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非线性负载简化模型及其应用

电波科学学报 2019年第3期34卷 264-271页

作者：张琦石立华胥兵周俊刘斌高荣军赵军中国人民解放军96812部队黄山245041 陆军工程大学电磁环境效应与电光工程国家重点实验室南京210007

为实现复杂网络电磁脉冲(electromagnetic pulse, EMP)耦合分析,针对非线性负载引起的分析效率和收敛性问题,提出了非线性负载精简建模方法,即将多项式表示的非线性关系用压控元件代替,指定器件动作时间表示开关响应时间,忽略温度等不... 详细信息

为实现复杂网络电磁脉冲(electromagnetic pulse, EMP)耦合分析,针对非线性负载引起的分析效率和收敛性问题,提出了非线性负载精简建模方法,即将多项式表示的非线性关系用压控元件代替,指定器件动作时间表示开关响应时间,忽略温度等不必要参数,减少模型元器件个数等.采用该方法建立了气体放电管(gas discharge tube,GDT)和金属氧化物变阻器(metal oxide varistors,MOV)的精简SPICE(simulation program with integrated circuit emphasis)模型,并且用3种不同类型的脉冲激励端接非线性负载的传输线,进行了收敛性和仿真效率分析.结果表明,GDT和MOV的简化模型能够很好收敛,MOV的模型分析效率提高约30%,GDT的模型分析效率稍有劣化,但完全避免了理想开关元器件的使用,与实际器件的工作原理一致.这些建模方法具有较强的普适性,可以移植到其他非线性负载的建模上,例如与线缆耦合的精简计算模型相结合,从而提高超大系统的电磁兼容(electromagnetic compatibility,EMC)设计与评估效率.

关键词： GDT MOV SPICE 非线性负载简化模型计算效率

传输线端接非线性负载时的两种电磁脉冲响应建模方法比较

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高电压技术 2016年第6期42卷 2003-2008页

作者：李妮杜子韦华张建功郭俊郭洁谢彦召中国电力科学研究院电网环境保护国家重点实验室武汉430074 西安交通大学电气工程学院电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

为了深入了解不同方法的异同性,研究了基于SPICE等效模型和基于FDTD的两种传输线端接非线性负载时的建模计算方法,以端接TVS的传输线为对象,分析比较了这两种方法在建模和响应计算时的优缺点。首先给出了针对端接非线性负载的传输线SPIC... 详细信息

为了深入了解不同方法的异同性,研究了基于SPICE等效模型和基于FDTD的两种传输线端接非线性负载时的建模计算方法,以端接TVS的传输线为对象,分析比较了这两种方法在建模和响应计算时的优缺点。首先给出了针对端接非线性负载的传输线SPICE等效模型方法和利用分段线性等效非线性负载特性的FDTD法,然后以理想大地上端接非线性负载的传输线为算例进行了建模计算。研究表明:FDTD法和SPICE等效模型法均可用于计算端接非线性负载的传输线的电磁脉冲响应,计算结果一致性很好;在处理非标准非线性器件的建模计算时,由于没有标准的SPICE非线性模型数据库,而FDTD算法只需要对非线性器件的U-I特性进行分段线性处理,所以FDTD法更为简单方便、效果好;在厂家提供相应器件的SPICE模型的条件下,SPICE模型法具有计算快、效率高的优点。

关键词：传输线分段线性 FDTD法 SPICE等效模型法非线性负载 TVS 电磁脉冲响应

电能回馈型负载电流模拟器非线性负载模拟研究

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电工技术学报 2014年第10期29卷 276-285页

作者：黄朝霞邹旭东童力黄清军王伟邹云屏中国船级社武汉规范研究所武汉430000 华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

提出了一种基于峰值因数(PF)的非线性电流指令生成方法,应用于电能回馈型负载电流模拟器(PEFLCS)对被试电源的考核,在此基础上,为解决传统的P(比例)控制无法同时满足系统稳定性和快速性要求的问题,引入P控制+重复控制的复合控制策略,实... 详细信息

