由牛顿算法求解Pao-Sah电压方程的一个初始值

目前集约建模的趋势是由基于阈值电压的模型转向基于表面势的模型,而后者需要一个对非线性Pao-Sah电压方程的精确解,作为隐含数方程,Pao-Sah电压方程必须数值求解以求得表面势。牛顿算法是一个收敛较快而常用的算法,但却易收敛到错误的根,提出一个能保证牛顿算法收敛到正确的表面势解、且具有可控的高精度及运算速度的初始值,由该初始值计算并分析了数值计算结果。高精度的数值解可作为其它近似解的检验。

计及光伏并网的电力系统频率特性和网络方程电压可解性分析

随着新能源大容量并网,电力系统面临转动惯量不足、电压支撑能力弱等问题,电力系统频率和电压稳定问题突出。考虑光伏并网情况,提出了量化电力系统频率特性和网络方程可解性的分析方法。一方面,基于电力系统近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解,分析了系统参数对频率特征量的影响,证明了在全状态模型下光伏附加频率控制不改变系统惯量但能够增加系统阻尼。进一步,指出系统频率响应主要由主导模式决定,给出了主导特征值的解析计算式。另一方面,聚焦网络方程,分析雅可比矩阵奇异性等值条件,基于实对称矩阵的最小特征值提出一种量化电压可解性的负定性指标。并应用该负定性指标,借助图论分析方法论证了随着电网中光伏渗透率增加,电压可解性下降,电压稳定性恶化。最后,在4机11节点经典算例和实际电网中验证了上述分析方法的有效性。

计及电压动态特性的虚拟同步机暂态稳定性分析

针对仅考虑摇摆方程可能导致虚拟同步机暂态稳定性分析误判的问题,首先考虑公共耦合点处电压变化对系统暂态行为的影响,建立了计及电压动态特性的虚拟同步机暂态模型,实现对虚拟同步机动态特性的全面精准刻画。在此基础上提出了一种直接求解极限切除角和极限切除时间的快速迭代求解算法,并分析了虚拟同步机核心控制参数改变对系统暂态稳定性的影响机理。最后,搭建了典型结构虚拟同步机的电磁仿真模型,验证了理论分析和关键暂态指标求解算法的正确性,结果表明相比于仅考虑摇摆方程的暂态模型,所提模型能更精准地刻画虚拟同步机暂态特性。

电压控制对构网型变换器频率响应特性影响分析

构网型变换器的虚拟同步环节是影响其频率动态的最主要因素,但构网型变换器内电势的频率并不仅包含虚拟同步环节的频率。对此提出了一种表征电压控制对构网型变换器频率动态影响作用的研究方式。首先类比同步机的频率分析方法,提出了构网型变换器内电势的概念,将变换器的频率通过内电势频率进行表征,进而通过运动方程建模的方法分析了机电时间尺度内交流电压控制在响应有功功率扰动时对频率动态的作用,分析了电压控制参数对构网型变换器有功功率和频率响应能力的影响趋势。研究发现,较大的电压控制比例和积分参数会使得系统频率动态恶化,但变换器的响应性能主要由虚拟同步环节决定。以3机9节点系统和实际区域电网系统的MATLAB/Simulink仿真验证了所提方法的有效性。

场论说对非线性网络节点电压法一般形式方程的推导

从场论说的非线性网络中积分形式的基尔霍夫定律出发,能严格和简练地推导从非线性网络到线性网络的节点电压法的一般形式的网络状态方程,并给出复自导和复互导各与复电导之间包括正负号关系在内的普遍关系式。

