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湖北工学院学报 1992年第4期7卷 63-67页

作者：熊元新

基于隐式梯形–时步保持法的3/12相电机建模

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中国电机工程学报 2011年第31期31卷 159-165页

作者：纪锋付立军王公宝王刚舰船综合电力技术国防科技重点实验室(海军工程大学) 湖北省武汉市430033

综合电力系统(integrated power system,IPS)包含3/12相双绕组发电机等特殊高阶非线性元件,现有电力系统电磁暂态仿真软件均不提供其仿真模型。为此,采用隐式梯形法对双绕组发电机数学模型进行差分离散化处理,通过定、转子分离迭代,推... 详细信息

综合电力系统(integrated power system,IPS)包含3/12相双绕组发电机等特殊高阶非线性元件,现有电力系统电磁暂态仿真软件均不提供其仿真模型。为此,采用隐式梯形法对双绕组发电机数学模型进行差分离散化处理,通过定、转子分离迭代,推导出电机等效电路模型,并在PSCAD中建立双绕组发电机仿真模型。应用时步保持算法,将模型的仿真时步划分为计算时步和保持时步,提高了计算速度。最后,构建综合电力推进系统试验平台,发电机空载短路、推进系统调速的试验与仿真结果吻合,验证了建模方法的有效性和所建模型的正确性。研究表明,基于隐式梯形–时步保持算法的建模方法能够准确高效地建立双绕组发电机的仿真模型,可应用于EMTP类仿真软件,并可推广至IPS各类多相电机建模。

关键词：综合电力系统隐式梯形法时步保持算法双绕组发电机仿真模型

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双九相储能电机系统性能研究

中国电机工程学报 2015年第15期35卷 3770-3775页

作者：晏明马伟明欧阳斌马名中卢露舰船综合电力技术国防科技重点实验室(海军工程大学) 湖北省武汉市430033

双九相储能电机是一种新型的多相电机,且工作过程一直为动态过程,难以采用传统解析方法进行详细研究,所以采用数值计算的方法分析双九相储能电机系统动态过程是十分必要的。首先以双九相储能电机为研究对象,建立了其dq0坐标系的数学模型... 详细信息

双九相储能电机是一种新型的多相电机,且工作过程一直为动态过程,难以采用传统解析方法进行详细研究,所以采用数值计算的方法分析双九相储能电机系统动态过程是十分必要的。首先以双九相储能电机为研究对象,建立了其dq0坐标系的数学模型,阐述了电机内部多相绕组之间电磁耦合关系,进而采用隐式梯形迭代算法建立了其数值仿真模型,在PSCAD/EMTDC中构建了完整的双九相储能电机系统仿真模型并进行了仿真计算。通过与实验室的小型原理样机的动态试验数据对比,验证了所建仿真模型的正确性,为工程样机的各种性能分析和含有双九相储能电机的系统分析计算提供参考。

关键词：能源互联网储能电机双九相 PSCAD/EMTDC 数学模型隐式梯形法

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十二/三相感应发电机的数值仿真与试验

电工技术学报 2005年第6期20卷 6-10页

作者：付立军马伟明刘德志王东张波涛肖飞海军工程大学电力电子技术研究所武汉430033

十二/三相感应发电机用在高速发电的独立系统中具有十分明显的优势,但由于其模型十分复杂,难以用常规的解析方法进行分析,所以在电磁暂态计算软件中建立十二/三相感应发电机模型,采用数值计算的方法来计算含十二/三相感应发电机系统的... 详细信息

十二/三相感应发电机用在高速发电的独立系统中具有十分明显的优势,但由于其模型十分复杂,难以用常规的解析方法进行分析,所以在电磁暂态计算软件中建立十二/三相感应发电机模型,采用数值计算的方法来计算含十二/三相感应发电机系统的动态过程是十分必要的。本文采用隐式梯形法在EMTDC软件中建立了十二/三相感应发电机的数学模型,此模型能与EMTDC软件中的现有的元件接口,对含有十二/三相感应发电机的试验系统进行了仿真计算,同时用实验室中的一台20kW的十二/三相感应发电机做了相应的试验。试验结果与仿真结果相吻合,说明了在EMTDC软件中所建立的十二/三相感应发电机模型的正确性,为含十二/三相感应发电机的独立电力系统的计算奠定了基础。

关键词：十二/三相感应发电机数学模型 EMTDC 隐式梯形法

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受端电网主动解列后频率镇定问题研究

受端电网主动解列后频率镇定问题研究

作者：蒋若蒙华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

近年来我国电网正向大规模互联系统发展,电网结构相比原来的孤立电网发生了较大改变。大容量发电厂在系统中所占规模变大,互联系统输电距离较长,局部电网发电量与用电量不平衡,形成了明显的送端电网与受端电网。大容量发电厂的切除或大... 详细信息

