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同步电机场路耦合端点量迭代新算法

中国电机工程学报 2009年第30期29卷 63-69页

作者：晁晖李志强罗应立刘晓芳赵海森中国电力科学研究院北京市海淀区100085 华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

利用稳态有限元法研究同步发电机非线性特征问题时,不可避免会遇到端点量的迭代。传统的端点量迭代法与磁场非线性迭代之间存在一种复杂的嵌套关系,这使得端点量迭代效率较低且大功角稳态工况下收敛困难。为此,以汽轮发电机为例,建立了... 详细信息

利用稳态有限元法研究同步发电机非线性特征问题时,不可避免会遇到端点量的迭代。传统的端点量迭代法与磁场非线性迭代之间存在一种复杂的嵌套关系,这使得端点量迭代效率较低且大功角稳态工况下收敛困难。为此,以汽轮发电机为例,建立了包含磁场方程与外部电路方程的场路耦合非线性方程组。利用牛拉法对方程组求解,实现了磁场非线性迭代和端点量迭代的统一,使迭代次数大幅减少。实例计算表明,场路耦合端点量迭代法能改善大功角稳态工况下算法的收敛性,并使计算时间缩短了80%以上。

关键词：有限元法同步电机端点量迭代场路耦合

电力线双向工频通信信号传输特性的仿真及现场应用研究

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电网技术 2011年第4期35卷 187-193页

作者：卢文冰罗应立闫迎毕晓伟李鹏飞华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

为寻找适应复杂信道环境的双向工频通信解调方法,结合系统电压相位分析了工频调制信号的时域特征,进而采用时频分析方法研究工频调制信号的幅度衰减和时延情况;通过仿真分析并结合电网现场测试发现,以本地电压过零为基准进行的传统解调... 详细信息

为寻找适应复杂信道环境的双向工频通信解调方法,结合系统电压相位分析了工频调制信号的时域特征,进而采用时频分析方法研究工频调制信号的幅度衰减和时延情况;通过仿真分析并结合电网现场测试发现,以本地电压过零为基准进行的传统解调方式存在缺陷,除了电网干扰外,信号收发端电压相位差会导致解调时域出现偏差从而降低通信性能,而电压相位差与线路阻抗、负载、变压器连接方式等多种因素有关,无法事先确定。基于此,提出了改进工频通信性能的解调新方法,发送端增加基于伪随机序列编码的同步信息,接收端根据同步信息中工频调制信号的能量分布情况确定调制信号的实际时域,这样工频通信的解调就能够自适应收发端电压相位差从而提高通信性能,新方法的有效性通过现场规模化试验得到了证明。

关键词：双向工频通信系统配电网传输模型时频分析电压相位差

发电机故障诊断中不同运行条件下定子绕组温度标准值的确定

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中国电机工程学报 2001年第8期21卷 79-83页

作者：蒲莹史家燕罗应立叶新福杨奇逊华北电力大学电力工程系北京100085 北京伏安基业电气技术有限公司北京100085 上海外高桥发电厂上海200137

状态监测和早期故障诊断对大型发电机的安全、经济运行具有非常重要的作用。定子温度类故障是发电机故障中的一大类。为了给发电机定子温度类故障的早期诊断提供判据 ,该文对水氢氢冷却的汽轮发电机定子绕组温度在不同运行工况下标准... 详细信息

状态监测和早期故障诊断对大型发电机的安全、经济运行具有非常重要的作用。定子温度类故障是发电机故障中的一大类。为了给发电机定子温度类故障的早期诊断提供判据 ,该文对水氢氢冷却的汽轮发电机定子绕组温度在不同运行工况下标准值的计算方法进行了研究。先从理论上建立了各线圈出口水温度和线棒槽内检温计温度与发电机结构和运行参数之间的统一模型 ,然后以正常运行时不同稳定工况下的大量实际数据为基础 ,分别用人工神经网络(ANN)和最小二乘法对模型进行了辨识。通过与实测数据的对比 ,用人工神经网络计算的最大误差小于 1℃ ,而最小二乘法的误差也不超过 2℃。