含有受控源的改进结点电压方程

结点电压法是适合计算机辅助分析的一种电路分析方法。由于该方法仅通过结点支路关联矩阵即可确定电路的拓扑结构,不需要确定树和回路矩阵,使通用程序的编写相对容易。但是结点电压法对电路中含有受控源和无伴电压源时需要另行处理,针对这种特殊情况提出了含受控源电路的改进结点电压方程的矩阵形式。分别给出了正弦稳态下含受控源以及含无伴独立电源电路的结点电压方程推导过程,进而得到统一的以结点电压和无伴电压源中电流为电路变量的混合变量矩阵方程。最后从编程的角度给出了电路信息的规范输入方法。通过算例验证了所得方程适用于含有耦合电感、受控电源、无伴独立电源电路的稳态分析,具有通用性。

电压稳定问题中负荷节点电压幅值变化基本方程式的研究

电压稳定的机理非常复杂,目前还没有一个完全统一的解释。文章从负荷电压与其等值阻抗和吸收功率的关系出发,提出了一种新的电压稳定分析方法。定义了单位阻抗功率的新概念,推导了电压幅值随其等值阻抗和单位阻抗功率变化而变化的基本方程式。基于该方程式,可以清楚明确地解释暂态过程中电压幅值变化的根本原因,从而为电压稳定的机理解释提供了一条有效的途径。以简单系统仿真为例,证明了所提出方法的有效性。

基于线性功率-电压方程的快速潮流计算方法

针对大电网存在大量电阻电抗比偏大的串联支路的问题,提出并实现了一种快速潮流解算方法,该方法基于线性功率-电压方程构造迭代修正方程,迭代初值通过基于支路电阻电抗比的PQ法获得,并在迭代过程中设置加速收敛乘子以保证收敛性和求解精度。该方法中电压修正方向直观明了,易于编程实现。算例小系统和南方电网实际系统的潮流解算测试,表明了该方法具有较高的准确性和较好的适应性。

利用最优乘子和潮流非线性方程确定静态电压稳定临界状态

本文基于对静态电压稳定问题模型的推导，发现整个数学模型与直角坐标的潮流方程有相似之处。在非线性方程简化的过程中，通过计及二阶非线性减少近似，从而使收敛性获得改善。在其迭代过程中，利用最优化技术引入最优乘子，加速收敛，从而减少迭代次数，减少解的盘旋，改善病态系统的特性。文中提出了利用最优乘子和二阶非线性特征确定静态电压稳定临界状态的方法。

单机无穷大系统微分代数方程模型的电压稳定性

研究一个由静态负荷决定的单机无穷大系统 ,它的数学模型是一个微分代数方程 (DAE)。利用特征值分析方法 ,我们发现模型的平衡解曲线的上支是稳定的 ,下支则除了介于 1 1 .41 0 8和1 1 .41 1 5之间非常小的一段曲线外 ,都是稳定的。这与由静态负荷以及动态负荷 (Walve模型 )所决定的微分方程 (ODE)模型情况不同。为了研究系统电压失稳的模式 ,分析其奇点附近的分岔现象。利用奇点理论 ,计算出奇点为极限点。然后 ,通过把 DAE的微分方程部分投影在 (V,ω)面上 ,得到奇异微分方程。文中给出了用来判断障碍 (impasse)点的一种较简单的方法 ,并用以验证对于分岔值处奇异面上几乎所有的点都是障碍点。

建立计算冲击电压分布的等值电路方程的一种简便方法

本文阐述一种直接生成计算线圈类电气设备中冲击电压分布的等值电路方程的系数矩阵及右边项向量的方法。此法区别于采用关联矩阵的一般方法,对于规模较大的电路,具有明显的减少输入数据、缩小内存、节省计算时间的优点。

建立状态方程的新方法:支路替代增广节点电压法

提出了一种建立状态方程的新方法：支路替代增广节点电压法．将Ｓ域常用的线性电路分析法改造成为时域状态方程的编写法．该方法不仅简便、易于编程。

节点电压方程的任意时刻短路电流实用计算研究

针对传统运算曲线法计算任意时刻短路电流有效值的精确性问题,引入IEC标准及电路理论,利用节点导纳矩阵推导出电力系统短路时任意时刻短路电流的实用计算机算法。该方法解决了将IEC标准应用于软件求解的问题,综合考虑两类节点电压方程进行简化计算,能自动完成系统短路时任意时刻短路电流衰减周期分量及非周期分量的求解,不仅大大减轻了传统运算曲线法的工作量,且计算结果更为精确。通过运用于伊朗RUDBAR水电站实例,验证了算法的准确性与有效性。

