基于隐式梯形–时步保持法的3/12相电机建模

综合电力系统（integrated power system,IPS）包含3/12相双绕组发电机等特殊高阶非线性元件,现有电力系统电磁暂态仿真软件均不提供其仿真模型。为此,采用隐式梯形法对双绕组发电机数学模型进行差分离散化处理,通过定、转子分离迭代,推导出电机等效电路模型,并在PSCAD中建立双绕组发电机仿真模型。应用时步保持算法,将模型的仿真时步划分为计算时步和保持时步,提高了计算速度。最后,构建综合电力推进系统试验平台,发电机空载短路、推进系统调速的试验与仿真结果吻合,验证了建模方法的有效性和所建模型的正确性。研究表明,基于隐式梯形–时步保持算法的建模方法能够准确高效地建立双绕组发电机的仿真模型,可应用于EMTP类仿真软件,并可推广至IPS各类多相电机建模。     

换流变压器极性反转试验的数值模拟

换流变压器绝缘结构中的油浸纸、纸板的电导率呈各向异性、非线性特性.从利用罚函数法获得的有限元状态方程出发,应用龙格库塔法对状态方程进行求解,计算了一个实际换流变压器模型在极性反转试验电压下绝缘结构中瞬态电场的变化.计算结果表明,各向异性非线性媒质中的电场分布与各向同性线形媒质中的电场分布有很大不同.为了准确的进行换流变压器绝缘结构设计,需要考虑媒质的各向异性非线性特性.     

舰船直流区域配电系统安全运行边界计算与分析

根据综合电力系统采用直流区域配电的特点,借鉴配电网最大供电能力(TSC)的概念,提出基于斩波器负载率的舰船直流区域配电系统安全域模型及其TSC模型,并引入{1}-广义逆的概念分析了安全域模型的解空间形式。进而给出了可视化安全边界仿真算法流程,将TSC模型求解结果作为初始迭代值,对直流区域配电系统中的斩波器进行两两分组,任选一组进行仿真逼近,得到二维安全边界断面图。最后,采用Lingo计算了直流区域配电系统TSC临界安全工作点,给出了两种典型分组情况下的安全边界断面图,分析了同一区域和不同区域各斩波器之间的负荷关系,为综合电力系统安全预防控制提供了研究基础。     

基于周期轨模型的综合电力系统逆变器性能分析

针对包含逆变器负载的综合电力系统谐波含量、稳定性和动态性能精确量化评估的困难,文中建立了系统的周期轨模型,利用周期轨分析谐波含量,由周期轨Poincaré映射的Jacobian矩阵特征值分析系统的稳定性,提出了稳定裕度指标,它不仅可以表示系统的稳定水平,还可以量化系统状态变量增量动态响应的衰减速度.研究表明,综合电力系统稳定性主要取决于直流供电系统,逆变器对于直流供电系统的振荡具有隔离作用.综合电力系统的周期轨模型能定量给出逆变器采样调制方式和系统参数对逆变器性能的影响程度,可为综合电力系统的设计与分析提供技术支撑.仿真分析验证了算法的有效性.     

HVDC换流阀用饱和电抗器的建模及仿真

电路仿真是实现HVDC换流阀优化设计的最主要手段,饱和电抗器作为换流阀中保护晶闸管的主要器件,其电路模型的准确与否关系到整个换流阀仿真的准确性。饱和电抗器的电路模型可以等效为非线性电感与非线性电阻的并联。本文利用磁性材料的BH曲线,获得了饱和电抗器的非线性电感特性,通过分析冲击放电试验结果获得了饱和电抗器的电阻特性,从而建立了饱和电抗器的等值电路模型。通过仿真不同电压等级的冲击放电试验,结果与试验一致,从而验证了模型的有效性。     

炭砂滤池在松花江污染应急处理中的应用特性研究

以哈尔滨制水三厂应急改造的炭砂滤池为对象,研究其在恢复供水期间的除污染效能和反冲洗工艺条件对滤池性能的影响.结果表明:炭砂滤池将活性炭吸附、石英砂物理拦截作用有机结合,能有效去除水中的硝基苯类污染物、胶体颗粒和各种有机物,试验中炭砂滤池出水硝基苯浓度始终接近检测限;出水浊度始终＜1 NTU,与普通无烟煤/石英砂滤池相比无明显差别;对CODMn、UV254、TOC的去除率分别在35%、25%和25%以上,效果显著.采用水冲强度4.2 L/(s·m2),水冲时间10 min的反冲洗工艺条件,能够满足炭砂滤池的反冲洗要求;炭砂滤池10 min初滤水不排入后续消毒工艺,作为反冲洗水储存备用,或输送到前端工艺进行再处理.     

