感应发电机接入配电网的不对称短路电流峰值评估

短路电流计算是分布式发电接入配电网规划和保护的基础。研究了感应发电机(IG)的不对称故障暂态特性,推导配电网不对称故障时IG定子短路电流的解析式。由于配电网不同位置发生短路故障时,故障瞬间电压相位变化和发电机转速在故障过程中快速上升,都将对IG注入电网的短路电流产生影响。在计及配电网不对称故障后IG转子转速变化的同时,利用转子运动方程和正负序静态等值电路,得到了估计电网发生故障后IG的短路冲击电流算法,最后利用电磁暂态分析软件中IG的5阶动态模型仿真验证该方法的正确性。

光伏发电系统不对称故障功率控制

研究电网不对称故障下光伏逆变器的瞬时输出功率特性,结合指令电流的总谐波畸变率的解析推导,提出光伏发电的功率控制算法。考虑光伏逆变器输出电流谐波畸变率限值约束,以有功和无功功率波动的综合幅值最小为目标,建立光伏发电功率控制参数的优化模型。基于无差拍电流跟踪建立光伏发电系统整体模型,利用PSCAD/EMTDC仿真平台验证了该控制策略的可行性。

一种新型ZVT PWM Buck变换器仿真研究

介绍了一种新型零电压转换(Zero Voltage Transition,简称ZVT)脉宽调制(Pulse Width Modulated,简称PWM)Buck变换器,该Buck变换器能在整个周期范围内实现主开关管的零电压开关(ZVS)、辅助开关管的零电流开关(ZCS)和所有无源功率器件的零电压开关(ZVS);相对于硬开关Buck变换器,该新型Buck变换器的主开关和辅助开关的电压电流应力都很小.详细分析了该变换器的工作原理,并通过仿真验证了该电路的可行性.

继电保护电流测量回路极性检测方法

基于电流原理的继电保护是电力系统应用最广泛的主保护装置,其测量回路异常将直接导致保护设备误动或拒动,是电力系统应尽量预防的高风险事故。极性是保护二次系统电流测量回路的重要特征,但其现有检测方法仍较繁琐复杂,而且常常出现错检漏检事件,从而严重影响电力系统的安全性和可靠性。因此,有必要研究更为简易可靠的极性检测措施以确保电流测量回路极性的正确性。为此该文定义了广义变比,建立了继电保护电流测量回路极性辨识模型,分析了测量回路综合误差对极性监测的影响,并得到了测量回路极性故障判据。仿真分析验证了该方法的有效性。

无线传感器网络下的并行粒子滤波目标跟踪算法

针对无线传感器网络环境下目标跟踪问题,提出一种基于分布式并行粒子滤波的目标跟踪方法。在建立了网络动态分簇模型和目标运动模型的基础上,将并行粒子滤波算法应用于动态目标进行跟踪。算法通过多个感知节点并行的运行局部粒子滤波器,得到每个节点对目标状态的估计,动态成簇的簇头节点对簇内每个节点的信息进行融合,形成动态目标的状态估计,提高了目标跟踪的精度。同时通过动态簇头之间的目标状态信息的交换,实现了运动目标的动态连续跟踪。仿真结果表明,算法实现了运动目标协作跟踪,与集中式结构目标跟踪相比,跟踪精度提高了30%。

抗不良杠杆量测的稳定收敛状态估计方法

不良杠杆量测使得传统的含有不良数据辨识的状态估计方法失效,严重降低了状态估计的精度,为了能够自动排除不良杠杆量测的干扰,同时保证状态估计计算的数值稳定性和收敛性,提出了抗不良杠杆量测的稳定收敛状态估计方法。在利用等价权原理并统一量测残差尺度的基础上,提出了采用标准化残差的指数型权函数,并基于此得到抗差状态估计模型。该模型能够根据量测残差自动修正量测权重,具有较强地抵抗不良杠杆量测的能力,能有效保证算法的数值稳定性和收敛速度。分别采用3节点和IEEE118节点算例对该方法的特点进行了验证。

