基于TRNSYS的太阳能水源热泵系统优化研究

为提高太阳能水源热泵耦合系统性能,该文从设计及运行两方面对其进行优化研究。在建立太阳能水源热泵耦合系统应用模型的基础上,用瞬时系统模拟程序(Transient system simulation program,TRNSYS)软件搭建系统计算模型,以系统的设计参数如:太阳能集热器面积、储热水箱体积及集热器倾角等为变量,利用GENOPT软件对系统进行优化。并以系统运行控制参数如:集热器供回水温差和供暖末端供回水温差为变量分析系统性能参数(Coefficient of performance,COP),分析系统节能潜力。该文以北京某别墅为研究对象进行优化,结果表明系统COP升高、性能得到改善。研究结果为太阳能热泵系统优化提供了一定的理论依据。

新型电力系统电磁暂态加速仿真技术

为解决新型电力系统电磁暂态仿真时由于系统拓扑结构复杂、电力电子开关器件较多以及仿真机单核计算能力不足导致的仿真效率低下、仿真难度大等问题,文中采用理想变压器模型分割算法将大规模新型电力系统模型分割成若干子系统,实现了大系统的解耦和降阶,有效减少了仿真时整个系统作为一个状态空间系统矩阵的运算量。为进一步减轻单个处理器的计算负担,利用CPU(Central Processing Unit)多核并行技术设计一款在裸机环境下高效并行运算的加速仿真平台UREP300。将分割后的模型载入UREP300进行加速仿真实验,同时与基于MATLAB/Simulink的原模型离线仿真进行对比。实验结果表明,融合理想变压器模型分割与多核并行运行的加速仿真技术能够在保障仿真精度的同时将仿真速度提升至原来的586倍,可显著提高仿真效率,适用于大规模新型电力系统的仿真工作。

电抗器类低电感负载雷电冲击耐压试验研究

为确保电抗器类低电感负载的雷电冲击耐压试验的有效进行,需要建立精确等值电路模型,从而产生标准的雷电冲击电压波形。分析了负载电感对雷电冲击的电压波形的影响。利用矢量匹配法结合小脑神经网络对电抗器等值电路参数进行了拟合预测,从而建立了考虑不同频段阻抗特性的电抗器模型。利用电磁瞬态计算程序(EMTP)仿真软件产生雷电冲击电压仿真波形,并讨论了仿真波形特征参数的有效性。传统的Marx冲击回路接入电抗器类低电感负载时会导致冲击电压波形波尾时间严重缩短。采用Glaninger冲击发生回路可以减轻受低电感负载影响的程度。利用矢量匹配法结合小脑模型连接控制器(CMAC)网络预测出电抗器电路参数值。由该值仿真得到的冲击阻抗特性曲线与实测曲线较为一致。仿真得到的冲击电压波形特征参数均符合标准规定要求。

基于ATP-EMTP的大型电力系统暂态稳定仿真

提出采用电磁暂态仿真软件EMTP的ATP版本作为大规模电力系统的暂态稳定仿真工具,用以解决机电暂态仿真程序所不能仿真的电力电子的快速暂态过程、非线性元件模型和系统不对称运行。通过对固定串补不同模型的分析,说明采用ATP-EMTP进行暂态稳定计算的必要性。通过对江苏苏北电网的ATP-EMTP和电力系统分析综合程序(PSASP)的潮流和暂态稳定的对比试验,验证了用ATP-EMTP进行大规模电力系统暂态稳定仿真的可行性。

电流互感器剩磁影响因素和发生规律的仿真分析

采用计算机仿真模拟方法对电力系统中影响电流互感器剩磁的因素及其发生规律进行了系统的研究。应用电磁暂态仿真程序ATP建立电流互感器模型,对短路电流开断时间、一次短路电流及其非周期分量、一次回路时间常数以及二次负载的功率因数及阻抗值等不同影响因素作用下剩磁的变化进行了系统的计算分析,获得了剩磁的发生规律,为抑制剩磁的产生提供了基础理论依据。