近年来我国电网正向大规模互联系统发展,电网结构相比原来的孤立电网发生了较大改变。大容量发电厂在系统中所占规模变大,互联系统输电距离较长,局部电网发电量与用电量不平衡,形成了明显的送端电网与受端电网。大容量发电厂的切除或大功率输电线路的故障会造成局部电网有功、无功功率不平衡的问题。尤其对于受端电网,它在功率缺额严重时将导致全网的频率电压崩溃。因此,受端电网主动解列后的紧急控制方法至关重要。针对上述问题,本文提出受端电网主动解列后的频率镇定数学模型,计算主动解列后紧急状态的频率镇定策略。首先,以最小切负荷代价为目标,考虑暂态功角稳定约束、频率稳定约束、负荷频率电压特性以及调速器一次调频作用,建立了求解频率镇定策略的数学模型。其次,考虑电网主动解列的特征,简化模型中的大规模微分方程组约束,将受端电网中同调运行的发电机等值为惯性中心系下的一台发电机,从而降低模型求解的复杂度。最后,基于隐式梯形法将微分方程约束差分化并采用内点法求解最优频率镇定方案。以IEEE9节点与广东电网算例计算频率镇定策略,并在PSD-BPA中对该控制方案进行仿真计算。仿真结果表明,所得频率镇定策略不仅能保证主动解列后受端电网的频率电压稳定,还可以提升紧急控制方案的经济性,验证了所提频率镇定模型的有效性。基于本文所提模型得到的受端电网频率镇定策略能够有效保证受端电网主动解列后的频率电压稳定,极大地提升了控制方案的求解速度,为频率镇定方案的实时计算提供了基础。

关键词：受端电网主动解列频率镇定策略切负荷策略隐式梯形法内点法

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电力系统暂态稳定快速算法的研究

电力系统暂态稳定快速算法的研究

作者：丁卫浙江大学

学位级别：硕士

随着我国电网结构变得越来越庞大和复杂，对电网安全稳定紧急控制的要求也越来越高。本文以在电力系统暂态稳定计算中能快速、准确地预测每一积分步的迭代初始值为主要研究内容，使得数值积分暂态稳定计算的收敛性和计算速度有了显著的... 详细信息

随着我国电网结构变得越来越庞大和复杂，对电网安全稳定紧急控制的要求也越来越高。本文以在电力系统暂态稳定计算中能快速、准确地预测每一积分步的迭代初始值为主要研究内容，使得数值积分暂态稳定计算的收敛性和计算速度有了显著的提高。1．本文简要综述了电力系统的一些常用基本模型。合理地选择、运用这些模型是进行电力系统暂态稳定分析的一个重要前提。2．文中介绍了用传统隐式梯形积分法仿真功角变化的主要过程。在积分当前步长时，需要用上一积分时刻的功角预测值δ（t）作为本时刻的功角迭代初始值δ（t＋△t）。如果初始值与真值偏差较大，则有可能迭代不收敛或者需要进行大量的迭代计算后才能实现收敛。这是传统隐式梯形积分方法的一个不足。3．本文提出传传统方法中引入人工神经元刚络（ANN）技术后可以得到一个更准确的功角初始值δ（t＋△t）。改进后的方法可以明显减少迭代次数，并且节约了预测所需的计算时间。4．支持向量机（SVM）可以在有限样本的条件下预测出一个相对更准确的功角初始值。和ANN一样，它的应用也可以使传统隐式梯形积分法减少迭代次数，从而实现快速仿真预测的目的。5．本文所述的这两种改进方法均可以提高传统时域仿真法和直接法对电力系统暂态稳定分析的速度，使之能胜任在线计算的任务。

关键词：电力系统暂态稳定算法隐式梯形法人工神经元网络支持向量机

基于状态空间法的高压直流输电系统解析模型的深化研究

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基于状态空间法的高压直流输电系统解析模型的深化研究

作者：沈金乙华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

高压直流（HVDC）输电系统具有输送容量大、传输距离远、损耗低等优点,易于在不同地区实现交流系统的互联,在我国电力系统现代化建设过程中的重要性日益显著。交直流混合电网的形成对电力系统的安全稳定运行,特别是发生故障时的暂态响... 详细信息

