线性连续系统动态负荷模型的参数辨识与应用

目前在电力负荷建模中非机理负荷模型较多地采用离散系统模型或差分方程形式的模型,而电力系统数字仿真中更需要连续系统的模型.研究了作用函数不含导数项和含有导数项两种情况下的线性连续系统微分方程形式的负荷建模方法,介绍了模型参数辨识的直接优化算法,该模型对于描述线性动态负荷或小扰动下的非线性动态负荷的行为,具有一定程度的普适性.介绍了该动态负荷模型与电力系统分析综合程序PSASP的自定义连接方法.通过动模实验数据建模和仿真计算,验证了模型参数辨识算法以及模型与电力系统分析综合程序接口的有效性.     

线性连续系统动态负荷模型的参数辨识与应用

目前在电力负荷建模中非机理负荷模型较多地采用离散系统模型或差分方程形式的模型,而电力系统数字仿真中更需要连续系统的模型。研究了作用函数不含导数项和含有导数项两种情况下的线性连续系统微分方程形式的负荷建模方法,介绍了模型参数辨识的直接优化算法,该模型对于描述线性动态负荷或小扰动下的非线性动态负荷的行为,具有一定程度的普适性。介绍了该动态负荷模型与电力系统分析综合程序PSASP的自定义连接方法。通过动模实验数据建模和仿真计算,验证了模型参数辨识算法以及模型与电力系统分析综合程序接口的有效性。     

GRNN算法在电力系统负荷建模中的应用

针对传统负荷模型不能有效地克服负荷建模中的非线性和不连续性等问题,提出了一种基于广义回归神经网络的负荷建模方法.利用广义回归神经网络具有的全局逼近和最佳逼近能力及网络稳健、快速收敛的优点,建立了新的电力系统综合负荷模型.并与两种改进的反向传播网路模型进行了比较,仿真实例证明了该模型对电力系统负荷模型辨识的有效性和准确性.     

电力系统负荷频率控制LFC的小波神经网络辨识

建立了非线性的电力系统负荷频率控制LFC模型,利用递归NARMA模型的小波网络的实现方法对LFC模型进行了辨识,利用Akaike's的最终预测误差准则FPE和信息准则AIC,进行了隐层节点数目和反馈阶次的计算,理论和仿真表明辨识模型可取得较好效果.     

基于广域测量系统的电力系统综合区域负荷模型

负荷作为电力系统的一个重要组成部分,其模型的精确程度将在很大程度上影响分析的结果.采用电力系统同步数据对电力系统负荷区域进行建模、网络化简和负荷模型辨识,提出了基于电力系统广域测量系统的综合区域负荷模型的概念,分析了该模型的参数可辨识性.确定了综合区域负荷的网络模型,为区域负荷的建模提供了依据.以一个简单电力系统为例进行仿真计算,结果证明了该负荷建模方法的有效性.     

直接优化方法及其在负荷模型参数辨识中的应用

根据负荷模型参数辨识问题的提法，提出利用简单、直观、不需要计算有关导数值、不需要一维搜索的步长加速直接优化方法进行负荷模型参数寻优，并且详述了参数寻优的过程。该方法不局限于模型的具体形式，具有广泛的适用性，特别适用于目标函数关于待辨识参数无显式表达式的模型参数辨识问题。对一实际工业用户负荷模型参数辨识表明，步长加速法优于常用的标准格式线性最小二乘法。     

基于神经网络的并行差分方程综合负荷模型

为准确地建立电子系统负荷模型,结合Elman反馈型神经网络并行结构的特点,构造了一个并行差分方程动态负荷模型.该模型克服了传统差分方程负荷模型输出无耦合的缺点,更加符合电力系统综合负荷的实际情况.把此模型应用于实际变电站的综合负荷建模,分别用两组数据进行了模型辨识及验证,结果表明所采用的模型是有效的.     

