基于Powersystems的双闭环直流调速控制系统的设计与仿真

双闭环直流调速系统结构经典、复杂,在研究和设计的过程中,若想取得预期的动态性能指标和静态性能指标组合,各参数的选择需要反复调试,直接硬件实验成本昂贵且安全风险系数高。文章通过使用Matlab软件中的Powersystems模块对直流调速双闭环系统进行仿真调试,实现了安全、方便、直观、经济和有效的控制系统设计目标。

基于Powersystem模块的直流调速系统仿真研究

以控制系统的传递函数为基础,使用MATLAB Powersystem工具箱,对转速、电流双闭环直流调速系统进行了仿真,仿真结果表明采用该模块能够更接近调速控制系统实际性能指标。

新型光伏电池技术在电力系统中的应用研究

文章采用了文献研究方法,通过对现有研究成果进行综合分析,旨在探讨新型光伏电池技术在电力系统中的应用。综合分析表明,新型光伏电池技术在电力系统中具有广阔的应用前景。它可以提高电力系统的效率、可靠性和经济性,推动可再生能源的发展和清洁能源转型。进一步的研究和创新有助于解决新型光伏电池技术面临的挑战,推动其商业化和广泛应用。

基于多频段电力系统稳定器的电力系统暂态稳定性优化策略

针对风电场接入互联系统后产生的暂态稳定性问题,分析了低频振荡产生的原因,提出将多频段电力系统稳定器(multi-band power system stabilizer,MB-PSS)与静止无功补偿器(static var compensator,SVC)联合运行的控制策略,并对二者设置目标函数进行优化,从而提高系统运行的稳定性。将风电场接入IEEE两区域四机互联系统,在MATALB仿真平台对4种工况进行了仿真验证,结果表明所提策略在抑制区间低频振荡和稳定系统电压方面性能优越,能有效提高电力系统的暂态稳定性和电能质量。

电力系统仿真分析技术的发展趋势

依据计算机、网络、通信等技术当前和未来可能的发展,从计算机及网络、相关计算数学和计算模式这3个方面,探讨和预测了新的先进计算技术(如云计算等)及其在电力系统仿真分析中的应用。新能源变革形势下,为适应智能电网的发展,未来的电力系统仿真分析技术在准确性、快速性、灵活性等方面将得到极大提升。

基于FFT和小波包变换的电力系统谐波检测方法

针对目前在进行谐波检测时存在频谱泄漏、柵栏现象以及由分析时运算量较大造成的识别定位速度慢、实时性不高等问题,提出了一种基于FFT和小波包变换的综合谐波检测方法。该方法利用傅里叶变换优秀的幅频特性,识别出所有的谐波分量,再利用小波包优秀的时频特性,快速、有选择地对所关注暂态谐波分量发生和结束时刻进行准确定位,同时将该谐波分量提取出来,这样有效地减少了运算量,提高了谐波检测的实时性。用Matlab仿真了综合谐波检测方法,并将仿真结果与目前常用的检测方法的仿真结果进行了比较,验证了所提方法对谐波检测的有效性和实时性。

电力系统强迫功率振荡实例及机理分析

介绍了某地区电网发生的2次功率低频振荡事件,阐述了振荡机理,提出了解决方案。通过相量测量单元波形分析总结了其基本特征,用单机无穷大系统进行了理论计算,同时根据故障场景开展了PSD-BPA时域仿真,证明了2次事件均属于强迫低频振荡。根据2次振荡事件中汽轮机调门流量特性等特点,结合现场试验,证实油动机的抖动是造成功率振荡的扰动源。对调门流量特性的相关参数进行了优化,修正了拐点处的流量特性,避免了类似强迫低频振荡事件的再次发生。

电力系统运行可靠性在线控制

研究如何通过调度控制来规避电力系统运行的风险、提高电力系统的运行可靠性具有重要的意义。提出运行可靠性在线控制的模型和算法。首先阐述运行可靠性在线控制的基础与功能定位,然后提出短期运行可靠性评估的指标和算法,在此基础上建立运行可靠性控制的数学模型,该模型以控制代价最小为目标函数,以发电机出力调整量和节点切负荷量为控制变量,以运行可靠性指标准则为约束条件,采用改进的粒子群智能优化算法进行搜索。对IEEERTS-79测试系统的计算分析表明运行可靠性控制模型和算法的有效性。

