电压控制型虚拟同步发电机的高频谐振特性分析与抑制策略

虚拟同步发电机(VSG)模拟同步发电机的运行机制,引入了有功调频和无功调压控制环节,与传统电流控制型变流器不同,是一种电压控制型策略。文中立足电压控制型虚拟同步发电机控制结构和网源协调特性,构建小信号分析模型,分析在不同控制参数与电网参数场景下的振荡模态,进而掌握电压控制型虚拟同步发电机并网系统的高频谐振特性,并针对性提出高频谐振抑制策略。首先,分别建立电压控制型虚拟同步发电机、传统变流器各控制和电气环节的小信号分析模型,通过特征根分析方法,定量分析所有特征根的振荡模态和阻尼比,发现电压控制型虚拟同步发电机存在与传统变流器类似的高频振荡模态;同时分析虚拟同步发电机控制参数变化、电网强弱场景对其高频谐振阻尼作用机理。其次,基于电压控制型虚拟同步发电机控制策略,以有源阻尼方法为解决思路,提出基于电流内环前端通道引入虚拟阻抗控制策略的谐振抑制方法,抑制其高频谐振。最后,利用Matlab/Simulink仿真和RT-LAB控制器在环实验结果验证所提出的控制策略,结果表明虚拟阻抗控制环节起到有效正阻尼作用,相比于无源阻尼方法,在无需额外增加测点和外部控制量的情况下,电压控制型VSG网侧阻尼特性改善,暂态响应能力增强,高频失稳现象得到有效抑制。

基于时频分析的高频地波雷达电离层杂波抑制

针对高频地波雷达回波信号中的电离层杂波,提出了利用时频分析与特征值分解抑制杂波的方法。该方法首先通过时频分析合理地选择扫频脉冲时段和多普勒频率区间;然后对选定的时频域区间,采用特征值梯度准则与相邻距离元插值估计相结合的方法,分别在阵元-脉冲域和阵元-多普勒域进行特征值分解,更好地抑制了电离层杂波。实测数据处理结果表明,该方法对电离层杂波具有很好的抑制效果。

考虑延时影响的MMC-HVDC系统高频振荡机理分析

基于模块化多电平换流器的高压直流(MMC-HVDC)输电系统的链路延时可能会引发系统产生高频振荡。文中通过Pade近似对延时环节进行等值,建立了基于四阶Pade近似等值延时环节的MMC-HVDC系统的状态空间模型。通过在阶跃工况下与PSCAD/EMTDC中详细电磁暂态模型动态特性的对比以及高频振荡的复现,验证了所建立的状态空间模型的正确性及四阶Pade近似等值延时环节的有效性。然后,研究了延时环节时间常数对系统特征根及高频振荡特性的影响,结果表明,基于特征值分析法对所建立的考虑延时环节特性的MMC-HVDC系统状态空间模型进行分析,可以得到引发系统高频振荡的临界延时时间。最后,通过参与因子分析法探究了引起系统发生高频振荡的主要因素,结果表明,系统的高频振荡现象主要是由交流系统特性与含有延时环节的MMC-HVDC系统特性之间的耦合作用引起。

交直流混合系统低频振荡的概率特征根分析

研究低频振荡的传统特征根方法是基于单一的系统运行方式,而概率特征根分析则计及了较宽的系统运行方式变化。高压直流输电HVDC是一种典型的柔性交流输电FACTS装置,它可以改善系统的动态特性。将现有的概率特征根分析扩展到包含HVDC功能模块,能完成交直流混合系统的概率特征根分析。对四机两区域的交直流并联系统在选定的控制器参数下进行试算,结果表明,系统在多运行方式下研究交直流混合系统的低频振荡是可行的。

基于广义特征根的MMC-HVDC系统高频振荡分析及抑制策略

基于模块化多电平换流器的高压直流输电(MMC-HVDC)的长链路延时引发的高频振荡严重威胁了电力系统的安全稳定运行。采用时滞稳定裕度衡量MMC-HVDC系统的高频稳定性,建立了MMC-HVDC时滞系统的高阶状态空间模型,应用基于广义特征根的时滞系统稳定性分析方法直接求解MMC-HVDC系统的时滞稳定裕度,并分析了控制器参数对系统高频稳定性的影响。将MMC-HVDC系统链路延时对系统高频稳定性的影响等效为外部干扰,通过混合灵敏度优化设计了基于H_(∞)鲁棒控制的MMC-HVDC系统高频振荡抑制策略。通过MMC-HVDC电磁暂态仿真,验证了基于广义特征根的时滞系统稳定性分析方法求解系统时滞稳定裕度的有效性以及基于H_(∞)鲁棒控制的高频振荡抑制策略的优越性,为研究MMC-HVDC系统的高频振荡及抑制策略提供了一种新思路。

一种空时二维超分辨分维估计方法

介绍了一种应用在多普勒频率和DOA估计分维处理情况下,利用时域ESPRIT方法进行盲Doppler频移估计和时域投影变换法进行DOA估计的空时二维超分辨方法。仿真试验证明了该算法具有较高的分辨性能和较好的稳健性,不但具有全方向来波的分辨能力,而且对小角度差来波具有高分辨能力。