考虑单位长度参数变量的线路参数估计方法

高压线路的电阻、电抗和对地电纳在数值上差别很大,常规参数估计方法将其作为独立变量分别估计,导致电阻、电抗和对地电纳的估计值误差不一致,其中小阻抗的误差常常很大。针对上述问题,提出了一种基于单位长度参数和长度的线路参数估计新模型。其中,状态变量为线路两端的多时段电压幅值与相角,参数变量为线路的单位长度参数和长度。由于引入了长度作为电阻、电抗和对地电纳的公共变量,突出了线路参数整体对潮流状态的影响,因而新模型可以保证线路参数估计值误差的一致性,避免了常规模型中小阻抗大误差的问题。另外,还提出了参数估计的混沌量子免疫算法,其具有全局寻优能力强,算法稳定的优点。算例结果验证了模型与算法的有效性。

混合直流输电直流侧谐波分析及滤波器设计

为评估混合直流输电直流侧电压质量,解析其谐波成分和幅值计算等效电路,该文采用平均开关状态法分析MMC,调制理论分析LCC产生的谐波,推导各次谐波的幅值计算表达式,简化等效电路。在此基础上,分析了LC滤波后的波形和谐波成分,在交流侧三相不平衡度较大时,LC滤波器平抑低频谐波效果差;为抑制因三相不平衡引起的直流侧低频脉动,设计了两种3阶低通滤波器,并对比了它们与LC滤波器在滤波效果和动态响应时间上的差别,结果表明巴特沃斯滤波器的指标最佳。利用MATLAB/Simulink软件建立了混合直流输电模型,仿真结果显示所推导的谐波幅值计算表达式和等效电路能正确反映直流侧的谐波特征,所设计的滤波器能更好地消除低频谐波。

基于改进Zernike矩的玻璃瓶亚像素边缘检测算法

图像的边缘检测精度决定了实际尺寸的测量精度,为了提高测量精度,提出了一种基于改进的Zernike矩的测量玻璃瓶实际尺寸的算法。将传统的Zernnike矩算法与Otsu自适应阈值法相结合,得到改进的快速算法;利用该快速算法对采集的玻璃瓶图像进行亚像素级边缘检测;运用最小二乘法根据亚像素坐标对瓶口与瓶底所形成的椭圆进行拟合;应用标准块规对系统进行标定并得到玻璃瓶实际的测量尺寸。实验结果表明,该方法不仅可使边缘检测达到亚像素级精度,还避免了人工反复选择阈值而造成的低效率与误判,实现了快速、准确、无接触测量实际尺寸的功能。

考虑元件特性与物理约束的静态等值方法

在难以获得外网实时同步信息,但又必须考虑外网对内网的影响时,采用基于边界处实时状态信息的非拓扑静态等值方法成为解决上述问题的有效途径。该文针对单端口互联电网提出考虑外网元件特性与参数物理约束的静态等值方法,外网对内网电压和功率的支撑作用通过外网中各元件的特性实现。因此,首先将外网主要元件特性尽可能全面地通过合理的等值参数保留在外网等值电路中,提出基于外网元件特性的单端口等值电路;然后,基于该等值电路和边界节点处的多时段实时状态信息建立量测方程,并在分析等值电路参数物理意义的基础上提出带约束的静态等值优化模型。在新英格兰39节点系统中验证了该方法所计算的等值参数符合实际物理意义,且能较大程度地提高静态安全分析精度。

发电机定子单相接地多回路模型的编程应用

为了实现发电机定子单相接地多回路仿真模型的编程应用,利用修正的Calahan算法计算数学模型中的刚性状态方程。针对模型中时变电感矩阵难以求解的问题,结合运用MATLAB三维矩阵思想,运用修正的Calahan算法对单个时间点进行运算加以解决。用该方法编程分别对一台12kW同步发电机进行空载接地仿真,对一台30kVA凸极同步发电机进行并网单相接地编程仿真。仿真结果与试验数据对比结果表明采用该方法对仿真模型编程实现是可行的,从而方便了多回路仿真模型在本研究领域的应用。