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大电机启动引起的电压暂降机理及影响因素量化分析

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电源学报 2024年

作者：方正黄云辉席云烽唐金锐王栋周克亮武汉理工大学自动化学院

为解决大容量电机启动导致的区域电网安全稳定问题，本文研究了大电机启动引起电压暂降机理及影响因素。首先，详细分析了大电机启动的动态过程以及引起的电压暂降机理，并采用评估指标对电压暂降严重程度进行定量刻画。然后，以某石化... 详细信息

为解决大容量电机启动导致的区域电网安全稳定问题，本文研究了大电机启动引起电压暂降机理及影响因素。首先，详细分析了大电机启动的动态过程以及引起的电压暂降机理，并采用评估指标对电压暂降严重程度进行定量刻画。然后，以某石化企业区域电网大电机启动为例，建立了基于ETAP的时域模型，对大电机启动引起电压暂降理论分析进行了验证。最后，对大电机启动引起电压暂降的影响因素进行了量化分析，研究了启动变压器容量和电网强度对电压暂降的影响规律，并对比分析了不同组合多台电机叠加启动和不同启动方式下的电压暂降指标。研究结果为降低大容量电机启动导致的电压暂降事故风险提供了理论依据。

关键词：电能质量电机启动电压暂降评估指标启动方式多电机叠加启动

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构网型变流器功率同步控制稳定性机理分析

电力系统自动化 2024年

作者：方正黄云辉严文博王栋唐金锐周克亮水路交通控制全国重点实验室(武汉理工大学) 武汉理工大学自动化学院

构网型变流器具有“主动构网”能力，可以为电网提供阻尼和频率支撑，然而在低阻抗电网下存在稳定性问题。为了研究低阻抗下构网型变流器功率同步控制稳定性机理，首先，建立了体现功率同步动态特性的构网型变流器接入交流电网小信号模... 详细信息

构网型变流器具有“主动构网”能力，可以为电网提供阻尼和频率支撑，然而在低阻抗电网下存在稳定性问题。为了研究低阻抗下构网型变流器功率同步控制稳定性机理，首先，建立了体现功率同步动态特性的构网型变流器接入交流电网小信号模型。然后，以功率同步控制为主体，在牛顿动力学体系框架内，建立了构网型变流器接入低阻抗电网的动力学模型，将功率的偏移量分解为同步分量和阻尼分量用以表征功率同步控制的稳定性。继而，结合模态分析和动力学特性分析，通过研究特征根轨迹和参与因子曲线，以及阻尼分量和同步分量的变化，分析了电网强度和控制参数等对功率同步控制的影响规律，揭示其内在机理。最后，通过构网型变流器接入电网的仿真模型验证了结论的准确性。

关键词：构网型变流器功率同步控制小信号稳定性动力学特性

基于多维时频特征的新型配电系统单相接地故障定位方法

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高电压技术 2024年

作者：鲁晓天唐金锐尹昕黄云辉周克亮袁成清武汉理工大学自动化学院水路交通控制全国重点实验室武汉理工大学交通与物流工程学院

新型配电系统柔性消弧装置及定位技术均需充分挖掘相电流暂态特征来实现选相、选线和故障定位。针对此问题，对新型配电系统单相接地故障相电流暂态分布特性进行分析，提出了一种基于相电流多维时频分布特征差异的新型配电系统单相接地... 详细信息

新型配电系统柔性消弧装置及定位技术均需充分挖掘相电流暂态特征来实现选相、选线和故障定位。针对此问题，对新型配电系统单相接地故障相电流暂态分布特性进行分析，提出了一种基于相电流多维时频分布特征差异的新型配电系统单相接地故障定位新方法。依据故障相电流故障暂态量与非故障相电流故障暂态量的差异性，通过灰色关联度算法完成故障选相；对各出线始端监测点以及疑似故障馈线分支监测点的相电流暂态波形进行26维多维时频特征的提取，通过经方差优化的t-分布近邻嵌入算法（variance-optimized t-distributed stochastic neighbor embedding，VTSNE）进行筛选和降维，并对处理后的特征数据进行基于密度的有噪空间聚类算法（density-based special clustering of application with noise， DBSCAN）聚类完成故障选线和故障区段定位。该方法在某绿色港口10kV新型配电系统模型中得到验证，在不同故障初相角、不同过渡电阻等故障场景下均可准确可靠定位故障位置，对采样同步精度及采样率要求低，易于工程实现。

