电机传动系统的不规则运动和混沌现象初探

指出电机传动系统混沌现象是客观存在的事实 ,探讨混沌现象是研究其不规则运动的有效途径之一。为此 ,分析了可能导致电机传动系统混沌现象或运动的主要影响因素 。

含快速切负荷功能火电机组的电力系统黑启动策略

具有快速切负荷(FCB)功能使得火电机组在电网崩溃时能够维持厂用电并保持孤岛运行,在系统恢复时可以作为黑启动电源。分析了FCB机组在系统恢复阶段的稳态过程,建立了相应的稳态模型;以系统发电容量最大为优化目标,考虑机组自身约束,从物理本质出发提出一种改进面积法,快速求得优化的机组启动顺序;在此基础上,考虑支路充电时间约束,结合最短路径算法对机组启动顺序进行修正,得到机组启动路径。通过新英格兰10机39节点系统算例和某地区实际系统算例,验证了所建立模型和所提出方法的有效性。算例结果表明,FCB机组有利于加快系统恢复进程。

多代理系统及其在电力系统中的应用

多代理技术 ( multi- agent technology)是计算机技术、网络技术和分布式人工智能相结合的产物 ,是近年来新兴的计算机软件工程技术之一。它为大量存在于科学计算、机械工程、生产控制、电子商务、企业管理和电力系统等广阔领域的复杂的分布式、开放式系统的设计和实现提供了新的途径和方法。文中对多代理技术的特征 ,相关的技术以及目前在电力系统计算和设计、电力市场及其仿真等方面的应用做了概要介绍。在其他方面的应用 ,如经济学领域 。

智能电网技术体系探讨

电网智能化是促进可再生能源发展、实现节能减排的重要手段。随着电力电子、IT、通信等技术的不断发展,智能电网将成为电力工业的重要发展方向。文章首先论证发展智能电网的必要性;介绍智能电网的性能要求,包括:自治和自愈能力、防御能力、电网兼容性、高效运营和管理、优质和友好性、电力交易的方便性。指出智能电网的实现需要加强基础技术和功能实现2方面的研发:基础技术主要包括电力设备、量测和通信设备、信息管理系统、决策与控制理论4个方面;功能实现则主要包括智能控制中心、智能变电站、智能线路、智能保护系统、智能需求侧管理5个方面。最后从电网性能、经济效益、社会效益3方面简要论述智能电网的绩效评价体系。上述问题的解决将有助于对智能电网的深入研究和应用。

在多种交易模式共存的电力市场中确定输电系统使用费的一种实用方法

在多种交易模式(联营体交易,双边交易,多边交易)共存的电力市场中,如何公平合理地分摊对输电网的使用费是一个尚未很好解决的困难问题,作者提出了一种实用的方法。以直流潮流模型为基础,首先根据发电转移分配因子(GSDF)计算各个合同交易应该承担的输电网的使用费,然后分别用顺流跟踪法和逆流跟踪法将由此确定的每个交易应该承担的总的使用费分摊到参与该交易的各个发电公司和负荷。这就综合了GSDF方法和潮流跟踪方法的优点,概念清晰,计算速度快,并且可以应用于存在多种电力交易的电力市场,以及互联的多区域与分层电力市场。

广域测量系统在电力系统分析及控制中的应用综述

综述了广域测量系统(Wide-Area Measurement System,WAMS)在电力系统稳态分析、全网动态过程记录和事后分析、电力系统动态模型辨识和模型校正、暂态稳定预测及控制、电压和频率稳定监视及控制、低频振荡分析及抑制、全局反馈控制、故障定位及线路参数测量等方面的应用。通过这些应用可以看到,WAMS给电力系统分析与控制提供了新的视角和解决方法,值得深入研究。

聚磁式场调制永磁风力发电机工作原理与静态特性

提出一种新型聚磁式场调制永磁(Flux-Concentrating Field-Modulated PermanentMagnet,FCFMPM)电机,该电机外转子采用聚磁式永磁体结构改善气隙磁通密度,定子采用开口槽结构提高空间利用率。基于磁齿轮效应,定子齿对转子永磁磁场进行调制,产生极对数少、运行速度快的谐波磁场,由该谐波磁场作为有效励磁的FCFMPM电机具有低速、大转矩密度的特点。在深入分析电机工作原理的基础上,运用二维有限元方法计算了其静态特性,包括空载永磁磁链、空载感应电动势、电感、定位力矩和电磁转矩等。研制了一台5k W实验样机,并与商业化小型永磁直驱风力发电机做比较。仿真和实验结果表明,所提电机具有转矩密度大、定位力矩小、外特性硬等特点,特别适用于如风力发电等低速、直驱系统。

