该文引入信息理论分析电力系统的负荷预测以及可再生能源出力预测,将其描述为信息决策过程,并提出了短期负荷预测中的最小信息损失（minimization of information loss,MIL）综合模型,利用历史负荷与预测误差的分布情况在信息损失最小的原则下求解最可能的负荷取值。针对MIL综合模型中概率分布的估计问题,文中应用了正态分布参数估计和Parzen窗...
该文是两篇系列论文中的第1篇,提出发电机组旋转备用宽度（spinning reserve width,SRW）的概念。SRW被定义为机组提供的正、负旋转备用之和的最大值,由机组其他参数容易计算出SRW。基于SRW概念,对于同时考虑系统正、负旋转备用约束的经济调度问题,提出一组解析的可行性判定充要条件。因此,经济调度问题的可行性可以通过直接检验这组解析条件来...
随着大规模风电接入电网,由于风剪切和塔影效应引起的风电功率3p频率周期性波动,可能会导致电力系统发生强迫振荡,严重威胁系统的稳定运行。风电接入点的不同,会使系统发生强迫振荡时的频率响应不一样。为分析不同观测节点的频率响应与功率扰动接入位置的关系,建立考虑发电机、原动机及其调速器和负荷特性以及网络结构的含风电电力系统小扰动复...
该文从数学上描述了配电系统的N-1安全性,给出了安全域（distribution system security region,DSSR）的严格数学定义,并首次证明DSSR的存在性。首先,从数学上描述了配电系统运行的状态空间与正常运行方式下的约束条件。其次,为描述N-1安全性及安全程度,提出了安全函数的概念,并给出一个具体的安全函数,并证明其具有连续和单调减的重要性质。再...
间歇性可再生能源发电出力的随机性、波动性及缺乏主网的支撑,增大了孤岛微电网系统的安全稳定运行风险,由此有必要对其进行静态安全性评估。安全分析准则和潮流计算是电力系统静态安全风险评估的基础。针对对等控制孤岛微电网的特性,提出结合N-1事故与解列方案的静态安全分析准则;并计及故障解列后孤岛系统的无平衡节点特性及存在的不确定性因...
该文首先采用连续空间函数序列的信号分解方法,建立了动态测试电压、电流和功率的函数序列模型。其次,提出了一种面向时间过程的三幅值键控（ternary amplitude shift keying,TASK）动态测试功率模型,给出了TASK动态功率的产生方案;在此基础上,定义了单向与双向功率的多种动态负荷模式。最后,基于所提出的理论方法,搭建了电能表动态误差测试系统...
电网暂态分析是保证电网稳定运行的重要手段。随着电网广域测量系统（wide-area management system,WAMS）的发展,电网形成了具有时空特性的高维海量运行数据。传统的电网暂态分析采用物理模型,用严格的数学公式关联维度之间数据,这种模型不能充分利用海量电网运行数据,造成资源浪费。从数据驱动的角度,首先分析WAMS数据的应用情况,考虑电网运行...
针对大规模电力系统提出了一种无功补偿选点和定容方法,在提高全网有功承载能力的同时改善关键节点的抗负荷扰动能力。首先设计了兼顾灵敏度和电压稳定裕度的节点薄弱性指标,用以识别电压薄弱环节;然后建立了计及电压稳定性的无功优化模型;最后采用改进的自适应LM算法加以求解。与传统方法相比,文中方法具有良好的寻优能力和计算性能。通过在标...
电力系统恢复后期的网架重构和负荷恢复是一个复杂的多步混整非线性规划问题。为了降低其求解难度和提高求解效率,提出一种适用于网架重构和负荷恢复的两阶段优化方法,该方法将网架重构及负荷恢复问题解耦为基于直流潮流的混整线性规划和基于交流潮流的连续非线性规划两阶段优化问题。在第1阶段优化中,利用计及频率影响的直流潮流模型确定最优线...
电网中分布式电源（distributed generation,DG）出力的随机波动性,以及负荷与电网互动性的增强,使得基于电网最大运行工况进行的传统变电站规划不再适应新形势下智能电网的发展。针对该问题,首先建立了负荷和分布式电源（distributed generation,DG）出力的时间序列,并基于该序列建立了配电网变电站选址定容的时序模型,在该模型中考虑了各变电...
