计及频率变化的感应电动机实用模型

频率是电力系统运行中的重要参数,电力系统仿真计算中必须考虑电力设备的频率特性。为此在电动机物理Park模型的基础上,重新定义电动机模型的实用变量,提出了考虑频率变化的电动机新定义3阶实用模型。传统定义3阶实用模型在实际应用中往往忽略了频率的导数项,由此给系统仿真带来了误差;而在新定义3阶实用模型中,实用变量的定义均不包含频率,电动势为磁链的线性关系,在电动势求导过程中不会出现频率的导数项。与传统定义3阶实用模型相比,该新定义3阶实用模型能够在不增加模型阶数的前提下准确考虑频率的影响。通过仿真算例验证了新定义3阶实用模型的准确性和有效性。     

平波电抗器绝缘校核仿真的高效降阶算法研究

为打破国外商业软件对数字孪生技术的垄断，掌握具有自主知识产权的仿真模型降阶技术，推动自主可控的数字孪生平台在电力行业的发展布局，文中基于国产多物理场仿真软件，针对±800 kV干式平波电抗器的绝缘校核仿真进行了数值计算模型的高效降阶算法研究。通过有限元模型的参数化计算获取样本数据集，并采用PLS(偏最小二乘法)和GP(高斯过程)两种机器学习算法进行降阶模型的训练和优化，最后从计算精度和计算效率两个方面对机器学习模型的降阶效果进行了对比评估。研究结果表明：机器学习降阶模型获得了较高的计算准确度和效率，与有限元计算模型相比电场强度最大值的相对偏差仅为6×10^-6，同时模型整体的计算耗时减少了1 000倍。     

电压模式降压型开关电源的仿真研究

开关电源中由于存在脉宽调制信号和占空比的概念而不便于做交流信号仿真，提出了利用传递函数的线性公式做等效信号源的方式来建立交流仿真模型。不用建立实际的电路和复杂的测试，只需更改仿真模型中反馈网络的元器件的参数，就能验证电源的稳定性与否。同时建立了时域仿真模型和带前馈技术的仿真模型，能够对输入电压阶越响应，输出负载电流阶越响应等做出仿真。仿真实验表明，仿真结果和理论计算具有较高的匹配度。     

利用特征值分析法的双馈风电机组模型降阶

构建适合电力系统仿真的双馈风电机组模型对风电并网具有重要意义。研究了以特征值分析进行双馈风电机组模型降阶及验证的方法。在双馈风电机组详细模型的基础上,对风力机、发电机定转子、变流器等模块进行了降阶,并构建了适合电力系统机电暂态仿真的双馈风电机组模型。分析表明,所采用的模型降阶方法能够反映模型的主要特性。时域仿真和误差计算表明,降阶后的模型可在电力系统稳定性分析中反映双馈风电机组对扰动的响应,证实了模型降阶方法的正确性和有效性。     

基于一阶回转曲线的Preisach磁滞模型研究

针对Preisach标量模型的磁滞算子几何叠加的原理,提出了基于一阶回转线进行磁滞特性研究的新模型。该模型基于Preisach模型的同余性和一阶回转曲线数据建立相应的磁滞数学模型,可以对铁磁材料的高阶回转曲线进行准确仿真。该模型实现简单,避免了传统数值方法求解Preisach分布函数必须进行两次求偏导和双重积分计算的复杂过程,并且提高了磁滞数学模型仿真精度。仿真结果与文献中测量结果相吻合,验证了该模型的准确性及有效性。     

降阶模型的标准结构

现有大系统时域最优降阶法都归结为泛函极值问题,对于如何选取最优降阶模型F、G、H标准结构以使寻优变元最少这一问题,也未得到解决,故计算量很大〔1〕。本文提出降阶模型F、G、H的标准结构,并从这一结构出发,利用大系统及其降阶模型特征参数应遵循的关系,将泛函极值转化为函数极值,且寻优变元最少,从而得出一种新电时域最优降阶算法,其计算量大大少于现有最优降阶法,仿真结果表明,该算法能达到很高电逼近精度。     