基于RBF循环神经网络的电力系统负荷建模

针对负荷模型难以精确建立的问题以及负荷非线性动态仿真的复杂性，提出了一种基于径向基循环神经网络的负荷建模方法。将循环神经网络和径向基网络相结合，利用循环神经网络对时间序列的学习能力和径向基网络具有结构自适应确定、快速收敛的优点，建立新的电力系统综合负荷模型。典型新英格兰测试系统的仿真证明了该模型对电力系统负荷模型辨识的有效性和准确性。     

电力系统负荷频率控制LFC的小波神经网络辨识

建立了非线性的电力系统负荷频率控制LFC模型,利用递归NARMA模型的小波网络的实现方法对LFC模型进行了辨识,利用Akaike's的最终预测误差准则FPE和信息准则AIC,进行了隐层节点数目和反馈阶次的计算,理论和仿真表明辨识模型可取得较好效果。     

汽轮机调速系统参数辨识软件设计

为了便于开展汽轮机调速系统仿真模型参数辨识工作,以MATLAB软件开发平台及差分进化算法为基础,研发了汽轮机调速系统参数辨识软件,通过仿真应用验证了该软件能够根据汽轮机负荷扰动试验数据快速计算出调速系统的各项性能参数,为电力系统稳定计算提供准确的仿真数据。     

考虑变压器励磁非线性的电磁暂态仿真算法

建立了一种含有非线性励磁支路的变压器电磁暂态仿真模型。通过简单的仿真线路,仿真了变压器空载合闸时发生励磁涌流的现象。应用分段线性化的方法处理变压器励磁支路的非线性问题,并通过不同仿真步长下励磁电流的仿真结果,说明了分段线性化在大步长下出现的过冲现象。减小仿真步长可有效抑制过冲,但是仿真时间明显增加。在分段线性化方法的基础上提出了预测校正法改善过冲问题。在变压器电磁暂态仿真的程序设计中加入了预测校正模块,在不改变步长的情况下,解决了过冲问题,加快了仿真的计算速度。最后通过仿真结果验证了变压器模型及预测校正方法的正确性和有效性。     

带感性负载的Buck-Boost变换器的非线性行为分析及优化控制

Buck-Boost变换器在某些参数发生变化时会呈现出丰富的非线性行为,这些行为将严重影响系统的稳定性,使得系统输出的电能质量劣化。文章基于实际变换器的负载特性,深入研究了感性阻抗负载下Buck-Boost变换器的非线性行为产生机理,提出了一种对数延迟反馈控制方法。该方法选取系统的输出延迟值与自身的值作差形成反馈信号;将该信号通过比例环节、求和环节和对数环节形成控制信号,以负反馈的形式施加于系统;最后基于稳定判据确定最优控制参数并对系统实施控制。为验证该方法的有效性,进行了大量的仿真实验,结果表明该方法能很好地抑制系统的非线性行为,扩展其稳定边界,改善系统输出的电能质量。     

正规形理论在电力系统稳定性研究中的应用(一)--从非线性系统到线性系统的映射

电力系统稳定性问题的求解，迄今主要有两种方法：逐步积分的数值解法和利用李雅普诺夫直接法理论的求解法。逐步积分法因为求解时间长，难于满足在线使用的速度要求，并且无法提供稳定裕度的信息；直接法由于求解的精度问题，仍在不断的改进之中。该系列文章介绍正规形理论在电力系统稳定性问题中的应用尝试，以扩大对稳定性问题研究的思路。使用正规形理论研究非线性微分方程的性质，只需要对方程进行适当的线性和非线性变换，将非线性的微分方程组转化为线性微分方程组，非线性系统在某个平衡点上的稳定和不稳定流形相应变换为线性系统的稳定与不稳定于空间，而电力系统在主导不稳定平衡点处的稳定流形是稳定域边界的主要部分；不稳定流形可以预测电力系统故障后的失稳模式，因此应用正规形理论可以研究电力系统稳定性问题。     

基于非线性直接优化方法的发电机励磁系统参数辨识

励磁模型的准确程度对于电力系统仿真的准确性有显著影响。提出了一种新的、工程中容易实现的方法，即利用非线性直接优化法辨识微分方程形式的励磁模型参数。首先利用Matlab仿真与传统的最小二乘法比较验证算法有效性。然后利用动态信号记录装置，根据模型结构获得各个环节的时域内发电机阶跃试验数据，对1台300 MW汽轮发电机组的励磁系统分别进行分环节参数辨识和整体辨识。利用电力系统分析综合程序(power system analysis software package，PSASP)的用户自定义模型功能建立励磁模型进行相同的阶跃仿真，结果验证了辨识参数在电力系统仿真中的有效性。     