基于改进转移潮流法的拓扑错误辨识方法

提出了转移潮流法的改进算法,增强了同步辨识拓扑错误和不良数据的能力。改进算法充分利用了转移潮流对拓扑变化的敏感性以及加权最小绝对值状态估计对不良数据的抑制性,通过情形判断将拓扑错误回路和不良数据回路尽可能地区别开来,从而避免了原转移潮流法的缺点,提高了辨识能力。

并联储能型FACTS装置的PSASP建模与仿真

利用储能技术可以有效缓解、抑制电力系统的功率不平衡问题,提高电力系统运行水平。首先研究了结合储能设备和电力电子技术的并联储能型柔性交流输电(flexible AC transmission systems,FACTS)装置的潮流和暂态数学模型;然后在电力系统分析综合程序中基于注入功率法建立了潮流的用户自定义模型,暂态建模则采用节点注入电流法;最后在美国电力科学研究院7节点实验系统中加入并联储能型FACTS装置,进行潮流和暂态稳定计算。结果表明,潮流计算的收敛性良好,自定义模型通过调节无功功率较好地控制了母线电压。暂态稳定计算中并联储能型FACTS装置较好地抑制了发电机的功角摆动,有效提高了电力系统稳定性。

采用柔性化方法表示刚性约束的电力系统优化模型

电力系统优化分析中,刚性约束边界的整定值缺乏灵活性且往往趋于保守,容易造成系统经济性较差。为此提出了刚性约束的柔性化表示方法,并以电力系统经济调度问题为例,建立了电力系统单尺度及多尺度柔性优化模型,从而将传统的电力系统优化问题转化成具有柔性约束边界的柔性优化问题,可在保证系统安全性和可靠性的前提下进一步提高电网运行效率,同时还可找到影响系统运行经济性的瓶颈,为电网升级改造提供参考。算例结果验证了柔性优化模型的有效性。

电力系统数模混合仿真技术及仿真中心建设

从仿真规模、仿真技术的发展、功能作用、业绩回顾和远景规划等多方面对中国电力科学研究院电力系统数模混合仿真中心进行了详细介绍。中国电力科学研究院电力系统数模混合仿真中心是国家重点实验室,也是国家工程实验室。它是目前亚洲同类实验室中规模最大、功能最全、技术最先进的实验室。数模混合仿真中心的功能包括对大型交直流互联电力系统规划方案的试验研究工作,对电力系统控制保护装置的试验研究工作,通过仿真模拟研究离线计算难以实现或难以观察到的现象以及纠正某些离线计算中不真实的结果,真实地模拟交直流系统的动态行为和研究电力系统新技术等等。文中通过列举近年来数模混合仿真中心完成的重大科技项目,说明仿真中心在我国电力系统的技术进步、规划设计、工程建设和调试运行中起到不可替代的作用。另外,该文简单介绍了仿真中心今后的发展规划和预期目标。

一种混合并行算法及其在多相交直流混合电力系统中的应用

综合电力系统是典型的多相交直流混合电力系统,多由多相电机和电力电子设备构成。由于多相电机计算量大、端口数多,采用传统并行算法难以提高综合电力系统电磁暂态仿真效率,为此提出一种混合并行算法,该算法由元件级并行和网络级并行2部分组成。其中前者通过将计算量大的多相电机元件分拆为多个互相耦合的电机,以大幅减少单个元件的计算量和显著提高系统分区的灵活性;后者则利用元件级并行实现系统切分方案的优化设计和计算流程中等待时间的高效利用,从而显著提高网络并行计算的总体效率。典型综合电力系统算例的仿真结果验证了所提出算法的正确性和有效性。

电力系统综合仿真方法研究(二):MPNET及实时HIL平台(英文)

现代电力系统正在朝着复杂化和智能化的方向发展,这对电力系统的仿真工具提出了新的挑战。传统的电力系统仿真工具越来越难以满足实际复杂大电网的要求。因此,考虑将各种联合仿真方法作为解决问题的方案,联合仿真能够更好地利用不同学科仿真工具的优点。提出了2种联合仿真方案,它们综合了2种或3种不同的软件或硬件仿真工具来完成复杂的联合仿真。第1个联合仿真平台是MAPNET,它综合了Matlab和通信仿真软件OPNET来实现联合仿真的功能,它在基于智能体的电力系统稳定控制中的应用作为算例在文中做了介绍。第2种方案是一个实时硬件仿真联合平台,它综合了实时数字仿真器(real time digital simulator,RTDS)、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)平台、电脑(persoanl computer,PC)平台以及一个半实物仿真的接口来实现实时联合仿真。将基于该平台的风电厂及家庭电力系统仿真研究作为算例做了介绍。所提出的2种联合仿真方案都可作为现代电力系统设计过程中的有效工具。

