含能量路由器的交直流混合配电网潮流计算

能量路由器(energy router,ER)作为新兴电力电子设备,可以实现电能在电力系统中的灵活分配。分析ER对系统的影响,研究以ER为配电枢纽的交直流混合配电网潮流计算方法,对实现配电网的优化运行具有重要意义。文中首先基于改进交替迭代法建立ER的稳态潮流模型,并对ER直流端口采用下垂控制策略,结合传统解耦法,提出一种适用于含ER的配电网交直流解耦迭代潮流计算方法。以含有多个ER的IEEE 14节点和IEEE 69节点配电系统为算例进行仿真计算,验证所提方法的正确性与收敛性。为分析ER对系统运行的影响,对不同场景下IEEE 69节点测试系统进行仿真计算,证明ER在系统中可以支撑节点电压,减小系统运行损耗。

基于改进牛顿法的VSC-HVDC潮流计算

根据电压源换流器(VSC)新型高压直流输电(HVDC)的稳态特性和控制方式,建立了含VSC-HVDC稳态潮流计算数学模型,分别采用牛顿法、简化牛顿法、三阶收敛牛顿法和六阶收敛牛顿法进行潮流求解,仿真验证了各算法在VSC-HVDC不同控制方式下的有效性,并对各种算法的计算速度作了比较,并在此基础上提出了2种混合算法,仿真验证了其优越性。

H桥级联型功率变换器直流母线电容参数设计

为提高电力电子变压器的性能,拓扑结构设计与元器件参数配置需要重点考虑。本文以H桥级联型电力电子变压器为研究对象,通过分析直流母线电压波动与系统有功功率、母线电容值之间的关系,提出了直流母线支撑电容的参数计算方法,并通过仿真验证与理论分析。

具有2.414阶收敛速率的VSC-HVDC系统改进潮流算法

相比传统高压直流输电HVDC(high voltage direct arrent),基于电压源换流器的高压直流输电VSC-HVDC(voltage source converter based HVDC)具有较多独特优势,是智能电网发展具有代表性的关键技术之一。首先,基于VSC-HVDC稳态模型的标幺制处理分析了VSC-HVDC的稳态方程,并给出了适用于求解含VSC-HVDC的交直流系统潮流的统一法迭代形式;进而,通过计算预估值和校正值2个步骤,利用具有2.414阶次收敛速率的改进牛顿-拉夫逊法修正交直流系统的雅可比矩阵,以节省程序迭代过程中的数据存储空间,加快程序执行调用的速度,从而提高雅可比矩阵的计算速率。最后,基于修改后的IEEE标准算例,从交直流潮流结果、控制方式、算法效率等方面的对比分析,验证了该方法求解含VSC-HVDC的交直流系统潮流的有效性和正确性。

基于改进时域法的多端MMC-HVDC故障电流计算

为解决基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电(high voltage direct current,HVDC)故障电流解析计算精度不足的问题,提出一种计及远端站影响的多端MMC-HVDC故障电流改进时域求解法。首先,在分析故障后子模块电容放电路径的基础上,推导换流站等效电容值等系统参数,建立MMC-HVDC系统故障后网络等效模型。其次,将直流电网各换流站解耦,以故障后各支路电流近似解为初值,逐次修正计及远端站影响的多端MMC-HVDC线路等效电阻及等效电感,得到多端MMC-HVDC系统中各支路的故障电流值。最后,基于RT-LAB仿真平台搭建四端柔性直流电网模型,对故障电流计算值与详细电磁暂态仿真结果进行对比。结果表明,所提故障电流求解方法能够准确、有效地计算出多端MMC-HVDC短路故障后各支路电流值,最大误差小于5%。

多端DC—AC系统的潮流计算

对于含多端直流输电网络的交直流电力系统,本文提出了一种对交流和直流系统分别采用牛顿法进行顺序迭代潮流计算的数学模型和算法。该算法可以有效地考虑换流器的各种控制方式,同时确定换流变压器分接头的位置。算例表明,本算法的数学模型灵活具有通用性,收敛性好。

小型DCS系统在啤酒发酵控制系统中的应用

介绍以工控机及组态软件包构成的小型DCS系统在啤酒发酵中的实际应用，并着重介绍啤酒发酵的控制过程。

基于故障二次重构法的直流系统交流串扰检测技术

在电力系统中,交流电窜入变电站直流系统往往具有严重的破坏性。针对母线对地电容和交流串扰电压难以测量的问题,提出一种新型的测量方法--故障二次重构法,即通过向变电站直流系统母线投切两个大小不同的电容元件,构造一个新的电路,根据测量投切电容上的电流信号求出母线对地电容和交直流电缆间的绝缘电阻,进一步求出交流串扰电压。最后通过实验仿真验证了方案的可行性。

