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基于FPGA的光伏发电系统暂态实时仿真

电力系统自动化 2015年第2期39卷 13-20页

作者：王成山丁承第李鹏王智颖林盾邢峰智能电网教育部重点实验室天津大学天津市300072 海南电网公司海南省海口市570203

介绍了分布式发电系统暂态实时仿真的主要难点,研究了基于现场可编程门阵列(FPGA)的电力电子设备和控制系统的实时仿真方法以及不同步长下电气系统与控制系统的仿真时序和交互方法。在此基础上,设计了具有高度并行性、内存分布性及流水... 详细信息

介绍了分布式发电系统暂态实时仿真的主要难点,研究了基于现场可编程门阵列(FPGA)的电力电子设备和控制系统的实时仿真方法以及不同步长下电气系统与控制系统的仿真时序和交互方法。在此基础上,设计了具有高度并行性、内存分布性及流水线架构的多种典型分布式电源控制元件模块,搭建了光伏电池及其控制系统模型,并以单极光伏发电系统为例对所提的暂态实时仿真器在多个步长下进行了验证,通过与PSCAD和RTDS软件仿真结果的对比,验证了所提实时仿真器的正确性。

关键词：分布式发电光伏发电系统建模暂态仿真接口算法现场可编程门阵列(FPGA)

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变结构条件下智能配电软开关暂态快速仿真方法

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电网技术 2018年第7期42卷 2279-2285页

作者：王天昊李鹏于浩宋毅王成山智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072 国网天津市电力公司检修公司天津市河北区300230 国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209

智能软开关（soft open point,SOP）对配电系统运行经济性、灵活性和可靠性的提升具有重要作用。为了更好地研究SOP在系统各种扰动下的动态行为特征,建立了考虑各种控制策略的SOP详细暂态仿真模型,采用基于Krylov子空间的模型降维化简（... 详细信息

智能软开关（soft open point,SOP）对配电系统运行经济性、灵活性和可靠性的提升具有重要作用。为了更好地研究SOP在系统各种扰动下的动态行为特征,建立了考虑各种控制策略的SOP详细暂态仿真模型,采用基于Krylov子空间的模型降维化简（model order reduction,MOR）方法以提升配电系统的仿真计算效率,并提出新的算法将MOR方法用于变结构配电网络,使其能在多场景下对SOP进行分析。通过IEEE 123算例测试证明,该文方法能够在保证可接受的仿真精度前提下,有效降低整体模型规模,提升仿真计算效率,并满足各种外部扰动场景下的SOP暂态快速仿真分析需求。

关键词： Krylov子空间模型化简智能软开关暂态仿真

基于多核心处理器的分布式发电微网系统暂态并行仿真方法

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中国电机工程学报 2013年第16期33卷 171-178+4页

作者：李鹏丁承第王成山高菲于浩李海涛黄小耘智能电网教育部重点实验室(天津大学) 中国电力科学研究院广东电网公司

分布式发电技术的多样性和微网运行的复杂性使得分布式发电微网系统中的动态过程更为复杂,必须借助相关的暂态仿真工具才能较为准确地了解其动态特性以及对外部电网产生的影响。然而,当微网及其所接入的配网规模庞大,控制复杂,并同时含... 详细信息

分布式发电技术的多样性和微网运行的复杂性使得分布式发电微网系统中的动态过程更为复杂,必须借助相关的暂态仿真工具才能较为准确地了解其动态特性以及对外部电网产生的影响。然而,当微网及其所接入的配网规模庞大,控制复杂,并同时含有多种分布式电源和储能装置时,暂态仿真的计算性能是限制其应用的主要障碍。提出了一种面向分布式发电微网系统暂态仿真的并行计算方法,该方法首先将电气系统与控制系统的求解过程进行解耦,并利用各分布式发电单元中的分布式电源及其控制器模型在控制系统中建模求解时具有自然解耦的特点,进一步实现计算任务的分解,从而能够并行求解,加快了仿真计算速度。该方法简单、易于实现,可充分利用多核心处理器计算机的计算资源。考虑到分布式发电系统的典型结构,微网中的多个分布式发电单元在利用自然解耦关系降维时具有相近的计算规模,能够充分发挥并行计算的性能。