关键词：汽轮发电机故障诊断定子绕组温度标准值人工神经网络

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多端电压源型直流系统的功率协调控制技术

电力自动化设备 2014年第9期34卷 130-136页

作者：付媛王毅张祥宇罗应立华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室河北保定071003

为维持扰动后多端电压源型直流系统内功率平衡及各端电网的电能质量,定义自由运行、下垂运行和限流运行3种运行模式。根据直流电压-有功及有功-频率调节特性,分别提出在不同运行模式下采用相应的功率协调控制策略,使系统内各端换流站能... 详细信息

为维持扰动后多端电压源型直流系统内功率平衡及各端电网的电能质量,定义自由运行、下垂运行和限流运行3种运行模式。根据直流电压-有功及有功-频率调节特性,分别提出在不同运行模式下采用相应的功率协调控制策略,使系统内各端换流站能够共同参与功率协调,增强系统对有功扰动的承受能力。通过对含风电的多端电压源型直流系统的仿真分析表明,所提出的3种运行模式以及有功协调控制策略有助于系统遭受扰动后有功功率恢复平衡,提高系统运行的稳定性。

关键词：多端直流直流输电协调控制功率控制稳定性控制风电

计及双因素非线性影响的汽轮发电机同步电抗的计算方法

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中国电机工程学报 2014年第33期34卷 5941-5947页

作者：康锦萍徐英辉刘晓芳杨娅萍罗应立华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 中国电力科学研究院计量研究所北京市海淀区100192

汽轮发电机不同负载运行条件下的气隙电势与合成磁势的关系是与空载特性之间存在明显差异的一个曲线族。这种差异主要是由磁路饱和与磁场畸变双因素非线性共同作用引起的。该文以有限元方法为工具,研究不同功角时计及双因素非线性的定... 详细信息

汽轮发电机不同负载运行条件下的气隙电势与合成磁势的关系是与空载特性之间存在明显差异的一个曲线族。这种差异主要是由磁路饱和与磁场畸变双因素非线性共同作用引起的。该文以有限元方法为工具,研究不同功角时计及双因素非线性的定子绕组电感系数随转子角变化的特点,并比较分析其与不计饱和值之间的差异。提出一种通过寻求随转子角变化的定子电感矩阵的特征值来获取同步电抗的方法,该方法不仅能考虑双因素非线性和转子的运动,还能充分考虑定子电感系数的特点。用该方法计算的同步电抗都比制造厂给出的参数要小。计算定子电流的实例研究表明,用计及双因素非线性的同步电抗的计算结果与直接采用有限元方法的计算结果更接近。

关键词：汽轮发电机同步电抗双因素非线性定子电感系数

自起动永磁同步电机起动过程退磁磁场的计算与分析

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中国电机工程学报 2011年第15期31卷 53-60页

作者：卢伟甫刘明基罗应立张健华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

自起动永磁电机起动过程中的退磁磁场可能导致永磁体的不可逆退磁。为分析退磁磁场产生的原因,建立了计及饱和、涡流等多种因素影响的自起动永磁同步电机起动过程退磁磁场的时步有限元模型,并分项计算了永磁体作用、鼠笼异步电机效应及... 详细信息

自起动永磁电机起动过程中的退磁磁场可能导致永磁体的不可逆退磁。为分析退磁磁场产生的原因,建立了计及饱和、涡流等多种因素影响的自起动永磁同步电机起动过程退磁磁场的时步有限元模型,并分项计算了永磁体作用、鼠笼异步电机效应及变频永磁发电机效应的影响。计算结果表明,重载起动时,从低速开始,永磁体内就出现波动变化的退磁磁场,并在接近同步速时退磁效应最明显;而空载起动时,退磁磁场仅波动一次,并在0.5倍同步速附近出现较强的退磁效应。由理论分析可知,在转速较低时,永磁体就存在退磁效应,其磁密呈波动变化的根本原因在于鼠笼异步电机效应与变频发电机效应的共同作用。算例计算结果验证了理论分析的正确性。最后通过实验验证了所提有限元计算方法的有效性。

关键词：自起动永磁同步电机退磁磁场起动过程时步有限元法发电机效应

考虑交叉饱和影响的永磁同步电机稳态参数有限元分析

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中国电机工程学报 2012年第12期32卷 104-110页

作者：李和明张健罗应立王红宇崔学深豆孝华华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 河南送变电建设公司河南省郑州市450051