城市轨道交通柔性直流牵引供电系统钢轨电位快速计算方法

近年来,柔性直流牵引供电系统由于能够灵活控制电压,提高再生能量利用率,越来越受重视。钢轨电位是柔性直流牵引供电系统设计的重要依据和安全稳定运行的重要指标。由于全控变流器和协同控制的引入,柔直系统钢轨电位分布特性与传统系统有显著差异,并且在钢轨电位计算精度和速度方面提出更高要求,有必要研究柔直系统钢轨电位的高效建模计算方法。文中提出一种接触网与回流网解耦的两阶段潮流计算法,提高柔直系统潮流计算的效率,并基于此分析钢轨电位的时空分布特性,发现钢轨电位的重要影响因素为柔直系统的端口电压,为钢轨电位实时抑制控制策略提供一定理论基础。

含LCC-MMC串/并联混合直流的交直流系统潮流计算方法

混合直流输电技术方案多样,直流系统拓扑结构复杂,目前的潮流算法面对复杂直流系统时建立数学模型存在困难,为此该文基于串联型、并联型混合交直流系统潮流计算进行研究。首先分析了白鹤滩、昆柳龙工程中混合直流系统的拓扑结构及稳态控制模式。然后根据换流站与单个换流器间状态变量的数值关系,对双极、多阀组换流站进行等效,导出了基于电网换相换流器(line commutated converter,LCC)和模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的换流站潮流模型。在此基础上,通过分析换流站潮流模型间的内在联系,给出了串联型、并联型混合直流系统潮流模型建立方法,进而提出一种LCC-MMC串/并联混合交直流系统潮流交替迭代算法。最后,通过修改的IEEE 39节点串/并联交直流系统验证了所提模型及算法的有效性。

含直流潮流控制器的真双极多端柔性直流电网潮流计算研究

为优化直流电网的潮流分布,需增加潮流控制器的辅助来增加线路的自由度。基于模块化多电平换流器的真双极多端直流输电系统具有低损耗、控制和运行方式灵活等优点,已经成为未来直流输电系统的主流方式。不同于伪双极输电系统,该系统在接入潮流控制器后,系统的潮流变化更加复杂,用于计算伪双极潮流分布的方法将不再适用该系统。针对以上问题,以电压型直流潮流控制器为例,在考虑站级控制的情况下推导了含潮流控制器的真正双极性直流电网潮流计算方法,通过引入等效电阻模型,避免了大量计算节点的引入。最后,将算法结果与PSCAD/EMTDC平台中搭建的张北柔性直流输电工程的仿真算例结果进行对比,验证了该算法的可行性与准确性,同时也验证了潮流控制器在真双极系统中的潮流控制能力。

基于改进拟牛顿法的柔性直流系统潮流算法

针对目前柔性直流输电系统潮流算法存在的雅可比矩阵求解困难、算法效率低等问题,提出了一种基于改进拟牛顿法的交直流系统潮流算法,使用Broyden方法更新每次迭代过程中的雅可比矩阵,避免了雅可比矩阵的重复形成,减少了单步迭代的计算量,同时使用三阶牛顿法的迭代形式,提升了算法的收敛阶数,有效地避免了因拟牛顿法收敛阶数过低而造成的迭代次数增加问题,使得其计算效率相较于传统牛顿法与Broyden方法更有优势。最后,对不同规模的柔性直流输电系统进行潮流计算仿真分析,从交直流潮流结果、控制方式、算法效率、重负荷下的算法性能等方面进行对比分析,结果表明:提出的算法适用于多种算例情况,且具有与传统牛顿法相同的精确性,同时其算法效率相较于传统牛顿法得到了显著的提升,平均计算时间缩减率可以达到26.712%。

基于MMC的多端直流电网通用计算方法及拓扑优化研究

针对现有直流电网直流侧短路简化计算方法普遍不适用于对称单极接线系统及短路故障后故障电流急剧上升导致换流站闭锁的问题,提出了适用于对称单、双极接线方式直流电网的通用计算方法和直流电网拓扑优化方法。首先,分析了不同接线方式下的直流电网直流侧单、双极短路故障特性。其次,基于阻抗频率特性提出了适用于不同接线方式直流电网的故障电流计算方法,并得到了评价故障电流水平的简化指标,有效地评估直流电网拓扑变化时的故障电流水平,实现多端系统的拓扑优化,降低单极接地故障电流水平。最后,通过电磁暂态仿真案例验证了所提计算方法和简化指标的准确性和有效性。