该文分析了研究机组驱动点阻抗的自然谐振频率和该频率的驱动点电阻对次同步扭振模态电气负阻尼的影响,提出这2个参数是主导次同步扭振模态电气负阻尼的关键参数,定义了这2个参数关于电网元件阻抗参数的灵敏度指标。在这2个灵敏指标的基础上,提出一种识别实际系统次同步谐振＂研究区域＂边界节点的定量方法。最后,文中应用新英格兰的10台机39节...
快速恢复电力系统供电,减少停电时间是发生大停电后需要解决的重要问题。机组启动的次序是决定系统能否快速恢复供电的关键。传统的机组启动次序决策方法,决策依据多数仅讨论了机组启动的时间特性,而忽略了恢复路径充电时间的影响。该文提出了一种考虑恢复路径充电时间的机组启动次序决策方法,可实现机组恢复过程时间最短。最后利用23节点测试系...
随着主动配电网中不可控分布式电源（distributed generation,DG）渗透率的不断提高,其给配电网规划运行提出了更大的挑战,可能导致配电网电压越限、清洁能源弃电等问题。基于此,该文在规划阶段充分应用不同类型DG和负荷的时序性和潮流计算特性,以及引入不同恢复率的激励型需求响应（demand response,DR）模型,从而构建考虑不同DG和负荷类型建模...
为了抑制电力信号时变性和衰减直流分量对同步相量测量精度的影响,通过增加数据窗个数来获取信号时域信息的算法可以达到精确测量的目的,但时延较长,无法满足IEEE标准对保护类同步相量测量单元（phasor measurement unit,PMU）在动态响应速度方面的要求。鉴于此,参照前期利用信号时域信息的相量测量研究工作,该文提出利用电力信号频域信息滤除衰...
为减小直流输电系统发生连续换相失败的概率,分析了其换相机理,然后结合直流输电系统的低压限流控制（voltage dependent current order limiter,VDCOL）,提出了一种可抑制传统直流输电连续换相失败的虚拟电阻电流限制控制方法。通过理论分析,基于虚拟电阻的电流限制控制器可体现故障期间和系统恢复过程中直流电流的动态特性,具有良好的反应灵敏...
LCL型补偿的感应式能量传输拓扑由于其输出特性对负载变化不敏感的优点,在耦合系数波动小而负载范围较宽的无线能量传输场合应用较广。但由于系统中主要波形的高次谐波成分的存在,导致按常规基波近似法分析的误差较大,影响了参数设计的可靠性。为此该文考虑高次谐波的影响,针对变换器的时域特性进行研究。对高次谐波作用下的谐振腔进行简化,建立...
在无线电能传输技术中,电磁耦合线圈的电路模型参数是设计阻抗补偿电路、计算功率损耗、研究频率特性的关键参数。该文利用单端口阻抗和灵敏度分析,提出了一种电磁耦合线圈模型参数的离线辨识方法。将电磁耦合线圈连接成单端口网络,利用阻抗分析仪的测量值和基于模型参数的理论计算结果,构造了以阻抗误差模的平方和为最小的目标函数;利用单端口...
为提高并网逆变器电流控制性能,如谐波抑制、畸变电网电压的扰动抑制等,该文提出一种改进的状态反馈控制方法。首先,提出了一种新颖的一步预测离散谐振控制器（one-step prediction discrete resonance controller,OSPD-RC）;基于所提OSPD-RC和直流积分控制器（integral controller,IC）,设计了一种新型多重控制器（multiple controller,MC）。...
以飞跨电容多电平光伏逆变器为研究对象,首先建立系统共模模型,在此基础上分析开关状态、系统共模电压和共模电流之间的关系,并分析得出在载波正向层叠、载波反向层叠和载波相移三种调制方案下,系统共模电压存在高频变化,然后提出一种新型载波调制策略,利用载波调制结合布尔逻辑运算,使不同工作状态下保持系统共模电压恒定,进而有效抑制共模电流...
从并网耦合端看进去的弱电网,通常被等效为阻抗与富含背景谐波的电压源相串联的形式。考虑到电网阻抗的存在,入网电流闭环控制与电网电压背景谐波前馈控制相互耦合,常见比例前馈控制会额外引入一条正反馈环路,恶化入网电流品质,甚至威胁系统稳定性。建立弱电网条件下并网逆变系统模型,明晰弱电网条件下大量谐波电流的形成机理。提出谐振前馈控制...