提出了一种基于峰值因数(PF)的非线性电流指令生成方法,应用于电能回馈型负载电流模拟器(PEFLCS)对被试电源的考核,在此基础上,为解决传统的P(比例)控制无法同时满足系统稳定性和快速性要求的问题,引入P控制+重复控制的复合控制策略,实现对非线性指令的快速、无静差跟踪。对比分析了P控制+重复控制串、并联两种复合结构对非线性负载电流模拟的控制效果。搭建了一台2.2k V·A负载电流模拟器样机,仿真和实验结果验证串联复合控制能够快速、准确地跟踪指令电流,更好地实现了对非线性负载的模拟。

关键词：峰值因数电流指令负载电流模拟器重复控制非线性负载

馈能式非线性负载模拟装置电流跟踪无差拍控制策略

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电力系统自动化 2013年第10期37卷 113-118页

作者：王宝安唐钰政黄学良张金望东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

为构建绿色、节能的电能质量装置测试平台,将2个电压源变换器(VSC)形成背靠背拓扑结构,搭建了一台馈能式非线性负载模拟装置。在采用数字信号处理器(DSP)进行控制时,控制延时会带来较大误差甚至使系统失稳。传统的无差拍控制忽略了延时... 详细信息

为构建绿色、节能的电能质量装置测试平台,将2个电压源变换器(VSC)形成背靠背拓扑结构,搭建了一台馈能式非线性负载模拟装置。在采用数字信号处理器(DSP)进行控制时,控制延时会带来较大误差甚至使系统失稳。传统的无差拍控制忽略了延时,电流跟踪效果不理想。对传统无差拍控制进行改进,提出一种基于采样反馈电流预测的无差拍控制,通过将采样周期和载波周期的起始时刻错开一定时间,并在此时间内进行反馈电流预测,可以准确计算出下一拍所需的调制信号。最后,采用传统无差拍控制算法与改进后的无差拍控制算法,在样机上进行了实验,实验结果表明,基于采样反馈电流预测的无差拍控制算法有效提高了控制精度和时间利用率。

关键词：能量回馈非线性负载电压源变换器控制延时无差拍控制反馈电流预测电能质量

散粒体压制成型过程非线性负载力补偿算法研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 63-70页

作者：武哲袁畅李宝仁杨钢华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074

针对特殊散粒体压制成型过程发生弹塑性变形时,负载刚度呈现复杂的非线性时变特性,散粒体压制成型装置容易产生抖动现象,进而影响产品的密度均匀性和一致性问题,建立了散粒体压制成型装置电-液伺服系统的数学模型,提出了一种基于压制成... 详细信息

针对特殊散粒体压制成型过程发生弹塑性变形时,负载刚度呈现复杂的非线性时变特性,散粒体压制成型装置容易产生抖动现象,进而影响产品的密度均匀性和一致性问题,建立了散粒体压制成型装置电-液伺服系统的数学模型,提出了一种基于压制成型过程的非线性负载力补偿算法,通过对消补偿机制将非线性负载力对系统的影响进行抑制,使系统成为解耦线性系统.试验结果表明:当采用PID+LOC非线性负载力补偿算法时,散粒体压制成型过程中非线性负载力对控制系统性能的影响显著降低,运动控制曲线基本上呈线性变化;由于散粒体的蠕变特性,当采用比例-积分-微分(PID)控制算法时,在保压阶段容易诱发压制力的衰落振荡现象,而采用PID+LOC非线性负载力补偿算法则彻底消除了压制力的衰落振荡现象,并且提高了系统的控制精度,扩展了系统的频宽.

关键词：散粒体压制成型非线性负载对消补偿机制解耦线性系统

带非线性负载的双馈式风力发电机孤岛控制策略

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太阳能学报 2015年第8期36卷 1791-1798页

作者：王钊潘再平徐泽禹浙江大学电气工程学院杭州310027

以孤岛运行的双馈异步发电机(DFIG)系统为研究对象,以实现风力发电系统在带非线性负载时能够输出稳定幅值和频率的电压为目标,分别在转子侧变换器(RSC)和定子侧变换器(SSC)的控制中采用基于正转同步速坐标系下的比例积分谐振(PIR)控制,... 详细信息