关键词：分布式发电微网暂态仿真并行算法

基于平均化理论的PWM变流器电磁暂态快速仿真方法(二)适用PWM变流器分段平均模型的改进EMTP算法

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电力系统自动化 2013年第11期37卷 51-56页

作者：许寅陈颖陈来军刘炜清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084 陕西省地方电力(集团)有限公司陕西省西安市710061

对包含大量电力电子变流器的电力系统进行电磁暂态仿真时,若使用脉宽调制(PWM)变流器等开关电路的详细模型,将导致电磁暂态程序(EMTP)仿真效率低下。在EMTP中应用PWM变流器的平均模型可以有效解决这一问题。文中提出了一种改进的EMTP算... 详细信息

对包含大量电力电子变流器的电力系统进行电磁暂态仿真时,若使用脉宽调制(PWM)变流器等开关电路的详细模型,将导致电磁暂态程序(EMTP)仿真效率低下。在EMTP中应用PWM变流器的平均模型可以有效解决这一问题。文中提出了一种改进的EMTP算法,可灵活地应用PWM变流器的分段平均模型进行仿真。该算法省略了传统EMTP算法中复杂的开关处理子模块,同时增加了2个子模块分别用于预测分段平均模型的参数和校正参数不准确带来的仿真误差。对三相PWM AC-DC变流器的测试结果表明,采用所提出的算法可在采用较大的积分步长仿真的同时确保仿真结果的正确性。

关键词：变流器平均模型暂态仿真

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分布式发电微网系统暂态时域仿真方法研究——(三)算例实现与仿真验证

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电力自动化设备 2013年第3期33卷 35-43页

作者：李鹏王成山黄碧斌高菲丁承第于浩天津大学智能电网教育部重点实验室国家电网能源研究院中国电力科学研究院

为验证分布式发电系统暂态仿真算法的正确性和有效性,通过选取典型的分布式电源及相应的控制策略,实现了包括光伏发电单元、固体氧化物燃料电池发电单元、微型燃气轮机发电单元及蓄电池储能单元在内的各种分布式发电系统的建模与暂态仿... 详细信息

为验证分布式发电系统暂态仿真算法的正确性和有效性,通过选取典型的分布式电源及相应的控制策略,实现了包括光伏发电单元、固体氧化物燃料电池发电单元、微型燃气轮机发电单元及蓄电池储能单元在内的各种分布式发电系统的建模与暂态仿真,考察了在欧盟典型低压微网系统结构下,微网从并网状态切换到孤岛状态时系统的暂态过程,详细比较了TSDG与MATLAB/SimPowerSystems的仿真结果。仿真结果表明TSDG与MATLAB/SimPowerSystems计算误差不超过0.1%,具有良好的数值精度与数值稳定性。伪牛顿法对程序仿真计算速度具有较大幅度的提升。讨论了未来通过并行思想、多速率算法等方式提高程序计算性能的思路。

关键词：分布式发电微网暂态仿真时域分析光伏电池燃料电池微型燃气轮机蓄电池

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适应光伏高比例接入配电网的变流器控制策略

供用电 2024年第3期41卷 17-23页

作者：李立生于海东刘洋黄敏由新红刘文彬国网山东省电力公司电力科学研究院山东济南250003 山东省智能电网技术创新中心山东济南250003

随着“双碳”战略目标的提出和电力电子技术的进步,光伏产业飞速发展,配电网的光伏渗透率持续增大。满足光伏接入需求的变流器是适应光伏接入配电网的最关键设备,变流器的控制还需要进一步研究。为了满足光伏高比例接入配电网的需求,对... 详细信息

随着“双碳”战略目标的提出和电力电子技术的进步,光伏产业飞速发展,配电网的光伏渗透率持续增大。满足光伏接入需求的变流器是适应光伏接入配电网的最关键设备,变流器的控制还需要进一步研究。为了满足光伏高比例接入配电网的需求,对变流器的控制策略进行了研究。首先,提出了配电网中高比例光伏装置接入下的技术要求。其次,在PSCAD/EMTDC暂态仿真平台中搭建了光伏并网模型;基于暂态仿真模型,提出了基于dq控制的变流器控制策略,并分别对电网处于暂态条件下,发生电压骤降、骤升和进行频率调节时变流器的控制策略进行了详细的分析研究。最后,在PSCAD/EMTDC暂态仿真平台验证了所提控制策略在电压骤降80%、电压骤升到115%和频率调节场景下都取得了很好的控制效果,证明了所提变流器控制策略的有效性。