基于GPU的电磁暂态仿真可行性研究

由于CPU体系结构的制约,基于CPU的电磁暂态仿真正面临性能提升的瓶颈。近年来,GPU因其巨大的计算潜力在通用计算领域正受到越来越多的关注。从硬件结构和软件编程两个方面分析了GPU计算的特点,设计了基于CPU-GPU混合编程模型的电磁暂态仿真程序并构建了原型仿真系统。测试结果表明,当系统规模不断扩大时,GPU在电磁暂态仿真中的效率优势将越来越明显。在此基础上,结合仿真中关键环节的耗时情况,分析了影响仿真性能的关键因素,提出了改进GPU仿真效率的若干对策。

带并联电抗器输电线路单相自动重合闸永久故障的识别原理研究

提出了一种基于超高压输电线路并联电抗器故障相电流特性的单相自动重合闸永久故障识别方法。输电线路发生单相故障两端跳闸后,并联电抗器故障相电流流经的回路在瞬时性故障和永久性故障下明显不同,因此利用流过并联电抗器故障相的电流与中性点小电抗器的电流的幅值比就能判别瞬时性和永久性故障,有效地解决了现有自适应重合闸判据在带并联电抗器超高压输电线路上应用难的问题。EMTP 仿真结果和试验系统录波数据都证明该识别方法能准确地区分永久和瞬时故障,有很高的可靠性,可直接应用于目前微机保护装置。

抽水蓄能电站过渡过程仿真自动建模及通用程序

本文在改进文献［１］中数学模型及有关连接方式的前提下引入结构形式参数、工况标识参数及部件动态计算模块化等，解决了按仿真对象及仿真工况的自动建模问题．编制的程序用于多个具有不同引水系统和参数的电站过渡过程仿真计算，证明有较强的通用性、灵活性和实用性．

配电系统电磁暂态仿真算法分析

随着分布式发电技术的兴起,配电系统的建模与仿真越来越引起人们的重视。文中首先总结了应用于输电系统电磁暂态的主流仿真软件的发展,然后基于几种常用的电磁暂态仿真软件以IEEE4节点配电系统算例比较了在正常和故障情况下各软件算法的特点。通过对算例结果的比较分析表明,稳态时得到的各仿真结果是完全一致的,而在暂态情况下,各程序对开关过程产生的间断点的处理方法有所不同。最后,说明了造成结果差异的主要原因,为配电系统暂态过程的准确仿真奠定了基础。

基于各纵联阻抗原理的输电线纵联保护综述

针对已发表基于线路两端电气量所得阻抗的输电线路纵联保护原理及所含共性,这些阻抗被定义为纵联阻抗,根据各纵联阻抗计算形式和数值结果分别定名为商和、和商、差商和增强的差商纵联阻抗.对于纵联阻抗确定统一的物理电路模型,在单相、三相等效线路模型的基础上完善了各纵联阻抗合理的物理定义和准确的数学表达,并在准确数理推导的基础上强化了相间解耦算法和电容补偿方法,从而可以确定各纵联阻抗的状态特点,提高部分纵联阻抗的性能指标.在电磁暂态程序(EMTP)中建立1 000kV 500km线路模型,使用兰州东至咸阳由中国电力科学研究院构建的750kV线路动模,在这些模型中的仿真结果验证了所述研究工作的正确性.

基于电磁波弥散现象的电感型限陡避雷器的研制

较大的雷电流陡度是雷电流产生破坏的重要原因之一。从电磁波弥散现象出发,改用电感型阻抗对闪电限流并将其运用在线路防直击雷上,研制一种新型的防直击雷装置——电感型限陡避雷器。ATP仿真和实验均表明,限陡避雷针的使用,能有效的降低雷电流陡度,降低塔顶电位。限陡避雷器为电力系统防雷又提供了一个新的手段。

电力系统动态仿真中参数不确定性影响的评估

电力系统仿真模型中存在不确定参数,动态仿真结果的可信度因此受到影响。基于暂态稳定约束最优潮流,提出一种评估参数不确定性情况下动态仿真结果可信度的方法。通过构造一组非线性优化问题,确定参考系统中待评估变量动态性能的边界轨迹,以此作为评估参数不确定性情况下动态仿真结果可信度的依据。运用连续线性规划方法求解这组优化问题,所提出的评估方法的有效性在IEEE 9节点系统和IEEE 39节点系统上得到了验证。