Nyquist Stability Analysis and Capacitance Selection for DC Current Flow Controllers in Meshed Multi-terminal HVDC Grids

Controllability of DC current/power flow is essentialin multi-terminal HVDC (MTDC) grids, particularly for theMTDC grids in a meshed topology. In this paper, consideringmeshed MTDC (M2TDC) grids with the installation of twoline/multi-lineDC current flow controllers (CFCs), a small-signalmodel of the DC CFCs integrated M2TDC grids is derived,studying the impact of the power losses of the DC CFC andtheir influence on the analysis of energy exchanges. The systemstability analysis is analysed using the Nyquist diagram, which ismore suitable for analyzing complex nonlinear systems with morecompact and reliable indicators of stability in comparison withgain/phase margins shown in the Bode diagram. In addition, aselection method of the interconnected capacitor of the DC CFCis proposed under different operating conditions. The impact ofthe switching frequencies of the DC CFC on the control ranges ofthe DC current flows is analyzed. The effectiveness of the Nyquistanalysis and the capacitance selection method is verified bysimulation studies using PSCAD/EMTDC. The obtained control ranges of the DC CFC with different switching frequenciesand capacitances would be useful for practical engineeringapplications.

干式平波电抗器电容参数计算

本文作者采用变压器绕组入口电容仿真计算软件及ANSYS三维电场计算软件,得到一种干式平波电抗器绕组本体电容、对地电容参数计算方法,为高压直流输电系统干式平波电抗器的设计和运行提供参考依据。

基于布谷鸟算法的直流电源系统潮流计算方法

由于传统潮流算法无法完全适应直流电源系统发展需求,难以维持系统稳定运行,提出基于布谷鸟算法的直流电源系统潮流计算方法。将直流电源系统数学模型与直流电源系统状态估计值作为潮流算法的数学支持,基于布谷鸟算法设计潮流计算方法。通过对多节点直流电源系统潮流计算实例分析,表明本文所设计方法可以在系统主从控制、下垂控制等多种运行方式下准确计算出潮流分布,且对节点电压初值不敏感,该潮流计算方法具有良好收敛性。

直流电压下气固交界面表面电荷积聚现象的实验分析

为了研究直流电压下气体绝缘设备中气固交界面的表面电荷积聚现象,采用电容探头法对施加了直流电压后的盆式绝缘子进行了表面电位的测量,并通过数值计算得到了不同电压幅值和电压极性下的表面电荷分布。实验结果表明,整个系统中的最大场强未达到空气的起始放电场强时,绝缘子表面没有明显的电荷积聚。而当最大场强超过空气的起始放电场强时,电荷开始大量积聚,说明绝缘子表面电荷的主要来源为气体侧放电。由于气体侧放电具有一定随机性,绝缘子表面电荷的分布很不均匀。

逆变器母线电容及直流电抗器参数计算

在实现一种解析法计算逆变器母线电容、直流电抗器参数方法的过程中,综合考虑了纹波电流、直流母线电容寿命及直流母线电容和直流电抗器之间的相互影响。给出了母线电容器及直流电抗器的设计方案及电容的容值、损耗、纹波电流、中心平均温度、寿命、连接方式,电抗器的电感值、纹波电流、损耗、尺寸等具体参数。在此基础之上,设计了一款变频调速系统,将计算值、经验值及实验值三者进行比较,计算值在保证输出的前提下,使逆变器体积缩小。肯定了解析法的精度,验证了该方法的正确性与可行性。

改进表面电荷法与三维空间电容的数值计算

该文对表面电荷法进行了改进,用曲面三角形单元取代平面剖分单元,并用二次项进行插值,给出了剖分单元上的数值离散格式。利用改进的表面电荷法,对均压环和平板对地电容进行了数值计算。结果分析表明,计算值与测量值有相当好的一致性。

不同测试技术下超级电容器比电容值的计算

超级电容器电化学性能测试技术多种多样,针对不同测试技术其比电容值计算方法不同,而比电容值是评价超级电容器性能好坏的一个重要指标。总结了不同测试技术下超级电容器比电容值的计算方法,经过分析比较,给出了不同测试技术下电容值对应的合理计算方法,并讨论了计算超级电容器比电容值时需要注意的主要问题,期望为相关研究人员提供一定的借鉴和参考。