基于锥互补法的crowbar投入DFIG风电机群电磁暂态等值

为降低对大规模风电机群故障暂态仿真计算量,首先给出同步坐标系crowbar投入DFIG风电机组及其机群状态空间模型。其次,基于H￥范数最优化动态降阶方法,提出DFIG风电机群等值问题。对参数及运行状态各不相同DFIG机群,在降低原模型状态量数量的同时,实现阶系统与原模型故障电气量输出范数误差极小化。进一步,采用CCA算法将降阶等值转化为非凸优化问题,求解降阶等值模型。最后,针对非平衡初始状态,给出了等值模型初值的计算方法。仿真结果表明等值计算方法能够在有效实现降阶等值的同时,定量给出等值模型范数误差。     

模拟训练机模型简化算法的研究

在模拟训练机数学模型的仿真计算时,为了提高过程模拟的反应速度,增强人体感官的模拟效果,需要在实际的模型解算过程中,缩短计算模型所耗费的机时.针对模型解算的简化问题,提出一种设计思想,即在过程动态时采用通用滤波器的快速仿真算法,在稳态时采用模型降阶和时矩输出拟合相结合的算法.由六阶系统模型降为四阶模型的仿真结果表明,采用时矩输出拟合的降阶系统在其单位阶跃响应中,输出拟合的精确度范围可达输入幅值的0.05％ ～5.8％.采用所提出的设计思想,在动态时可以保证仿真的实时性,缩短模型的解算时间,在稳态时又可以提高简化模型的输出拟合精确度.     

双馈感应风力发电机组动态模型的分析与比较

在大型风力发电厂中双馈感应风力发电机组将被广泛应用,深入了解双馈感应风力发电机组动态特性非常必要。文中给出了双馈机组的8阶、5阶和3阶模型。8阶模型包括完整的传动系统模型、定子模型和转子模型;5阶模型包括定子、转子模型和简化的传动系统模型;忽略定子的暂态过程后,3阶模型包括转子模型和简化的传动系统模型。在MATLAB／Simulink软件上实现了3种模型建模。完成了对2种情况的仿真,仿真结果验证了上述3种模型的正确性,并比较了各自的响应特性。仿真结果表明：8阶模型具有最精确完整的响应,但仿真时间最长;3阶模型采用最大程度的近似,但仿真时间最短;5阶模型适合大多数既要求较快仿真速度又要求较高精度的研究。     

Box-Jenkins模型阶次与参数同时估计的递推算法

研究了Box—Jenkins模型阶次与参数的同时估计问题．基于信息压缩阵的UD分解技术和广义增广最小二乘原理，提出Box-Jenkins模型阶次与参数同时估计的一种递推算法，减少了辨识计算量，改善数值稳定性，提高了辨识精度．仿真结果表明该算法的有效性。     

基于VisSim的SCIG风力发电机组动态模型建模与研究

给出了基于鼠笼型感应发电机(SClG)的风力发电机组的五阶与三阶动态模型,其中五阶模型包括定子、转子模型及简化的传动系统模型;忽略定子暂态过程后,得到包括转子模型及简化的传动系统模型的三阶模型.在VisSim仿真软件上实现了上述两种模型的建模,并针对各自的响应特征进行了仿真比较.仿真结果验证基于VisSim的SCIG风力发电机组建模的正确性,同时也为风力发电机组的仿真研究提供了一个新的途径.     