基于SVD与改进EMD的滚动轴承故障诊断

针对经验模态分解(EMD)存在的模态混叠问题,提出一种奇异值分解(SVD)和改进经验模态分解相结合的信号分析新方法。该方法首先对故障信号进行SVD降噪,以消除随机干扰,再根据信号特征加入高频谐波信号并进行EMD进行分解,有效地减少模态混叠现象,最后对EMD分解得到的高频本征模态分量(IMF)进行代数运算得到故障冲击成分,经Hilbert包络分析,提取出故障特征信息。仿真信号分析了这种方法的实施过程,并将该方法成功运用于滚动轴承内圈和外圈故障的诊断中。实验结果证明:该方法能够有效地提取滚动轴承故障特征信息,实现故障诊断。

高速制动啸叫主要影响因素的仿真与实验研究

基于高速盘式制动器的简化有限元模型,利用Abaqus进行复特征值仿真分析,对引起制动啸叫的主要影响因素进行研究。仿真结果表明:低速、高压、摩擦因数-速度曲线负斜率和高摩擦因数情况下,发生制动啸叫的可能性较大。通过不同制动速度和压力的制动实验验证了仿真研究结果的正确性。研究将对有效预防和控制制动啸叫具有指导意义。

基于复模态理论的盘式制动机构分析

在试件实验的基础上建立了盘式制动机构高频啸叫分析的复模态有限元模型,应用Abaqus有限元分析软件计算了系统的复特征值。对试验所得高频摩擦噪声发生频率与计算复特征值实部非负时系统失稳的模态频率进行对比分析发现,两者的频率分布具有高度相关性,高频摩擦噪声发生的频率基本上落在复特征值实部非负的模态频率附近。表明复模态有限元法及复特征值仿真分析方法可以对高频摩擦噪声进行有效预测,从而实现盘式制动机构的降噪优化。

V/f控制MMC带换流变压器空载充电发生高频振荡的机理分析

风电经柔性直流输电并网系统中,V/f控制的模块化多电平换流器(MMC)带换流变压器空载充电时可能发生高频振荡,换流变压器动态和MMC控制环节动态对系统高频振荡有较大影响。文中研究V/f控制MMC带换流变压器空载充电发生高频振荡的机理,分析交流电路参数和MMC控制参数对系统高频小干扰稳定性的影响。首先,建立考虑换流变压器杂散电容的送端MMC换流站谐波状态空间模型,通过分析换流变压器杂散电容变化时的特征值轨迹,并与时域仿真结果进行对比,说明高频小干扰稳定性分析中考虑杂散电容的必要性。然后,对MMC带换流变压器空载充电时的高频振荡模式进行参与因子分析,确定参与程度较高的状态变量和关键环节,建立适用于高频小干扰稳定性分析的降阶模型,并利用阻抗特性分析揭示系统发生高频振荡的机理。最后,通过计算系统特征值轨迹,分析交流电路参数和MMC控制参数对系统高频小干扰稳定性的影响,利用电磁暂态仿真验证了分析结果的正确性。

Green函数法解点支承任意板自由振动频率

1 引言板是工程中经常采用的结构形式之一.沿边界呈对称点支承的悬臂板在土木工程中不乏常见.这种板的自由振动构成了典型板自振问题的一种特殊形式,由于解析法对自由边界条件及支承点的约束条件难以满足,所以常令科技人员感到棘手.H.T.Saliba 曾用4种级数迭加对这种板进行过分析、计算,得出几组计算结果.

非均匀杆纵向自由振动的高频渐近性质

本文将非均匀杆纵向自由振动的特征值微分方程化为积分方程。通过对积分项的估计,分析了一般边界条件下非均匀杆纵向自由振动的高频渐近性质,给出了高阶时特征值问题的渐近解。

虚拟同步逆变器高频振荡模态分析及抑制

此处建立了虚拟同步逆变器(VSG)小信号模型,分析了其系统特征根的振荡频率和阻尼比,以及主要状态变量对特征根的灵敏度,指出了光伏-VSG(PV-VSG)存在高频振荡风险及其产生机理,研究发现了PV-VSG高频谐振模态主要与其电网等效连接阻抗以及逆变器网侧系统参数有关。基于现有VSG控制策略,进一步引入了虚拟阻抗算法并通过小信号模型分析了具备虚拟阻抗的PV-VSG策略对高频谐振的抑制作用,最后通过200 kW功率等级的PV-VSG样机平台对此处理论分析的正确性进行了实验验证。

光伏自同步电压源谐振模态及影响因素分析

建立了基于自同步电压源控制的光伏并网逆变器(PV-VSG)小信号模型,分析了其系统特征根的振荡频率和阻尼比,以及主要状态变量对特征根的灵敏度,指出了PV-VSG存在高频振荡风险及其产生机理。对比研究了PV-VSG不同控制参数及电网参数对系统高频振荡区域特征根和阻尼比的影响,发现PV-VSG高频谐振模态主要与其电网等效连接阻抗以及逆变器网侧系统参数有关,最后通过200 kW功率等级的PV-VSG样机平台对所提理论分析的正确性进行了实验验证。所提研究成果对于优化基于自同步电压源控制的PV-VSG系统参数设计以及装置高频特性具有一定的理论指导意义。

对一盘式制动器高频尖叫及抑制的分析

针对某制动器存在的13k Hz高频尖叫、在制动片上安装了消声片及对摩擦片形状进行加槽和倒角后仍得不到抑制的问题,通过对其建模和应用该课题组研究确立的系统分析方法,包括复特征值分析、子结构模态构成分析、子结构模态参数灵敏度分析以及能量馈入分析方法等,进行了系统分析,找出了影响该阶高频尖叫的关键子结构的关键模态,指出了修改方向,通过优化设计方法给出了修改部件,并得到了模拟验证。