针对永磁电机相关控制策略及性能计算均需要准确地得到电感和磁链等稳态参数,而它们又受交叉饱和效应影响严重,常规方法无法准确计算的问题,以有限元为工具,分析了计算永磁磁链和直轴、交轴电枢反应电感的不同方法。研究了交叉饱和效应... 详细信息

针对永磁电机相关控制策略及性能计算均需要准确地得到电感和磁链等稳态参数,而它们又受交叉饱和效应影响严重,常规方法无法准确计算的问题,以有限元为工具,分析了计算永磁磁链和直轴、交轴电枢反应电感的不同方法。研究了交叉饱和效应对永磁电机的直轴、交轴电枢反应电感的影响,提出由于交叉饱和效应导致的直轴交轴存在互感,以及直轴上的永磁磁势产生交轴磁通的问题。采用冻结单元磁导率的方法,将非线性场线性化,计算得到了稳态参数随直轴、交轴电流变化的趋势。通过对比,使用计算得到的稳态参数仿真结果和实际测试结果,在空载与负载条件下的吻合很好,证明了使用冻结磁导率法计算参数是可靠的。

关键词：永磁同步电机电枢反应电感交直轴互感永磁磁链冻结磁导率有限元

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面向用户的有杆采油系统实用仿真模型及应用

电工技术学报 2015年第6期30卷 133-141页

作者：王博赵海森罗应立李和明新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

目前有杆采油系统模型主要侧重于机械环节抽油杆行为预测及抽油机结构优化,无法对抽油机电机电气能耗状况及节能潜力进行准确分析。针对这一问题,以一台Y2—280S—8、37k W异步电机驱动的CYJ10型游梁式抽油机为例,建立了计及电机磁路饱... 详细信息

目前有杆采油系统模型主要侧重于机械环节抽油杆行为预测及抽油机结构优化,无法对抽油机电机电气能耗状况及节能潜力进行准确分析。针对这一问题,以一台Y2—280S—8、37k W异步电机驱动的CYJ10型游梁式抽油机为例,建立了计及电机磁路饱和与抽油杆波动的有杆采油系统实用仿真模型;并利用上述模型对抽油机不同运行条件下系统能耗状况进行了对比分析。进一步针对当前油田普遍存在的供电线路长、动液面大小不一等特点,在不过多追加投资及更换设备前提下,对系统节能潜力进行了分析。结果表明:通过改变配电变压器分接开关位置,系统可节电2.5%;按照行标SYT5264将抽油机平衡度调至95%左右,系统仍有一定节电空间;若辅以传统星角转换及无功补偿等节能技术,系统综合节电率可达16.8%。通过与常规井实测数据对比,验证了所建模型的有效性与正确性。

关键词：游梁式抽油机波动方程损耗模型节能潜力

高压固态切换开关在切换不同属性负载时的残压研究

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中国电机工程学报 2013年第15期33卷 164-172,2页

作者：李卫国罗应立邱宇峰崔学深新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 国网智能电网研究院北京市昌平区102206

目前,高压固态切换开关(solid-state transfer switch,SSTS)切换延时为半个周波左右,由于存在切换延时,所以对SSTS在备用电源投入时刻的系统残压情况进行研究非常关键。只有判别出切换延时期间内系统残压大小、形状、频率和衰减时间常数... 详细信息

目前,高压固态切换开关(solid-state transfer switch,SSTS)切换延时为半个周波左右,由于存在切换延时,所以对SSTS在备用电源投入时刻的系统残压情况进行研究非常关键。只有判别出切换延时期间内系统残压大小、形状、频率和衰减时间常数,才能制定出快速切换的控制参数,实现抑制切换冲击电流和提高快速切换成功率的目的。快速切换系统残压情况与负载性质和SSTS本体设计密切相关,因此,该文以SSTS快速切换变压器带容性负载、感应电动机负载以及空载为模型,分析以下两种开断故障电源方式下系统残压特性:1)负载电流由真空开关至晶闸管阀体转移成功,从而实现由晶闸管电流过零切除故障电源;2)负载电流由开关至晶闸管阀体转移失败,造成真空开关截流开断故障电源。利用仿真和现场录波波形予以验证,从而为SSTS快速切换不同负载控制参数设计提供理论依据。

关键词：固态切换开关残压感应电机电容器变压器真空开关晶闸管阀