现代电力系统暂态稳定控制研究综述

现代电力系统的发展使其稳定性问题日趋重要,而暂态稳定控制又是稳定性研究的重中之重。文章简要介绍了当前电力系统的发展特点及其稳定控制的重要性,总结了近年来非线性控制技术在暂态稳定控制中的应用情况,按控制对象分类讨论了各控制对象的稳定控制研究现状,并讨论了控制的综合与协调问题,最后指出了当前稳定分析与控制研究的主要任务。

电力系统非线性鲁棒自适应分散励磁控制设计

利用反步法设计了多机电力系统中的非线性鲁棒自适应励磁控制方案,控制目标是调节发电机功角和频率至稳态运行点的极小领域,并使闭环系统对发电机阻尼系数和电抗参数的不确定性具有自适应能力,且对模型误差和外部有界干扰具备鲁棒性,同时保证各控制器是分散化和本地化的。采用4机系统进行的数字仿真结果表明,实施此方案能有效地提高发电机的功角稳定性。

双时间尺度电力系统动态模型降阶研究(一)——电力系统奇异摄动模型

电力系统是一个多时间尺度的大规模非线性系统 ,其稳定性分析非常复杂。为提高稳定计算的效率 ,对复杂的电力系统模型进行化简 ,以实现系统化降阶非常必要。文中以电力系统物理电路为基础 ,导出了一个计及电磁快动态的电力系统奇异摄动模型。推导中 ,以感应电动机并联线性阻抗为负荷模型 ,并考虑了线路充电电容与负荷补偿电容。该模型是一个标准的双时间尺度模型 。

发电系统一致性运行可靠性指标及其优化模型

通过类比金融领域中的风险价值和条件风险价值等风险度量方法,定义风险备用和条件风险备用,作为发电系统运行可靠性度量指标。建立条件风险备用最优化的普适模型。提出一个效能函数,通过对该效能函数求极大值即可获得使系统可靠性最高所对应的风险备用和条件风险备用,从而避免直接通过定义这一较繁琐的方式计算可靠性指标。以发电容量市场购电决策最优化为例建模并进行数值仿真,实验结果表明了文中所述模型的合理性和有效性。

运用动态相量法对电力电子装置建模与仿真初探

随着灵活交流输电系统 ( FACTS)元件在电力系统中的广泛应用 ,为适应针对包含电力电子器件的设备建立简单而又较准确的数学模型的需要 ,文中提出一种基于时变傅里叶级数的动态相量建模方法 ,可以适用于包含电力电子器件的元件建模。该方法通过忽略系统状态变量对应的傅里叶级数中那些不重要的项而对原系统进行简化 ,建模过程中保留可以反映模型本身特性的主要级数项 ,然后由这些保留项构成动态相量模型的状态变量。经过和详细时域模型仿真计算结果的比较 ,证明动态相量模型是准确的 。

多时间尺度电力系统的模型降阶及稳定性分析(二)电力系统的降阶与中长期失稳

从元件的基本方程出发 ,导出了电力系统的三时间尺度模型。利用慢流形和快流形的概念 ,研究了电力系统三时间尺度动态模型降阶的条件。在感应电动机并联线性阻抗的负荷模型下 ,证明了在静态稳定和暂态稳定分析中略去发电机定子绕组阻尼磁链和负荷感应电动机转子绕组磁链动态的合理性 ;证明了在静态稳定分析中固定发电机组原动机力矩的合理性 ;通过一个利用固定负荷慢动态的降阶模型判断暂态稳定性导致误判的实例 ,说明了在暂态稳定分析中随意地固定负荷慢动态是不可取的 。

双定子永磁无刷电机裂比的分析与优化

推导了双定子永磁无刷(double-stator permanent magnet brushless,DS-PMBL)电机的功率方程。基于所导出的功率方程分析了该电机在不同磁负载下的功率输出特性,从而得到了使DS-PMBL电机获得最大输出功率的最优裂比(内定子外径与外定子外径之比)的解析表达式。在此基础之上,对内外气隙功率的合理配置进行了定量分析。以一台DS-PMBL样机为例,对其裂比进行了分析与优化,以使其获得最大功率密度。有限元计算结果和样机实验验证了设计方法和理论分析的正确性。

