基于MATLAB的次同步谐振的特征根分析

通过建立简单电力系统的机电统一系统状态空间方程, 采用特征根分析法对系统中的次同步谐振进行了分析。通过求出相应的特征根以及特征根灵敏度,分析了系统中输电线路的补偿度与发电机动态行为之间的关系。在实现上, 提出了直接采用高级编程语言ＭＡＴＬＡＢ的程序设计方法。结果表明：在单机无穷大系统中,发电机转子角变化的大小和转速变化的大小受线路补偿度的影响都很大。另外,在对次同步谐振进行特征根分析时利用ＭＡＴＬＡＢ作为开发工具,可以大大简化程序代码, 方便地实现所需的功能, 提高开发的效率     

蓄能电机变频起动过程的研究

本文在考虑了激磁绕及d、q轴阻尼绕组交流分量的基础上,用数值方法研究了强迫换流阶段的起始频率、电流关闭角以及自然换流阶段电流重迭角及电流超前角对蓄能电机起动过程的影响.     

感应电机饱和漏抗和挤流效应的改进算法（1）

本文采用一个新的计算模型，以有限元方法为工具，系统研究了影响感应电机饱和漏抗的因素，进而将在电机设计中采用的由Ｎｏｒｍａｎ提出的漏磁导饱和系数（ＫＺ）曲线，区分为谐波漏磁导饱和系数曲线与槽漏磁导饱和系数曲线，并首次提出便于在电机设计中使用的计算这些漏磁导饱和系数的曲线族。试算表明，在电机设计中采用本文的曲线族代替Ｎｏｒｍａｎ曲线可明显提高设计精度。     

双反应理论的拓宽及其在变极蓄能电机分析中的应用

在变极蓄能电机中，ｄ轴与ｑ轴往往与磁极的极心和极间均不重合。本文提出，在采用双反应理论分析这种电机时，所用模型为一个单元电机，其极数为２ｐ，正弦分布和余弦分布的变极蓄能电机分别采用正弦型和余弦型模型时，在不计饱和影响的条件下，用气隙磁导的观点可以证明ｄ轴与ｑ轴之间没有耦合关系；进而对两种模型导出采用双反应理论进行分析的有关公式，及决定主波磁密的气隙导磁系数表达式。     

感应电机饱和漏抗和挤流效应的改进算法（1）

本文采用一个新的计算模型，以有限元方法为工具，系统研究了影响感应电机饱和漏抗的因素，进而将在电机设计中采用的由Ｎｏｒｍａｎ提出的漏磁导饱和系数（ＫＺ）曲线，区分为谐波漏磁导饱和系数曲线与糟漏磁导饱和系数曲线，并首次提出便于在电机设计中使用的计算这些漏磁导饱和系数的曲线族。试算表明，在电机设计中采用本文的曲线族代替Ｎｏｒｍａｎ曲线可明显提高设计精度。     

定子绕组暂态过程对电力系统大扰动特性的影响

为了研究发电机3种机电暂态模型定子电压方程中定子绕组暂态(p)和转速变化(ω)对大扰动特性的影响,通过单机变压器双回线无穷大系统对3种模型在定子绕组暂态和转速单独作用以及共同作用等情况下的大扰动特性进行计算,得出定子绕组暂态对发电机大扰动的影响较大;在此基础上,将上述条件下3种模型的大扰动特性和暂态稳定极限与经过试验验证的时步有限元模型进行了对比。结果表明,计及定子绕组暂态和转速变化的3种机电暂态模型的大扰动特性和暂态稳定极限均与时步有限元结果更接近,并且在一定程度上提高了电网的最大传输功率计算值,为电力系统仿真中发电机的建模提供了重要的理论基础。     

中压固态复合开关切除电容器组的建模与分析

以真空断路器与晶闸管阀并联构成的中压固态复合开关切除电容器组的研究内容,主要是对电容器组负载电流由真空断路器至晶闸管阀之间电流转移这一暂态过程进行解析分析。首先基于真空断路器分段线性化电弧伏安特性曲线,并结合等效电路构建电流转移数学模型;然后据此推导出中压固态复合开关切除电容器组电流和晶闸管阀端电压解析解;最后据此可以得出晶闸管阀组最佳触发时刻、晶闸管阀组设计参数以及电流转移暂态过程中电流冲击程度。因为实现了由真空断路器至晶闸管阀的电流转移,所以电容器组在晶闸管阀电流自然过零时刻被切除,彻底克服固定电容器(fix capacitor,FC)开关分闸时造成的开关重燃和操作过电压。中压固态复合开关切除电容器负载暂态性能与晶闸管开关电容器(thyristor switch capacitor,TSC)性能基本一致,但却实现了紧凑化、低成本和高可靠性设计。利用仿真和现场录波波形验证了技术可行性。     

同步发电机不同实用模型的大扰动特性对比研究

为了研究同步发电机3种实用模型对电力系统大扰动特性和暂态稳定极限的影响,采用dq0坐标系下的实用模型与abc坐标系下的电网模型联立求解的方法,推导了发电机与电网接口关系的方程,建立了以实用模型为基础的单机双回线无穷大系统,并以经过试验验证的场路网耦合时步有限元模型作为标准响应,对各实用模型进行校验。采用上述模型对300 MW同步发电机进行仿真计算表明:3种实用模型的大扰动特性存在明显差异,且暂态稳定极限都较为保守;额定励磁下,实用模型与时步有限元的暂态稳定极限最大相差8.8%。研究结果为电力系统仿真中合理选择发电机模型提供了重要参考。     

自起动永磁同步电机起动过程电枢反应退磁分析

为了研究自起动永磁同步电机起动过程中电枢反应引起的永磁体退磁,采用场-路-运动耦合的时步有限元法,分析了自起动永磁同步电机起动过程中,电枢同步旋转磁场和转子永磁磁场的相对空间位置角δ与电枢电流幅值对永磁体工作点磁密的影响,得到了不同负载条件下的电枢反应退磁特点.结果表明:当相对位置角δ=π时,电枢磁场对永磁磁场的去磁作用较大,永磁体平均工作点磁密较低,且负载系数越大,永磁体经历δ=π时刻的次数越多,永磁体磁密多次出现较低点,永磁体退磁几率变大;起动过程中随着转速升高,电枢电流幅值减小,在接近同步速的δ=π时刻,永磁体磁密出现最低点,电枢反应退磁较严重.     

自起动永磁电机复合材料转子导条的优化

为了获得较好的电机起动性能和抗退磁能力,对自起动永磁电机的复合材料转子导条进行优化。利用时步有限元法分析得到复合材料导条尺寸和合金材料本身的电磁特性对电机起动和运行性能的影响。以复合材料导条的尺寸和材料的电磁特性为设计变量,以永磁电机的抗退磁能力为优化目标,同时以堵转转矩和堵转电流为约束条件进行优化。具体优化步骤为:先采用正交试验法进行试验条件设计,接着利用正交试验结果拟合出各项性能指标的二次响应面回归方程,并将其作为遗传算法的适应度函数,进行最优目标搜索。通过优化复合材料导条参数提高了永磁电机的抗退磁能力,取得了较高的堵转转矩和较低的堵转电流。