性恶化因素,提出基于标量式斯蒂芬逊迭代的改进交替求解法,并分析了所提方法的迭代计算效率。最后,基于IEEE标准16机68节点系统和某2 970节点实际电网,验证了所提方法的有效性。