大规模交直流系统潮流计算的实用化模型

给出了一种不发散的大规模交直流系统潮流计算的实用化模型。通过在交直流潮流方程组引入一组松弛量,将常规的潮流计算转换为松弛量平方和最小的非线性规划模型。在该模型中引入不等式约束以反映运行约束及直流控制方式。采用内点法求解该模型,减少修正方程的维数,使之与牛顿–拉夫逊潮流计算修正方程具有完全相同的维数,而且修正方程的系数矩阵具有对称正定特性。采用近似最小度(approximate minimum degree,AMD)算法与改进平方根分解法来求解修正方程以提高程序计算速度。该模型具有如下特点:无需特殊的初值计算环节;能够适应具有大量小阻抗与负阻抗支路的系统;在潮流有解、潮流无解、可行域边界附近具有良好的、一致的收敛性。在6891节点含8回高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)线路的测试系统的潮流计算中验证了所提算法的有效性和高效性。

电力系统恢复控制的机组优化启动策略

现代电力系统恢复控制中的机组优化启动问题是一个复杂的多阶段决策优化问题。从全过程最优化的角度出发进行系统建模,以恢复过程中确定时间段内系统发电功率对时间的积分最大为优化目标,同时计及各种约束条件。通过将恢复过程按时间离散化,将此连续的全过程最优化问题分解为每一时步的优化计算,每一时步的优化问题构成一个典型的"背包"问题。采用经典回溯算法逐步求解每一时步中的"背包"问题,确定每一时步启动的机组,从而形成整个恢复过程的机组优化启动策略。求解方法较好地权衡了对所求解问题的快速性和正确性要求。以改进的15机系统为例进行测试,结果表明利用所提方法确定的机组恢复顺序可以获得比传统方法更好的恢复效果。

含统一潮流控制器装置的电力系统动态混合仿真接口算法研究

提出了一种新的含UPFC装置的电力系统动态混合仿真接口算法,算法中对UPFC采用动态相量建模,对电力系统网络则采用成熟的机电暂态仿真。仿真中UPFC并联侧采用定交流母线电压控制和定直流电容电压控制,串联侧采用定线路潮流控制。文中推导了UPFC的动态相量模型,讨论了与网络机电暂态模型的接口算法。研究分析和算例仿真表明:使用动态相量建模可精确地仿真UPFC的电磁暂态(EMT)过程,且仿真速度快;文中所提混合仿真方案能保证较快的仿真速度和优良的仿真精度,具有较好的收敛性,且可用于含UPFC等FACTS装置的系统发生不对称故障时的暂态稳定分析。

非线性系统自适应控制及其在电力系统中的应用

电力系统中存在众多不确定的参数,所面临的运行条件和外界扰动复杂多变,有必要引入自适应控制理论来处理这些不确定因素。非线性系统的自适应控制与线性系统相比,在研究方法等方面都有着很大的不同,目前处在继续发展的阶段。文章首先对近十几年来非线性系统的参数自适应控制、鲁棒自适应以及智能化自适应控制做了简明的归纳,然后介绍了其中一些研究成果在电力系统稳定与控制研究中的应用,最后对全文做了总结和展望。

多馈入交直流输电系统的模糊控制器协调优化算法

设计了一套阻尼区域间功率振荡的模糊控制器。在多馈入交直流输电系统的直流功率控制系统和发电机励磁系统中同时采用了该模糊控制器,并对影响其性能的关键参数进行了协调优化。为了解决优化结果容易限于局部最优的问题,采用了遗传算法进行全局并行寻优,同时引入序优化理论在概率意义上保证优化解的质量。仿真结果表明:与常规阻尼控制器相比,模糊控制器能更好地提高交直流互联系统的动态稳定性且具有鲁棒性。序优化遗传算法比传统遗传算法具有更稳定的性能,可作为多馈入交直流输电系统的模糊控制器参数协调优化的一种有效方法。

多时间尺度电力系统的模型降阶及稳定性分析 (一)基本理论

在双时间尺度系统中 ,慢流形的存在性及其基本特征的研究为系统时间尺度分解及系统降阶提供了理论基础。但对于多时间尺度的电力系统模型降阶问题而言 ,还必须研究快流形的存在性及其基本特征 ,以给出固定系统慢动态的降阶条件。文中研究了慢流形的基本理论及略去快动态的条件 ,提出了系统快流形这一不变流形的存在性定理 ,并在系统初值落在快流形的条件下 ,实现系统的精确降阶。文中所得到的结果不仅为电力系统降阶奠定了理论基础 ,而且可以对电力系统的短期失稳与中。