以孤岛运行的双馈异步发电机(DFIG)系统为研究对象,以实现风力发电系统在带非线性负载时能够输出稳定幅值和频率的电压为目标,分别在转子侧变换器(RSC)和定子侧变换器(SSC)的控制中采用基于正转同步速坐标系下的比例积分谐振(PIR)控制,可解决传统比例积分控制带宽有限导致的控制性能下降问题,同时可减少谐波分量的提取以及谐振控制器的使用数量,简化系统控制。最后,通过仿真验证在非线性负载条件下能获得良好的输出电压、电流特性。

关键词：风力发电系统双馈异步发电机孤岛运行非线性负载比例积分谐振控制

非线性负载下的微电网并联逆变系统谐波功率均分策略

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可再生能源 2021年第11期39卷 1515-1521页

作者：张泽正文传博上海电机学院电气学院上海201306

微电网孤岛运行时,须要实现负荷电流精确分配和保证母线电压质量。由于逆变器容量不同、线路阻抗不匹配及大量非线性负载的接入,传统下垂控制很难满足谐波功率共享控制,无法保证系统稳定性。文章在实现基频功率共享的条件下,提出一种谐... 详细信息

微电网孤岛运行时,须要实现负荷电流精确分配和保证母线电压质量。由于逆变器容量不同、线路阻抗不匹配及大量非线性负载的接入,传统下垂控制很难满足谐波功率共享控制,无法保证系统稳定性。文章在实现基频功率共享的条件下,提出一种谐波虚拟阻抗控制策略,保证了谐波虚拟阻抗跟随谐波电流变化,实现精确的谐波功率共享。同时引入电压谐波补偿方法,降低非线性负载对母线电压谐波畸变影响,提高了电压质量。仿真结果表明,所提出的方法具有可行性和有效性。

关键词：微电网非线性负载谐波功率共享谐波虚拟阻抗电压谐波补偿

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三相不对称非线性负载情况下的畸变电流检测

电力系统自动化 2000年第13期24卷 45-47页

作者：高大威孙孝瑞华北电力大学电力工程系北京100085

有源电力滤波器要求其检测系统能对畸变电流准确、快速地进行检测 ,而传统的检测方法 ,其检测原理或实现方法都存在一些不足。文中基于神经网络理论 ,提出了一种可用于三相不对称非线性负载情况下的畸变电流检测方法。该方法可实时、准... 详细信息

有源电力滤波器要求其检测系统能对畸变电流准确、快速地进行检测 ,而传统的检测方法 ,其检测原理或实现方法都存在一些不足。文中基于神经网络理论 ,提出了一种可用于三相不对称非线性负载情况下的畸变电流检测方法。该方法可实时、准确地检测三相不对称非线性负载电流中的畸变电流 ,并能自适应跟踪负载电流的变化等。

关键词：畸变电流检测非线性负载有源电力滤波器

基于改进电容电流反馈的含非线性负载光伏并网系统振荡抑制策略

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电力系统保护与控制 2023年第16期51卷 10-22页

作者：王渝红程杨帆廖建权王馨瑶四川大学四川成都610065

在含非线性负载的光伏并网系统中,光伏发电单元、非线性负载、电网三者之间的相互作用可能导致系统出现振荡,因此提出一种改进的电容电流反馈有源阻尼(capacitor current feedback active damping, CCFAD)控制方法。首先,采用谐波线性... 详细信息

在含非线性负载的光伏并网系统中,光伏发电单元、非线性负载、电网三者之间的相互作用可能导致系统出现振荡,因此提出一种改进的电容电流反馈有源阻尼(capacitor current feedback active damping, CCFAD)控制方法。首先,采用谐波线性化方法建立含非线性负载的光伏并网系统序阻抗模型,并基于阻抗模型和对数频率稳定判据揭示含非线性负载的光伏并网系统振荡特性。随后,基于负电阻理论定义阻抗相对灵敏度指标,评价不同参数变化对系统阻抗特性的影响程度,获取影响系统稳定性的关键参数。基于不同参数的阻抗相对灵敏度分析,提出一种改进的CCFAD方法。该方法拓展了传统CCFAD的正阻尼区域,有效地改善了系统输出阻抗的相位裕度,提高了系统稳定性。最后,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,验证了分析方法的正确性和所提控制策略的有效性。

关键词：光伏并网系统非线性负载阻抗相对灵敏度改进电容电流反馈有源阻尼控制