高压直流（HVDC）输电系统具有输送容量大、传输距离远、损耗低等优点,易于在不同地区实现交流系统的互联,在我国电力系统现代化建设过程中的重要性日益显著。交直流混合电网的形成对电力系统的安全稳定运行,特别是发生故障时的暂态响应有显著的影响,直流系统的精准建模及快速求解对电力系统的稳定分析尤为重要。现有状态空间模型可以快速准确的反映高压直流输电系统的暂态特性,在此基础上,本文针对现有模型直流电流不精确、缓冲电路存在电流突变量等问题,提出了计及晶闸管缓冲电路的高压直流输电系统解析模型的深化研究。本文首先建立了高压直流输电系统换流器及其缓冲电路、直流线路和控制系统的状态空间解析模型。将换流器不同运行工况用一组微分方程来表示,结合电力电子理论,重点分析了缓冲电路的动态响应以及换相过程中的电压、电流关系,将缓冲电流作为状态变量引入换流器的状态方程,利用变化的系数矩阵来表示不同工况下缓冲电流的初始值,解决了状态变量非连续性的问题。详细介绍了HVDC控制系统及锁相环的控制原理,根据控制逻辑框图建立其时域响应模型,为后文阐述算法打下基础。本文进一步推导了状态空间模型的解析算法,采用隐式梯形法求解一次设备状态方程,通过电流关系联立得到一次设备的全系统方程。为了准确模拟逆变侧换流阀的动态响应,分别对换流器导通工况和换相工况的结束时间进行精确求解,有效提高了一次设备微分方程的计算精度。对于控制系统,采用后退欧拉法将状态方程化简求解为差分方程,进而实现了控制系统和一次设备仿真的数据交互,最后形成完整的算法流程图。在建立状态空间模型的理论分析和计算的基础上,用MATLAB编程实现了本文提出的模型和算法,进行了稳态运行、设置对称和不对称故障测试的仿真计算,并与PSCAD/EMTDC中CIGREHVDC标准算例的仿真结果进行对比。结果表明,本文模型在计及缓冲电路后有效提高了状态方程的计算精度,对晶闸管元件的描述更加贴近PSCAD晶闸管元件模型。由此验证了所提解析模型的准确性和有效性,可以为在高压直流输电系统中进行解析计算的建模研究提供参考。

关键词：高压直流输电状态空间缓冲电路隐式梯形法电磁暂态仿真

电力系统故障数值仿真计算中机电系统数学模型、计算方法及仿真程序

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胜利油田职工大学学报 1997年第2期 22-27页

作者：耿明刚胜利油田职工大学电气系

本文介绍的电力系统故障数值仿真计算,是采用机电过程同步仿真的方法.可以仿真单机无穷大系统中各种电网故障和电气切换操作过程。数学模型处理:发电机采用1d×1q阻尼绕组模型,用5阶派克方程描述发电机的暂态性能;励磁系统采用IEEE的I... 详细信息

本文介绍的电力系统故障数值仿真计算,是采用机电过程同步仿真的方法.可以仿真单机无穷大系统中各种电网故障和电气切换操作过程。数学模型处理:发电机采用1d×1q阻尼绕组模型,用5阶派克方程描述发电机的暂态性能;励磁系统采用IEEE的I型系统;汽轮机及调速系统采用中问再热式高、中、低压三缸结构和机械液压调速系统简化模型;轴系采用集中质量块模型;电网采用多π节输电线模型。在电气振荡过程的暂态计算中,采用隐式梯形法,程序采用标准的FORTRAN语言,按各数学模型分块结构实现了模块化,可进行长时间的稳态和故障暂态过程系统仿真。由于篇幅限制,本程序在教学和科研中的应用情况将在后续文章中介绍。

关键词：数值仿真计算数学模型隐式梯形法

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电力系统基础仿真算法对比分析研究

全球能源互联网 2018年第2期1卷 137-143页

作者：刘栋唐绍普胡祥楠张树卿舒德兀胡露逯峻光全球能源互联网研究院北京市昌平区102209 先进输电技术重点实验室北京市昌平区102209 直流电网技术与仿真北京市重点实验室北京市昌平区102209 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084

微分代数方程的解算方法是电力系统仿真技术的基础,不同的解算方法得到仿真模型的解算结果之间存在差异,这对模型的计算分析及评估有重要影响。基于当前较为常用的商用软件平台中使用的三种分析方法—EMTP类软件的节点分析法、用于Matla... 详细信息

微分代数方程的解算方法是电力系统仿真技术的基础,不同的解算方法得到仿真模型的解算结果之间存在差异,这对模型的计算分析及评估有重要影响。基于当前较为常用的商用软件平台中使用的三种分析方法—EMTP类软件的节点分析法、用于Matlab/Simulink的状态空间法以及用于RT-LAB平台的状态空间节点法,结合各算法的特性,基于典型RLC电路模型进行仿真,通过仿真结果说明各算法之间的差异,并理论分析了结果差异产生的原因。

关键词：微分代数方程隐式梯形法状态空间法状态空间节点法

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三相短路电流的仿真研究

华北科技学院学报 2000年第2期 6-8页

作者：王玉洁胡兴志华北矿业高等专科学校机电工程系 101601 北京东燕郊华北矿业高等专科学校电子与信息工程系

本文运用数字仿真的方法对供电系统三相短路电流的暂态过程进行了分析研究。在保证仿真计算精度及数值稳定性的前提下,采用了计算速度快隐式梯形法,在计算机上对无限大容量电源系统三相短路电流暂态过程进行了仿真计算。仿真结果证明隐... 详细信息

本文运用数字仿真的方法对供电系统三相短路电流的暂态过程进行了分析研究。在保证仿真计算精度及数值稳定性的前提下,采用了计算速度快隐式梯形法,在计算机上对无限大容量电源系统三相短路电流暂态过程进行了仿真计算。仿真结果证明隐式梯形法是一种筒单、快速并能满足精度要求的仿真算法,仿真结果为安全供电提供了依据。

关键词：短路电流暂态过程数字仿真隐式梯形法