基于李雅普诺夫函数的并联型混合有源电力滤波器非线性控制方法

针对有源电力滤波器电流谐波分量检测复杂、非线性负载变化时电源电流畸变的问题,提出基于李雅普诺夫函数的并联型混合有源电力滤波器(SHAPF)非线性控制方法。在建立SHAPF仿射非线性模型的基础上,设计电压-电流双闭环控制回路。从稳定性角度出发,针对内环电流环提出基于Lyapunov函数的非线性控制策略,实现无功补偿电流的解耦控制,快速跟踪谐波参考电流,并以增强系统抗干扰性能为优化目标,求取控制器最优增益,确保线路参数发生摄动或负载需求发生阶跃变化时,系统仍能稳定运行。外环电压环采用滑模非线性控制方法,保持电容电压平稳,实现负载突变时的动态调节。应用Matlab/Simulink软件进行仿真分析,并基于d SPACE实验平台验证所提出控制策略的可行性和有效性。仿真和实验结果表明:基于Lyapunov函数的非线性控制方法具有简单易行、稳定性高、鲁棒性强的特点。     

Novel schemes used for estimation of power system harmonics and their elimination in a three-phase distribution system

Estimation of power system harmonics and their elimination is an interdisciplinary area of interest for many researchers. This paper presents Variable Step Size Least Mean Square (VSS-LMS) approach for harmonics estimation and Shunt Active Power Filter (SAPF) with two-level Hysteresis Current Control (HCC) technique for their elimination in a three-phase distribution system. In the estimation process, the weight is updated using VSS-LMS algorithm. Harmonics components are estimated from the updated weights. In order to mitigate harmonics produced by the nonlinear load connected in a three-phase distribution system, SAPF with two-level HCC is proposed. A three-phase insulated gate bipolar transistor (IGBT) based current controlled voltage source inverter (CC VSI) with a dc bus capacitor is used as an active power filter. The first step is to calculate SAPF reference currents from the sensed nonlinear load currents by applying the synchronous detection method and then the reference currents are fed to the proposed controller for generation of switching signals. The nonlinear load consists of one three-phase and one single-phase diode rectifier feeding R–L load, so that the effectiveness of the two-level HCC scheme to compensate for unbalanced nonlinear load can be tested. Various simulation results are presented to verify the good behavior of the SAPF with proposed two levels HCC.     

负荷非线性变结构特性及其建模研究

当电力负荷面临较大跨度的电压、频率扰动时,其非线性变结构特征表现相当明显,尤其是在电力系统中长期动态过程中。针对现有的单一结构负荷模型已无法准确描述电力负荷的非线性变结构特性的问题,首先通过对现有的静态模型进行分析,引入分段建模的思想,提出了一种新的变结构的静态模型;然后采用自适应神经模糊推理系统建立全局动态变结构负荷模型,描述电力负荷的非线性变结构特性。仿真数据建模实例验证了该方法的有效性和可行性。全局变结构负荷模型的提出为电力系统中长期动态负荷建模提出了一条新的思路,可以较大程度地提高电力系统中长期动态仿真的准确度。     

电力电子非线性负载数字化实现方法

针对电力电子负载模拟非线性负载算法中存在的计算繁琐、准确度不高的问题,提出一种数字化实现方法。该方法是依据三相不控整流桥输入电压瞬时值与直流侧电压的数学关系以及二极管的导通条件,获得其七个工作阶段的判定条件,再利用后向差分法数字求解不同工作阶段的电路微分方程。得到三相不控整流桥的输入电流,作为负载模拟变换器电流环的控制指令信号,并在αβ坐标系下采用比例谐振控制器跟踪交流参考电流。仿真及实验结果表明了所提出的方法具有计算简洁,准确度高,响应迅速等特点。