关键词：分布式光伏变流器控制暂态仿真 dq控制配电网

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华中电网故障暂态自适应仿真分析

电力系统自动化 2004年第17期28卷 80-83,87页

作者：王庆平董新洲周双喜陈超英陈礼义清华大学电机系北京市100084 天津大学电气自动化与能源工程学院天津市300072

为实现华中电网的暂态全过程分析,研究了基于自适应原理的电力系统暂态全过程仿真。首先建立了元件的暂态自适应模型,实现了基于元件状态的自适应变换,适合较长时间复杂暂态过程的仿真。应用面向对象技术不仅提高了软件的模块性和可重用... 详细信息

为实现华中电网的暂态全过程分析,研究了基于自适应原理的电力系统暂态全过程仿真。首先建立了元件的暂态自适应模型,实现了基于元件状态的自适应变换,适合较长时间复杂暂态过程的仿真。应用面向对象技术不仅提高了软件的模块性和可重用性,而且实现了仿真模型的自适应变换。在此基础上,由系统等值模块、故障仿真模块、数据库和图形人机界面、应用分析接口模块等构成了华中电网的暂态全过程仿真软件。

关键词：暂态仿真自适应模型面向对象技术

基于FDTD的输电线路直击雷暂态传输仿真计算研究

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电瓷避雷器 2019年第6期 117-123页

作者：张涛国网山西省电力公司太原030021

雷击输电线路的暂态雷电波过程不仅会造成绝缘子闪络、线路跳闸等恶劣事故,同时其入侵波还会危及变电站变压器、电流互感器等一次、二次设备的安全稳定运行。研究直击雷瞬态传输特性对于输电线路防电磁干扰以及绝缘配合设计有重要指导... 详细信息

雷击输电线路的暂态雷电波过程不仅会造成绝缘子闪络、线路跳闸等恶劣事故,同时其入侵波还会危及变电站变压器、电流互感器等一次、二次设备的安全稳定运行。研究直击雷瞬态传输特性对于输电线路防电磁干扰以及绝缘配合设计有重要指导意义。本文采用时域有限差分法(finite-different time-domain method,FDTD)建立了均匀、非均匀输电线路导线在有损和无损两种情况下的雷电波传输模型,并利用霍德勒叠加函数建立了传输线直击雷电通道模型;继而结合典型均匀、非均匀输电线路分布参数为算例,计算分析了输电线路不同位置的雷电波过程时域波形。研究结果表明:运用FDTD算法可以有效计算得到直击雷在输电线路上的瞬态波过程。研究结果可以为输电线路雷击瞬态过程的计算和识别提供参考。

关键词：输电线路雷电波时域有限差分法暂态仿真

同步发电机失磁故障暂态数字仿真及保护整定的研究

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同步发电机失磁故障暂态数字仿真及保护整定的研究

作者：郭志彬华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

同步发电机失磁故障是发电机的常见故障,发电机低励或失磁后,当电网相应的无功功率备用不足时,将破坏电力系统的稳定运行,威胁发电机本身的安全。随着发电机组的容量越来越大,对发电机保护的性能提出了更高的要求,因此有必要深入分析发... 详细信息

同步发电机失磁故障是发电机的常见故障,发电机低励或失磁后,当电网相应的无功功率备用不足时,将破坏电力系统的稳定运行,威胁发电机本身的安全。随着发电机组的容量越来越大,对发电机保护的性能提出了更高的要求,因此有必要深入分析发电机失磁故障暂态过程。本文首先对发电机失磁故障暂态过程进行了深入研究,在已有研究基础上,建立了基于相坐标系的同步发电机失磁故障暂态计算数学模型,可以与电网直接接口,消除了机网接口和预测校正,并编制了相应的仿真程序。比较国内外具有代表性的保护生产厂家的失磁保护特性,对同步发电机失磁保护的整定进行计算和分析。

关键词：发电机失磁故障暂态仿真保护整定