基于一主三从博弈的风-水-气区域电力系统调度研究

伴随电力市场开放程度与日俱增,发电企业在调度出力中将拥有更大的决策权。因此,立足于兼顾电网与多种类型发电厂利益构建的调度模型显得极为必要。将电网作为博弈主体,在保证电力供求平衡的基础上,以其购电成本与环境成本最小化为优化目标;将风、水、天然气电厂作为3个参与电力市场博弈的独立从体,在综合考虑各类电厂出力特性的基础上,以3个参与者的收益最大化作为优化目标;将电厂出力策略以及电网优化的上网电价作为决策空间,构建了基于一主三从博弈理论的区域电力系统调度模型,并提出了基于NSGA-II求解该模型Stackelberg-Nash均衡解的算法。算例仿真表明,所建立的一主三从博弈区域电力系统调度模型能够适应不同季节下的区域系统调度,并显著提高了调度控制中各电厂间利益分配的均衡度与稳定程度。

扫频检测电网对地电容的改进型方法

为配合随调式消弧线圈的使用,提出了一种扫频检测系统对地电容的改进型方法。在寻找系统谐振频率时,以幅值判断代替传统的相位判断,使检测更为方便准确;通过对电抗参数的合理设计,确定注入变频信号的频率范围,使其避开电网频率,这样有利于检测信号的分离;改进了扫频方式,缩短了电容检测的时间;针对文中的方法,提出了一种简单实用的信号处理算法,能有效消除工频及其他噪声对检测信号的干扰。模拟试验验证了所提出方法的有效性。

基于分层模糊Petri网的电网故障综合诊断方法

为降低Petri网的规模,提高诊断的准确性和适应性,研究了一种用于电网故障综合诊断的分层、多子网模糊Petri网模型。考虑了主保护、近后备保护及远后备保护的不同作用,对各保护子网中变迁到终止库所的输出弧赋予不同的权值,修正了变迁的输出概率高斯求取函数。提出先建元件的各保护子网与线路单侧诊断子网、再建综合诊断子网的分层建模方法。该方法可根据电网拓扑变化对模型进行一定的自适应调整。给出了基于矩阵运算的推理过程。针对一个典型电网做了多组案例测试,实验结果验证了该模糊Petri网的有效性,在信息不完备情况下仍能给出正确的诊断结果。

基于交叠概率的暂态电压稳定评估特征选择

针对电力系统的高维特征量,提出了一种能有效降低维数的特征选择方法。该方法以最小概率落入类别间的不可判别区域为原则选取特征组合。算法核心在于特征组合过滤判据的确定,判据的形成基于样本点落入类别间交叠区域的概率,方法简易直观。针对系统的暂态电压稳定评估问题,首先构建了一组暂态电压稳定评估的原始特征属性集,将经特征选择降维后的特征组合作为决策树的输入,并用10倍交叉验证方法对评估结果进行验证。2个标准系统的算例表明,通过该方法对暂态电压稳定评估进行特征选择得到的特征属性组合在电压稳定评估的应用上具有更高的准确率。

发电机无功备用评估与优化方法综述

发电机无功储备可在系统遭受扰动时,动态地提供电压支撑能力,维持母线电压的稳定性。发电机无功备用对于提高电力系统电压稳定性至关重要,无功备用量的多寡可以反映系统电压稳定裕度的大小。为此首先对电力系统发电机无功备用的定义及评估方法进行了归纳总结;然后对发电机无功备用的优化模型做了全面的论述,同时对当前的求解算法进行了归类,并做了具体的阐述,指出了各自的缺点和优点;并对当前发电机无功备用研究存在问题进行了的阐述;最后对今后发电机无功备用需要开展的关键研究内容提出看法及建议。

基于支持向量机的变压器励磁涌流仿真实现

为提高变压器差动保护躲过励磁涌流的能力,需要认真研究励磁涌流的仿真过程。文中将支持向量机在回归估计方面的能力应用到极限磁滞回环曲线的拟合,即将极限磁滞回环试验数据拟合的原始最优问题转化为其对偶问题。并根据极限磁滞回环与局部磁滞回环具有分形特征这一特点进行了励磁涌流仿真算法的研究,针对变压缩因子励磁涌流仿真算法中的压缩因子提出了变权重的计算方法,通过求取动态电感来实现变权重,使得励磁涌流仿真算法只需要改变极限磁滞回环上下分支和对应饱和线导数的权重系数,实现了动态电感求取公式的统一。仿真结果表明了该方法的有效性。