关键词：新型配电系统故障定位多维时频特征 t-SNE降维 DBSCAN聚类

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载人月球探测混合云架构体系仿真系统研究

宇航学报 2024年第1期45卷 21-34页

作者：赵毓王慎泉王平黄震周克亮张琦北京空间飞行器总体设计部北京100094 中国航天员科研训练中心北京100094 广东航宇卫星科技有限公司汕头515041 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

针对载人月球探测工程任务需求,设计了一种基于混合云架构的体系仿真系统,实现了辅助设计、方案验证和协助任务等功能应用。分别从任务设计和应用模式角度分析了体系仿真系统功能需求;根据需求给出体系仿真系统总体架构,采用仿真平台和... 详细信息

针对载人月球探测工程任务需求,设计了一种基于混合云架构的体系仿真系统,实现了辅助设计、方案验证和协助任务等功能应用。分别从任务设计和应用模式角度分析了体系仿真系统功能需求;根据需求给出体系仿真系统总体架构,采用仿真平台和仿真支持库统筹建设的方式,完成了系统开发与集成;提出了针对体系仿真系统建设涉及的体系建模、任务规划、推演展示、效能评估和系统联动与扩展关键技术实现方案;应用该系统实现了对典型载人月面活动场景的仿真,得到了关键参数模拟推演结果,验证了体系仿真系统各项功能有效性和正确性;最后给出了思考和展望。该体系仿真系统可支撑未来载人月球探测相关任务开展发展论证和综合评估验证,能够为同类系统开发提供方案参考。

关键词：载人航天月球探测任务体系仿真系统混合云

基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器稳定性优化研究

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储能科学与技术 2024年第5期13卷 1532-1541页

作者：严文博黄云辉王栋唐金锐周克亮水路交通控制全国重点实验室(武汉理工大学) 湖北武汉430070

构网型储能变流器作为高比例新能源接入电网的关键设备在强电网下存在稳定性问题。针对此问题,本工作提出一种基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器稳定性优化方法。首先,建立构网型储能变流器状态空间小信号模型,利用特征根分析法... 详细信息

构网型储能变流器作为高比例新能源接入电网的关键设备在强电网下存在稳定性问题。针对此问题,本工作提出一种基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器稳定性优化方法。首先,建立构网型储能变流器状态空间小信号模型,利用特征根分析法得出构网型储能变流器强电网下稳定性变差甚至振荡失稳的结论。然后,提出基于虚拟母线电压控制的稳定性优化方法,通过改变有功功率环跟踪电网电压相位的位置等效提高电网阻抗,从而提高强电网下构网型储能变流器系统并网的稳定性。接着,分析不同工况下加入虚拟母线电压控制前后系统的特征根变化趋势和稳定性提升效果,同时也分析了虚拟母线电压控制参数中补偿系数k和时间常数t对稳定性的影响并给出一般参数设计范围。最后,在MATLAB/Simulink中搭建构网型储能变流器并网模型进行时域验证,进一步搭建硬件在环实验平台进行半实物验证,验证结果表明基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器在强电网下的稳定性明显提高。

关键词：构网型储能小信号稳定性虚拟母线电压控制稳定性优化

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基于有源阻尼控制的区域电网新能源基地次同步振荡抑制的研究

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智慧电力 2024年第4期52卷 85-90,115页

作者：赵鹏黄云辉王栋唐金锐周克亮肖厦颖武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070 湖北省电力规划设计研究院有限公司湖北武汉430040

近年来,由于大规模新能源基地不断接入电网,导致系统转动惯量降低,产生次同步振荡问题。为此,提出了基于有源阻尼的新能源基地次同步振荡抑制策略。该控制策略将有源阻尼控制器附加于新能源并网装置的有功功率环上,通过采集电网频率,实... 详细信息

近年来,由于大规模新能源基地不断接入电网,导致系统转动惯量降低,产生次同步振荡问题。为此,提出了基于有源阻尼的新能源基地次同步振荡抑制策略。该控制策略将有源阻尼控制器附加于新能源并网装置的有功功率环上,通过采集电网频率,实现对振荡频段内的输出信号进行幅值和相位校正,改善系统的次同步阻尼特性,提高系统稳定性。在此基础上对有源阻尼控制器参数进行优化设计,并通过特征根分析法和Prony算法进行验证。最后,以某市区域电网为例进行仿真分析,当该电网出现次同步振荡后,在新能源基地上附加有源阻尼控制,可以快速抑制次同步振荡,提升系统阻尼,验证了有源阻尼控制的适用性和有效性。