故障电力传输线的复频域节点导纳电压方程

基于传输线分布参数理论和传输线节点导纳方程，提出了故障电力传输线终端频域电压响应的一种理论分析方法。当传输线发生故障时，在故障点处将故障电力传输线分为两个子传输线，根据两个子传输线的连接条件及节点导纳方程，利用分块矩阵理论推导了电力传输线发生单相接地、两相短路和两相接地故障情况下的节点导纳方程。

含裂纹的功能梯度压电压磁条粘结问题的奇异积分方程方法

利用奇异积分方程方法研究了一个含裂纹的功能梯度压电压磁条与半无限大功能梯度压电压磁材料粘结在非渗透边界条件下的Ⅲ型裂纹问题.首先通过积分变换得到问题的形式解,然后利用边界条件通过积分变换与留数定理得到了一组奇异积分方程,最后用Gauss-Chebyshev方法进行数值求解,讨论了材料参数、材料非均匀参数以及裂纹几何形状等对裂纹尖端应力强度因子的影响.结果表明,压电压磁复合材料中反平面问题的应力奇异形式与一般弹性材料中反平面问题的应力奇异形式相同,但材料梯度参数对功能梯度压电压磁复合材料中的应力强度因子和电位移强度因子有很大影响.

用耦合电路法导出凸极同步电机的电压方程

无阻尼绕组凸极同步电机的稳态电动势方程式可以基于合成磁场理论的分析建立 ,也可以利用电工理论中的耦合电路方法推导得出。文中详细介绍了凸极同步电机的电动势平衡方程的推导过程 。

导纳型与阻抗型节点电压方程

在电力系统潮流计算中 ,通常用节点导纳矩阵形式的节点电压方程描述网络的数学模型 ,而在电力系统短路电流故障分量 (基频交流分量初始有效值 )计算中 ,为什么要使用网络的节点阻抗矩阵 ?本文对这个问题作了比较深入的分析 ,并据此阐述了《电路原理》与《电力系统分析》课程在理论性与实际性方面存在的差异。

割集电压方程的直接建立法

本文通过对割集电压方程建立过程的理论分析,提出并证明了一种直接的、更为简便的列写割集电压方程的方法。该方法避免了传统的割集电压方程建立过程中繁复的矩阵运算,对一些不太复杂的网络,本法可以用直观的方法,通过电路的图、树、独立割集及割集方向,并按照一定的规则即可列写出割集导纳矩阵Yi、割集电流源列向量J.i,进而得到电路的割集电压方程。

建立网络节点电压方程的一种新方法

文章对有受控源的线性有源网络在改进节点法的基础上提出了一种新的方法,并建立了对应的改进节点电压方程。该方法不但克服了以往对于含有VCVS、CCVS和无伴电压源的电路处理难的问题,而且解决了改进节点法中由于方程数目增加以及主对角元素出现零元时所引起的求解困难。该方法概念清晰,列写方程简单,对于网络的分析具有一定的实用价值。

基于稳态电压方程的直交轴电感参数测量

根据永磁同步电机稳态电压方程,提出一种直交轴电感参数测量方法。首先设计了基于英飞凌Tricore系列芯片的控制电路,温度采集、位置采集和反电势采集电路,然后在试验台架上对电流扭矩特性进行测量,并通过稳态电压方程计算出直交轴电感参数,最后从电机系统角度对影响因素进行了分析。试验结果表明,该方法测量结果准确而且适用于不同结构的永磁同步电机。