电站锅炉燃烧系统和蒸发系统仿真模型的建立

目前用于仿真目的的电站锅炉系统的燃烧模型普遍采用零维稳态模型 ,炉膛水冷壁模型采用集总参数模型。在现代仿真系统在某些领域的高精度要求的前提下 ,如果仍采用上述方法就不能满足需要。因此该文在建立精确的模型方面做了崭新的尝试 ,燃烧系统采用一维的燃烧模型 ,水冷壁就采用分布参数模型。虽然增加了方程的数量 ,但仍能满足实时仿真的需要。图 5表 2参 5     

调度员培训仿真器中计及水力系统的动态全过程仿真

本文首先给出了五种水力系统模型，在原华东电网DTS仿真软件的基础上，对原华东电网DTS动态仿真软件的模型部分进行了改进，推导了新模型下的发电机差分方程，对发电机的雅可和比矩阵进行了修改，仿真并分析了不同水力系统模型对多机系统稳定运行的影响，得出有意义的结论。     

光伏并网发电与电能质量调节统一控制系统

结合光伏并网系统与有源电力滤波器在控制结构和控制策略上的相似性,研究了一种既能实现光伏并网发电又能实现电能质量调节的统一控制系统。对传统的光伏电池最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)方法进行了改进,给出了流程图。针对统一控制系统特点,在PI控制基础上,提出了准PIR控制策略,从理论上分析了其优势,并给出了各参数的计算方法。在Matlab环境下,搭建了系统的仿真模型,仿真结果证明了该系统结构和控制策略的有效性。     

Supercapacitors and lithium-ion batteries for power electronic applications

This article employs the method of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) to extend the physics-based, nonlinear equivalent circuit models of supercapacitors (SCs) to describe lithium-ion batteries (Li-ion). The following section briefly introduces the method of electrochemical impedance spectroscopy and presents measured impedance spectra. From these spectra, appropriate equivalent-circuit models are deduced. After this, the MATLAB/Simulink implementation of the new simulation models is discussed, and simulation results, as well as verification measurements, are provided. Finally, conclusions are drawn, and future perspectives of the new impedance-based modeling approach are outlined.     

分拣机器人无线传能系统耦合机构的仿真

物流行业飞速发展,大量的物流分拣机器人投入使用,其充电方式以接触式充电为主,存在一定的安全隐患,因此,文中提出对其采用磁耦合谐振式无线电能传输技术进行无线充电,通过有限元软件COMSOL对无线传能系统线圈进行仿真,对所提出的三种线圈仿真模型进行了磁场仿真以及数值计算,仿真并分析了三种模型的磁场强度分布和距离变化对传输特性的影响。仿真结果表明,矩形轨道式无线传能系统传输效率与负载功率相对稳定,更适合对分拣机器人进行无线充电。     

基于CEEMDAN-SE和DBN的短期电力负荷预测

为提高短期负荷预测精度,提出一种基于自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN)-样本熵(SE)和深度信念网络(DBN)的短期负荷组合预测模型。首先利用CEEMDAN-样本熵将原始负荷序列分解为多个特征互异的子序列,计算各子序列的样本熵,将熵值相近的子序列重组得到新序列,降低了原始非平稳序列对预测精度造成的影响并减小计算规模;随后综合考虑各新序列的周期特性和影响因素对每个新序列分别构建不同的DBN预测模型,利用DBN预测模型克服了浅层神经网络特征提取不充分及初始参数难确定的问题;最后将预测结果叠加得到最终预测值。仿真结果表明,该组合预测模型有效提高了预测精度。     

用于调度员培训仿真器中的快速暂态——准中期稳定仿真

本文提出了一种用于DTS暂态——准中期稳定仿真的高度简化的数学模型。通过优化方法，找出了简化模型中的等效系数及等效时间常数，使简化模型得到了实用化。另外，还研究了继电保护及其相应自动装置动态动作过程的仿真，用精细的稳定程序在三机和东北辽西系统上对本软件进行了考核。结果表明，本软件的仿真精度、仿真速度和仿真功能都是令人满意的。     

复合电介质介电性能有限元仿真

以聚合物基体添加具有非线性填料非线性复合电介质为研究对象,利用编程实现填料颗粒在基料中随机分布和基于蒙特卡洛(MC)模拟的模型随机构建,并通过三维有限元数值分析软件求得不同电压激励下的响应电流.采用时域最小二乘法对仿真得到的总电流进行分解并获得材料的宏观介电参数与电场强度的关系.结果表明:填料在空间的随机分布导致复合材...