基于柔性耦合权重的四川省洪灾评估标准计算

洪灾损失具有随机性、模糊性和不确定性,其评估标准难以确定。采用加权模糊核聚类(WFKCA)方法对四川省历史洪灾样本集进行模糊聚类迭代运算,提取其中的内在分布特性,从而计算出洪灾损失各类别间的边界值,作为洪灾损失评估的参考标准。为了使评估工作具有一定普适性,针对性地选取了评估指标体系,并且对绝对值及相对值2种标准进行了探讨。考虑到指标权重对评估工作的关键性,利用模糊层次分析法计算出的主观综合判断矩阵推导出各指标权重的专家组指导性范围,并用来约束WFKCA对客观权重的搜索范围,得到在满足专家组主观决策偏好的前提下尽可能对代表客观性的聚类效果进行优化的主、客观性间柔性耦合的权重。实例分析证明本文提出的方法计算出的洪灾评估标准较为可靠,具有一定的参考价值。     

HVDC整流侧阀饱和电抗器铁损仿真研究

建立了用以研究直流输送电流对饱和电抗器铁心损耗影响的,包含带反向恢复特性的晶闸管模型与非线性饱和电抗器模型的12脉动高压直流输电换流阀仿真模型,其中饱和电抗器模型是由非线性电阻模型与受控电流源并联构成的。以锦屏—苏南±800 kV/4 750 A高压直流输电工程整流侧使用的A5000换流阀为例,仿真了3组不同直流线路电流条件下饱和电抗器铁心损耗,仿真结果与现场实测数据相符。饱和电抗器的铁损不仅包括换流阀开通时产生的铁损,在换流阀关断以及断态时也会产生铁损。饱和电抗器铁损随直流电流的升高而增加。     

高压直流换流阀用饱和电抗器的暂态电路仿真模型

为了定量研究高压直流(HVDC)换流阀的开通和关断电气应力,建立了饱和电抗器的暂态电路仿真模型。将饱和电抗器模型等效为1台空载变压器,其漏感和励磁电感分别对应于饱和电抗器的空心电感和铁芯电感;为了避免微分运算带来的误差,将饱和电抗器的非线性铁芯电感等效为伏秒数受控的电流源模型,这样不仅可以提高运算精度,而且可以增强求解过程的收敛稳定性;在传统波穿透理论基础上,进一步考虑了硅钢片"由内而外"的径向逐渐饱和过程,给出了饱和电抗器的涡流电阻模型,大大提高了仿真模型的准确度。通过电容器冲击放电试验验证了饱和电抗器电路仿真模型的优越性。     

采用周期轨Poincaré映射的非线性电力电子系统小干扰稳定性分析

拓扑结构切换、占空比控制方法和非线性元件均可使电力电子系统具有非线性特性,因此其小干扰稳定问题属于微分方程周期轨的稳定问题。由于状态空间平均法误差较大、难以预测分叉,而数值仿真法物理概念不清晰,因此,提出了基于梯形积分法的非线性电力电子系统周期轨稳定性分析方法。利用梯形积分法描述系统占空比方程和每阶段的非线性状态方程,由隐函数求导法和链式求导法计算周期轨Poincaré映射的雅可比(Jacobian)矩阵,提出了系统稳定裕度指标,建立了基于周期轨Poincaré映射的非线性电力电子系统小干扰稳定性分析方法。该方法能够克服小干扰稳定传统分析方法的困难,揭示非线性电力电子系统失稳的动力系统机制。仿真分析验证了算法的有效性。