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基于导纳频响特性的次同步振荡特征值的快速估算

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南方电网技术 2024年

作者：赵爽袁豪王志敏云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心南方电网科学研究院

次同步振荡（sub-synchronous oscillation, SSO）一直是电力系统广泛关注的稳定性问题。目前已存在特征根分析法、频域分析法（如阻抗分析法）等多种次同步振荡分析方法，但每种方法均有其优缺点。结合特征根分析易量化与频域分析易建... 详细信息

次同步振荡（sub-synchronous oscillation, SSO）一直是电力系统广泛关注的稳定性问题。目前已存在特征根分析法、频域分析法（如阻抗分析法）等多种次同步振荡分析方法，但每种方法均有其优缺点。结合特征根分析易量化与频域分析易建模的优点，提出了一种基于导纳频响特性来直接估算次同步振荡特征根的新方法。该方法仅根据系统聚合导纳和导纳积分频响曲线的极值特征（包括极值点频率和斜率信息）便可直接估算出次同步振荡的特征根，计算简便、快捷。通过与MATLAB特征值分析工具的结果对比，验证了估算方法的有效性。该方法适用于常规发电的次同步扭振、新能源发电的次/超同步振荡以及新能源、常规发电打捆送出的复合次同步振荡等不同类型次同步振荡的定量分析，分析结果均得到EMTDC仿真验证。

关键词：次同步振荡导纳特性频域分析特征根风火打捆

有限容量多服务员排队系统全忙期分布函数的一种直观计算途径

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工程数学学报 2023年第6期40卷 991-1000页

作者：余玅妙唐建芳四川师范大学数学科学学院成都610066 四川轻化工大学数学与统计学院自贡643000

排队系统忙期长度是衡量系统运行效率的重要性能指标,它在与排队系统相关的优化问题建模中有着广泛而重要的应用。受数学方法的制约,一段时间以来多服务员有限缓冲空间排队系统的忙期概率分布函数未得到充分的重视与研究。依托马氏多服... 详细信息

排队系统忙期长度是衡量系统运行效率的重要性能指标,它在与排队系统相关的优化问题建模中有着广泛而重要的应用。受数学方法的制约,一段时间以来多服务员有限缓冲空间排队系统的忙期概率分布函数未得到充分的重视与研究。依托马氏多服务员有限缓冲空间排队系统的子全忙期分布及与其相关联的有限缓冲空间排队系统全忙期分布之间的重要关系,给出了寻求马氏多服务员有限容量排队系统服务员全忙期分布函数Laplace-Stieltjes变换的一个迭代计算公式。同时,为了计算该全忙期分布函数在任意给定时刻处的函数值,利用有理函数部分分式分解方法和极点处的留数计算规则对上述Laplace-Stieltjes变换进行了从s域到时间域的反演,并给出了基于变换特征根的半解析化全忙期分布函数反演公式。使用Mathematica软件编程,在数值算例中通过与现有文献结果的对比,证实了所提出分析方法的可行性与简洁性。这为实际工程应用提供了一种较为直观且操作性较强的多服务台有限缓冲空间排队系统全忙期分布函数的计算方法。

关键词：忙期多服务员排队拉普拉斯–斯蒂尔切斯变换特征根留数

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虚拟同步逆变器高频振荡模态分析及抑制

电力电子技术 2022年第10期56卷 116-119,124页

作者：沈波杨晓峰赵鹏程张存佳华能吉林发电有限公司新能源分公司吉林长春130000 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司北京102209 北京汇智天华新能源科技有限公司北京100125

此处建立了虚拟同步逆变器(VSG)小信号模型,分析了其系统特征根的振荡频率和阻尼比,以及主要状态变量对特征根的灵敏度,指出了光伏-VSG(PV-VSG)存在高频振荡风险及其产生机理,研究发现了PV-VSG高频谐振模态主要与其电网等效连接阻抗以... 详细信息

此处建立了虚拟同步逆变器(VSG)小信号模型,分析了其系统特征根的振荡频率和阻尼比,以及主要状态变量对特征根的灵敏度,指出了光伏-VSG(PV-VSG)存在高频振荡风险及其产生机理,研究发现了PV-VSG高频谐振模态主要与其电网等效连接阻抗以及逆变器网侧系统参数有关。基于现有VSG控制策略,进一步引入了虚拟阻抗算法并通过小信号模型分析了具备虚拟阻抗的PV-VSG策略对高频谐振的抑制作用,最后通过200 kW功率等级的PV-VSG样机平台对此处理论分析的正确性进行了实验验证。