电压源逆变器在可再生能源并网、变频调速系统、不间断电源（uninterrupted power source,UPS）等领域得到了广泛的应用。针对电压源逆变器的控制器进行研究,将功率器件的开关过程等效为受控放大器,在此基础上,以典型的PI和PR控制方法为分析对象,从数学模型和电路模型的角度揭示了其物理本质,发现了逆变器输出阻抗与逆变器控制方法之间的物理等...
针对双向全桥隔离DC/DC变换器,以减少变换器硬件与控制系统的设计成本为目标,该文重点开展相移控制方法研究。首先,为减小变换器峰值电流与磁性元件设计成本,分析了一种通用的三重相移控制方法,在此基础上,给出了相应的最小峰值电流控制算法。然后,针对现有最小峰值电流控制运算量和复杂性大的缺点,提出了一种虚拟功率控制方法,该算法可以取消负...
无源软开关技术控制和实现简单,工程应用广泛。文中提出一种适用于基本PWM DC/DC变换器的最小电压、电流应力无源无损软开关单元。实现开关管零电流开通、零电压关断,二极管软开关。开关管电压应力没有增大,增加的谐振电感有效抑制其电流峰值。同时,无源软开关单元钳位了二极管电压。在不增大原功率电路半导体器件的电压、电流应力条件下,实现软...
集成电感的研究对开关变换器实现小型化、轻量化具有重要意义,而且对变换器稳态和动态特性有显著改善,传统整体磁芯集成磁件存在设计复杂、成本较高、局部温升较高导致变换器损耗增加和效率降低等不足,该文通过对传统整体磁件进行等体分割,分析其磁路等效原理,提出一种单元耦合结构阵列式。分析了电感集成原理,给出了阵列式集成电感的单元位置拓...
永磁游标电机以其结构简单、转矩密度高等优点得到了国内外电机领域广泛关注,并就其工作原理、电机拓扑和电磁特性等进行了深入研究,结果表明该类电机非常适于低速直驱应用场合。根据定子拓扑结构的不同,永磁游标电机可分为单齿开口槽和多齿分裂极两大类。该文分析了它们的磁场调制原理及工作特点,总结了一般定转子结构以及若干特殊结构,并分别...
为了提升五相容错式永磁游标（five-phase fault-tolerant permanent-magnet vernier,FT-PMV）电机的输出转矩和设计优化的效率,该文对影响五相FT-PMV电机转矩性能的关键设计参数进行了研究。首先,推导了电机的功率方程,确定了影响电机转矩性能的关键设计参数,并通过解析法计算得到参数的合理取值范围,为电机转矩的优化提供基础。其次,以最大输...
目前,针对五桥臂逆变器驱动两台三相电机系统PWM策略的研究多是基于空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation,SVPWM）进行分析,然而实际上基于载波脉宽调制（carrier-based pulse width modulation,CBPWM）分析更为直接有效。该文构建了一种基于CBPWM的五桥臂逆变器驱动双三相电机系统双零序注入PWM策略,包括均值连续PWM和3种不...
传统的永磁同步发电机（permanent magnet synchronous generator,PMSG）模型预测直接转矩控制方法（model predictive direct torque control,MP-DTC）通常在同步旋转dq坐标系上实现预测控制,这导致该算法需要复杂的坐标变换单元,且对发电机的参数变化较敏感。针对这一问题,提出了一种改进的PMSG MP-DTC方法。该方法首先采用全阶滑模观测器在静...
随着风电机组基础结构的不断增大,风电机组的控制方法面临新的机遇和挑战,而遥感测量技术的发展给传统风电机组控制策略提供一个新的研究领域。该文提出了基于激光雷达（light detection and ranging,LIDAR）辅助风电机组模型预测控制方法来实现控制系统对风速扰动的前馈补偿控制。首先根据叶素动量理论分析风电机组的载荷情况和LIDAR预测风轮迎...
复合绝缘子酥朽断裂是近年来新出现的一种复合绝缘子异常断裂现象。由2篇论文组成的系列论文旨在将复合绝缘子酥朽断裂作为一类单独的复合绝缘子机械断裂形式进行研究。针对在系列论文的第1篇中提出的酥朽断裂的主要特征和产生机理,该文设计并进行了受潮条件下的电流、放电对玻璃钢芯棒的电蚀试验,在电蚀试验中成功复现了酥朽断裂复合绝缘子玻璃...
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