考虑暂态稳定的风电穿透功率极限计算模型

为保证风电并网系统的稳定性,建立考虑暂态稳定的模糊随机机会约束规划模型计算风电穿透功率极限。针对风电出力和负荷的不确定性,模型中将两者作为模糊随机变量处理;模型中考虑暂态稳定约束时,根据发电机有功出力和转角的关系,通过时域仿真分析将系统的暂态稳定约束转化为发电机的出力限制约束。采用数学优化方法和时域仿真法相结合来求解所提模型。最后通过在IEEE14节点上仿真分析,证明了暂态稳定约束是风电穿透功率极限的关键约束条件之一。

长输管道水力瞬变仿真

根据各种管道边界的瞬变方程和管道水击的连锁Allievi方法,针对具有实际元器件和边界的长输管道的不稳定流动,设计了基于特征线差分解法的分析流程和仿真计算程序。利用长输管道水击数值计算所得线路上各节点的瞬态值进行B样条曲线拟合,实现了水力瞬变过程中线路水力坡降线及某些水力参数变化情况的图形输出。

PSPICE软件在控制系统仿真过程中的应用

本文讨论了电子电路辅助分析软件ＰＳＰＩＣＥ在自动控制系统仿真中的应用，给出了仿真方法。通过举例，说明该软件可以成功地应用于控制系统仿真，在科研，生产和教学中具有广泛的应用前景和推广价值。

PSCAD/EMTDC程序与MATLAB语言接口的研究

电磁暂态分析程序PSCAD/EMTDC已经广泛应用于电力系统分析当中,而MATLAB语言是目前应用最广泛的数值计算软件,PSCAD/EMTDC程序与MATLAB语言接口能综合它们的优点。为此,分析了PSCAD/EMTDC-MATLAB接口的原理,并用MATLAB语言定义了PI控制器,用于STATCOM的定无功功率控制,仿真结果表明该控制器具有良好的控制效果。

基于电弧特性的特高压输电线路单相自适应重合闸

提出了一种基于电弧特性的特高压线路单相自适应重合闸方案。通过EMTP-ATP软件中的MODELS模块建立二次电弧模型,模拟了瞬时故障时二次电弧的反复燃烧-熄灭-重燃的过程。利用数学形态学的多分辨形态学梯度提取故障相母线电压信号的暂态分量,通过比较故障相母线电压谱能量的差异来判别瞬时性与永久性故障。EMTP仿真数据都证明该方案能准确地区分故障类型,可靠地实现自适应重合闸。

船舶综合电力系统暂态仿真研究

根据船舶综合电力系统的特点,开发描述其暂态过程的仿真软件。以VC++6.0作为编写软件的平台,以船舶相关设备的数学模型为编程的理论依据,以数据库作为数据支持,以可视化曲线的形式输出暂态仿真结果,直观的反映出暂态过程。最后,应用典型的系统进行验证,结果表明了相关数学模型建立的正确性,以及暂态仿真软件的可靠性和实用性。

雷击下金属氧化物避雷器ATP仿真模型分析

在雷电冲击下,对金属氧化物避雷器的动态特性和仿真计算中等效模型的建立进行了分析。讨论了采用分段线性法、单指数和多指数函数拟和法、线性和非线性混合拟和法分析金属氧化物避雷器伏安特性的优缺点。指出金属氧化物避雷器在电磁暂态计算程序(ATP)中宜采用Pinceti模型,在金属氧化物电阻片中电阻非线性的计算宜采用多指数函数拟和法。

电力变压器仿真模型中电感参数计算方法的研究

针对现有变压器仿真模型电感参数计算存在的问题,提出了一种从磁路计算变压器模型参数的方法。该方法从变压器的基本耦合磁路出发,分别计算变压器的互感和漏感,并且在计算漏感矩阵的时候,考虑了纵向漏磁通和横向漏磁通的影响,使得应用此方法得到的电感参数更加准确。为了验证磁路计算法的正确性,将一台模拟变压器的内部故障仿真试验数据与动模试验数据进行了比较,结果表明提出的磁路计算法是正确的。