关键词：虚拟同步逆变器小信号模型特征根高频谐振

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自同步型新能源并网振荡机理及电压致稳控制

电力电子技术 2023年第2期57卷 77-80页

作者：王卫王海云张再驰陈茜国网北京电力调度控制中心北京100031 国网北京市电力公司电力科学研究院北京100075

此处建立了自同步型光伏(SS-PV)并网发电系统小信号模型,分析了其系统特征根受主要关键控制参数影响的变化轨迹,指出了SS-PV存在的振荡风险及其产生机理。基于现有自同步型新能源控制策略,进一步引入了虚拟阻抗算法并通过小信号模型分... 详细信息

此处建立了自同步型光伏(SS-PV)并网发电系统小信号模型,分析了其系统特征根受主要关键控制参数影响的变化轨迹,指出了SS-PV存在的振荡风险及其产生机理。基于现有自同步型新能源控制策略,进一步引入了虚拟阻抗算法并通过小信号模型分析了虚拟阻抗对SS-PV电压致稳控制的有效性,以及对系统特征根分布的改善作用。最后通过300 kW功率等级的SS-PV样机平台对理论分析的正确性进行了实验验证。

关键词：光伏自同步型小信号模型特征根

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单摆系统的多时滞控制与特征根分析

工程数学学报 2022年第3期39卷 439-450页

作者：赵东霞范东霞王婷婷毛莉中北大学理学院太原030051

对单摆系统在位置反馈和时滞位置反馈下的镇定问题进行了研究。考虑到控制器本身存在滞后现象这一实际因素,构建了含有两个时滞的二阶时滞微分方程模型;建立了系统的特征方程,采用特征根分析方法以及解析函数的零点重数之和关于参数的... 详细信息

对单摆系统在位置反馈和时滞位置反馈下的镇定问题进行了研究。考虑到控制器本身存在滞后现象这一实际因素,构建了含有两个时滞的二阶时滞微分方程模型;建立了系统的特征方程,采用特征根分析方法以及解析函数的零点重数之和关于参数的连续依赖性,得到了系统参数及各个时滞值与系统稳定性之间的关系,给出了与时滞相关的稳定性条件及与时滞无关的稳定性条件;结合代数方程求根技巧,分析了特征根的重数,得到了特征根的重数至多为4的参数条件,并证明了三重特征根至多有两个;在系统参数满足稳定性条件的前提下,证明了当特征根的模趋于无穷大时,必有特征根的实部趋于负无穷大;利用渐近分析技巧,计算出了当特征根的实部趋于负无穷大时特征根的渐近表达式。最后,通过Matlab数值仿真验证了结论的有效性,这一方法可进一步推广到含有多个时滞的n阶微分方程系统。

关键词：多时滞稳定性特征根渐近分析指数型多项式

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光伏自同步电压源谐振模态及影响因素分析

电力电子技术 2022年第7期56卷 65-69页

作者：王浩申洪涛李翀王瑞明国网河北省电力有限公司河北石家庄050023

建立了基于自同步电压源控制的光伏并网逆变器(PV-VSG)小信号模型,分析了其系统特征根的振荡频率和阻尼比,以及主要状态变量对特征根的灵敏度,指出了PV-VSG存在高频振荡风险及其产生机理。对比研究了PV-VSG不同控制参数及电网参数对系... 详细信息

建立了基于自同步电压源控制的光伏并网逆变器(PV-VSG)小信号模型,分析了其系统特征根的振荡频率和阻尼比,以及主要状态变量对特征根的灵敏度,指出了PV-VSG存在高频振荡风险及其产生机理。对比研究了PV-VSG不同控制参数及电网参数对系统高频振荡区域特征根和阻尼比的影响,发现PV-VSG高频谐振模态主要与其电网等效连接阻抗以及逆变器网侧系统参数有关,最后通过200 kW功率等级的PV-VSG样机平台对所提理论分析的正确性进行了实验验证。所提研究成果对于优化基于自同步电压源控制的PV-VSG系统参数设计以及装置高频特性具有一定的理论指导意义。

