电网电压不对称骤升时双馈风力发电机定子磁链暂态全过程及控制策略研究

目前有关双馈风力发电机(DFIG)高电压穿越问题的研究大多集中于对电网电压骤升期间定子磁链暂态特性的分析,忽略了故障恢复后定子磁链的动态变化。因此,对电网电压不对称骤升故障和在不同持续时间下的定子磁链暂态全过程进行了理论推导;针对传统"灭磁"控制需对相序进行分离的复杂性,提出了一种无需磁链观测和系统参数的反向电流追踪控制策略。仿真结果验证了理论分析的正确性,所提控制策略加快了暂态磁链的衰减速度,抑制了电磁转矩的脉动。

液基全过程欠平衡钻井停止循环连续气侵井筒瞬态流动

液基全过程欠平衡钻井井筒流动过程主要包括正常钻进时稳态气液固多相流动以及停止循环条件下的瞬态气液两相流动。建立停止循环开井条件下遇到连续气侵时井下瞬态气液两相流动特征参数变化数值模拟计算方法及数学求解模型,计算对比遇到不同气侵量的井下气液两相流特征参数变化。结果表明:较大气量条件下气体运动速度更快、顶出钻井液更多、井底流压波动更大;井口回压的施加能有效控制井下气体膨胀与井底压力波动。

基于时域有限元的VFTO全过程仿真新方法

数值仿真是获得特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)波形及研究其特性的重要方法。针对VFTO多次脉冲的全过程,提出了一种基于时域有限元(time domain finite element method,TDFEM)的VFTO仿真计算方法。构建了计及残余电荷电压的传输母线与集中参数元件的时域有限元模型,并通过与国际上认可的电磁暂态计算程序EMTP的计算结果进行对比,验证了该方法的有效性。与EMTP的计算方法相比,该方法可以对VFTO全过程进行仿真计算,可以充分考虑母线残余电荷电压的分布特性,以及可以获得传输线沿线所有点的电压和电流离散值。

三相PWM整流器暂态特性分析与研究

随着电力电子器件和控制技术的迅猛发展,三相PWM整流器已经广泛应用于风光储等各类新能源发电领域。本文基于三相电压型PWM整流器(VSR)拓扑和电网电压定向矢量控制策略,分析了三相VSR全工作过程中负载突变不同时刻的暂态工作特性,提出了一种交流侧电感和直流侧电容的工程设计方法;有针对性地阐述了考虑负载突变下三相VSR的软件和硬件设计原则。通过建立仿真模型,仿真分析结果验证了分析的正确性。

污水沉降罐伴热盘管传热特性与影响因素分析

在沉降罐液位举升与收油过程中,采用稳-瞬态相结合的全过程传热计算方法,建立了污水沉降罐稳态-瞬态传热温度场分析三维有限元耦合模型,对污水沉降罐和伴热盘管全运行过程传热特性进行分析,得到沉降罐与伴热盘管的温度分布。结果显示:在收油过程中,各圈盘管温度由进水侧向出水侧逐渐降低,盘管环向温降在0.1℃/m左右,盘管同一角度径向温降在每圈1℃左右;通过研究不同影响因素可知,进口温度、环境温度的升高以及盘管直径的增大都能有效提高伴热盘管传热特性,而保温层厚度的增大和进口流速的提高对伴热盘管传热特性影响很小,影响因素敏感程度排序为进口温度>环境温度>盘管直径>保温层厚度>进口流速。

GIS隔离开关方式1试验中断口对地击穿时光电暂态过程监测与分析

开合短母线(方式1)试验是考核GIS隔离开关断口动态电气性能的重要试验。由于动静触头结构设计不合理,将直接导致GIS隔离开关在分合闸时,在断口处发生对地击穿。文中为确定GIS隔离开关试品在方式1试验中发生对地击穿的有效判据,构建了光电暂态全过程监测系统,包括GIS超宽频VFTO和外壳暂态地电位测试系统,以及高性能高速摄像机。GIS隔离开关方式1合闸过程中断口发生对地击穿时,文中采用高速摄像机同时记录下断口击穿电弧和动触头对地击穿电弧的形态,直接证实试品发生了对地击穿。通过隔离开关正常和异常合闸过程中电压监测数据的对比分析,发现GIS隔离开关合闸发生对地击穿时,AC侧电压的测试值跌落至0 kV,而后又恢复至试验电压,DC侧电压测试值跌落0 kV。而且导致合闸过程中前两次预击穿间隔时间从数十ms增大至200 ms以上,断口对地击穿造成的电压跌落时间约100 ns。此外发现当隔离开关合闸发生对地击穿时,GIS外壳暂态电位信号将在2 ms内将出现瞬时频率更高的新分量,持续近1 ms。通过文中的试验研究,形成了隔离开关方式1试验中试品发生对地击穿的有效判据,有助于GIS隔离开关的性能考核。

电力系统全过程动态(机电暂态-中长期动态)仿真切换判据研究

论述了电力系统全过程动态(机电暂态-中长期动态)仿真的模型和仿真方法基本思想,以及两种模型切换的原理及判据,并以IEEE 5机14节点系统为例,以全时域仿真结果为准绳,将全过程仿真与全时域仿真结果进行对比,发现在某些扰动的情况下,全过程动态中机电暂态与中长期动态的切换会导致系统中离散元件发生严重的误动作,证实了现有的机电暂态与中长期动态的切换判据具有局限性。