关键词：新能源有源阻尼控制次同步振荡

基于神经网络的船舶综合电力系统负荷组合预测研究

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舰船科学技术 2024年第7期46卷 112-120页

作者：严文博黄云辉熊斌宇唐金锐王栋周克亮武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070

随着纯电动船舶的高速发展,其用电负荷在电力市场交易中的影响日渐突出,为此该文提出一种船舶综合电力系统负荷神经网络组合预测方法,旨在提高预测精度。首先,分析纯电动船舶综合电力系统在多种工况下的负荷特性。然后,研究基于典型神... 详细信息

随着纯电动船舶的高速发展,其用电负荷在电力市场交易中的影响日渐突出,为此该文提出一种船舶综合电力系统负荷神经网络组合预测方法,旨在提高预测精度。首先,分析纯电动船舶综合电力系统在多种工况下的负荷特性。然后,研究基于典型神经网络的船舶综合电力系统负荷预测方法,揭示其在复杂工况下预测的局限性。针对以上问题,提出了基于BP和RBF神经网络相结合的船舶综合电力系统负荷组合预测方法。此组合预测方法集合了BP和RBF神经网络模型的优势,提高了预测模型的泛化能力和容错率。最后,以江苏某纯电动船舶为实际算例,针对复杂工况下的船舶综合电力系统负荷进行对比预测。结果表明,所提方法与单一预测算法相比,预测精度从96.63%提高至98.98%。

关键词：船舶电力系统负荷预测 BP神经网络 RBF神经网络

非线性环路补偿的交错并联BUCK变换器数字控制策略研究

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湖南文理学院学报（自然科学版） 2024年第2期36卷 27-32,44页

作者：王重周克亮吴琼刘东南武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070 武汉麦格米特电气有限公司湖北武汉430000 湖南工业大学理学院湖南株洲412007

针对氢能燃料电池输出低电压、大电流,不能适用通讯基站电源的问题,设计了一种电力电子交错并联BUCK变换器,同时提出了一种非线性环路补偿的数字控制策略。文中采用两个BUCK电路并联,控制信号为180°两相交错脉冲宽度控制,采用小信号模... 详细信息

针对氢能燃料电池输出低电压、大电流,不能适用通讯基站电源的问题,设计了一种电力电子交错并联BUCK变换器,同时提出了一种非线性环路补偿的数字控制策略。文中采用两个BUCK电路并联,控制信号为180°两相交错脉冲宽度控制,采用小信号模型建立了电压环、电流环数学模型,控制策略采用电流内环、电压外环双闭环控制。为了控制快准稳,分别对两环路控制策略补偿校正设计,通过环路补偿数字控制策略搭建交错并联BUCK变换器simulink模型,仿真结果表明变换器在输入范围下实现了48 V直流稳定输出,验证了本研究的有效性。

关键词：小信号模型环路补偿交错并联数字控制策略

非理想电网下并网变换器频率自适应特定次谐波重复控制策略

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电源学报 2023年

作者：胡立聪卢闻州王尉周克亮周小期江南大学物联网工程学院国网吉林省电力有限公司延边供电公司变电运检中心武汉理工大学自动化学院

电力系统在各种新能源接入的背景下，网侧存在频率波动的非理想状态，固定参数下传统重复控制器会使并网变换器的并网电流质量严重下降，提高非理想电网下并网变换器的频率自适应能力尤为重要。对此，提出一种频率自适应特定次谐波重复... 详细信息

电力系统在各种新能源接入的背景下，网侧存在频率波动的非理想状态，固定参数下传统重复控制器会使并网变换器的并网电流质量严重下降，提高非理想电网下并网变换器的频率自适应能力尤为重要。对此，提出一种频率自适应特定次谐波重复控制器(FSA-SHRC)，通过内模与无限脉冲滤波器(IIR)的结合，能够实现对于基频波动带来参数变换部分的精确近似和补偿。相较于常规重复控制器(CRC),FSASHRC在结构上具有内模所需内存单元小的优点，在性能上具有误差收敛速度快、精度高的优势，在基频波动时能够在线地调节IIR的系数，具有一定的频率自适应性能。将FSA-SHRC应用到三相并网逆变控制系统中，验证了理论的优越性以及在非理想电网条件下的适应性。

关键词：重复控制(RC) 频率自适应性误差收敛速度 IIR滤波器并网变换器脉宽调制(PWM)