关键词：光伏并网逆变器小信号模型特征根高频谐振

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信噪比在AR模型定阶方法选择中的研究

数学物理学报（A辑） 2020年第3期40卷 811-823页

作者：王志刚丁义明武汉理工大学理学院数学科学研究中心武汉430070

AR模型有多种定阶方法,针对特定的时间序列,不同方法得到的结果会有差异,如何适应性地选择合适的定阶方法是一个重要的问题。该文针对低阶自回归模型,在考虑噪声标准差、序列长度和特征根的影响下,引入一种估计模型信噪比的方法,并将其... 详细信息

AR模型有多种定阶方法,针对特定的时间序列,不同方法得到的结果会有差异,如何适应性地选择合适的定阶方法是一个重要的问题。该文针对低阶自回归模型,在考虑噪声标准差、序列长度和特征根的影响下,引入一种估计模型信噪比的方法,并将其作为评价AIC、BIC和FPE准则定阶准确度的标准.实验表明:当模型的特征根满足|λ1|=|λ2|=…=|λp|=|λmax|时,准确率达到该最大特征根条件下的最大值;定阶准确率与序列长度、特征根相对于单位圆心的距离呈正相关,与噪声标准差无关.在此基础上,提出一种利用参考模型信噪比选择定阶方法的方案,为不同定阶方法优劣的比较提供了新的视角.

关键词：自回归模型信噪比噪声标准差序列长度特征根参考模型

基于多周期离散迭代模型的移相全桥倍流同步整流变换器及其稳定性分析

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电气工程学报 2021年第2期16卷 131-140页

作者：霍陆昱陈怡霖杜海忠章治国重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054 河南天通电力有限公司平顶山467000

移相全桥变换器在小体积隔离型降压场合得到了广泛的应用,同时为了减少副边大电流压力,可采用双电感进行倍流整流,组合成移相全桥倍流整流(Phase-shifted full bridge current-doubling synchronous rectifier,PSFB-CDSR)变换器。通过... 详细信息

移相全桥变换器在小体积隔离型降压场合得到了广泛的应用,同时为了减少副边大电流压力,可采用双电感进行倍流整流,组合成移相全桥倍流整流(Phase-shifted full bridge current-doubling synchronous rectifier,PSFB-CDSR)变换器。通过对其进行模态简化,提出一种基于多周期离散迭代模型的PSFB-CDSR变换器稳定性判别方法。和传统的小信号模型相比,文章提出的等效模型能够同时描述变换器的各个电感电流和输出电容电压的动态,具有直观性和准确性;并在此基础上对移相全桥电流环流中的寄生电阻进行假设,精准地刻画该寄生电阻对于功率传输特性的影响;然后考察该模型在离散域中状态方程的特征根变化情况,得到在不同输入输出条件下对稳定裕度的影响。最后,仿真结果表明了该等效电路的精确性以及结论分析的正确性。

关键词：移相全桥倍流整流离散迭代模型特征根稳定裕度

基于轨迹模式空间解耦及模式能量序列的振荡分析 (一)理论基础

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电力系统自动化 2019年第14期43卷 1-10页

作者：刘庆龙薛禹胜陈国平南京理工大学自动化学院江苏省南京市210094 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 智能电网保护和运行控制国家重点实验室江苏省南京市211106 国家电网有限公司国家电力调度控制中心北京市100031

针对电力系统振荡行为的分析,揭示互补群群际能量观点与特征频率正弦幅值观点的异同,严格证明两者在哈密顿单机无穷大系统中的一致性。但非线性因素则可能在线性化分析中引入大误差,而时变因素及饱和等本质非线性因素还可能使平衡点特... 详细信息

针对电力系统振荡行为的分析,揭示互补群群际能量观点与特征频率正弦幅值观点的异同,严格证明两者在哈密顿单机无穷大系统中的一致性。但非线性因素则可能在线性化分析中引入大误差,而时变因素及饱和等本质非线性因素还可能使平衡点特征根方法完全失效。为了克服这些困难,从实际受扰轨迹的互补群群际能量的观点出发,描述了复杂受扰系统的振荡特性。多机系统轨迹可以通过互补群惯量中心-相对运动(CCCOI-RM)变换,严格映射为一系列时变单机映象轨迹,并通过各映象系统的振荡能量反映原多机系统的振荡行为,包括多频率的时变非线性振荡。

关键词：电力系统低频振荡振荡能量特征根扩展等面积准则(EEAC) 时变非线性多机系统轨迹模式空间解耦模式能量序列(MES)