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1. chinaXiv:202201.00044 [pdf]

新能源电力系统并网设备小扰动稳定分析(一):机理模型与稳定判据适用性

宫泽旭; 艾力西尔·亚尔买买提; 辛焕海; 王玮; 张欣; 陈东; 王冠中; 杨超然; 胡海涛
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Electrical Engineering

新能源电力系统的动态特性复杂,存在众多稳定分析方法及稳定判据。不同稳定方法/判据对应的物理解释和适用范围不同,目前难以从理论上回答各类判据适合解决的问题,以及它们所对应的物理解释是否合理。该文分为两部分,第一部分提出稳定判据的适用性评估方法,并尝试回答与稳定判据对应的物理解释是否合理;第二部分应用该方法分析部分典型判据的适用场合,并尝试给出其物理解释。第一部分首先回顾归纳现有稳定判据的推演机理,以及各判据背后对应的物理意义。其次,从稳定性等价、标称性和鲁棒性3个角度,提出稳定判据的适用性3个定性原则,并提出基于环路增益灵敏度的定量化指标。最后,以并网变流器为例,说明频域分析中若干基于阻抗的分析方法的性质,并探讨了其适用范围。电力系统中其它典型判据的适用性及其物理解释等工作将在第二部分展开探讨。

submitted time 2022-05-29 Hits5705Downloads685 Comment 0

2. chinaXiv:202201.00043 [pdf]

新能源电力系统并网设备小扰动稳定分析(二):导出机理与稳定性分类探讨

宫泽旭; 艾力西尔·亚尔买买提; 辛焕海; 张欣; 鞠平; 袁小明; 屠竞哲; 傅闯
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Electrical Engineering

该文第一部分从稳定性等价、标称性和鲁棒性3个角度,提出稳定分析方法/判据适应性的定性原则和量化评估指标。第二部分将进一步针对同步机、变流器和双馈机组等典型设备,分析现有稳定判据的适用性及判据对应的失稳物理解释是否合理,并从主导输出变量角度探讨稳定问题的分类方法。首先,利用所提评估指标,验证现有同步机低频振荡和次同步振荡/谐振的稳定分析方法和物理解释的合理性;其次,利用所提评估指标分析变流器和双馈机组振荡问题,探讨其适用的稳定判据、导出机理及主导输出变量;最后,提出基于物理机理及主导输出变量的设备稳定分类新思路,从矢量角度将设备稳定性分为相角主导的同步稳定、幅值主导的电压稳定和它们特殊组合而成的电气谐振3类。同时还探讨宽频带振荡概念、设备稳定和系统稳定间的联系及稳定分类的可拓展性等问题。

submitted time 2022-05-29 Hits5222Downloads637 Comment 0

3. chinaXiv:202204.00035 [pdf]

时变能量网络中(火用)的动态演化机理分析与仿真

陈皓勇
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Electrical Engineering
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Engineering Thermophysics

(火用)是衡量能量品质的指标,深刻揭示能量传递过程中做功能力损失的实质。为研究时变能量网络中?的动态演化机理,本文基于能量网络理论列写能量网络中物理量间的本构关系,给出?的普遍化表达式,包括基于热力学第二定律形成?的普遍化描述与?损方程,同时引入了能级因子评价能量品质;分析了不同形式?在能量传递管(线)中的动态演化过程,包括电(火用)、热(火用)与压(火用),给出了?的输出方程与效率计算方法;分析了能量转换设备中?的动态演化过程,进行了?的损耗量、存储量与效率分析;最后,通过具体算例对?在某综合能源系统中的动态演化过程进行动态仿真。本文所研究的内容能够充分挖掘综合能源系统的能效潜力,为更好地实现能源梯级利用打下了坚实的理论基础。

submitted time 2022-04-10 Hits2458Downloads352 Comment 0

4. chinaXiv:202201.00092 [pdf]

考虑运行状态的新能源电力系统广义短路比:广义运行短路比

刘晨曦; 辛焕海; 周瑀涵; 王冠中; 袁辉
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Electrical Engineering

新能源多馈入系统存在由于锁相环带宽与电网强度不匹配导致的次/超同步振荡问题,需要准确量化电网强度以保障系统稳定运行。为此,该文考虑新能源系统在实际运行场景中设备出力或端口电压偏离额定值的影响,提出适用于非额定工况下新能源系统电网强度的量化方法,并提出了广义运行短路比指标。本文首先分析了新能源系统运行方式变化时设备的外特性变化规律,近似解耦设备动态特性与端口电气量的相互作用关系;其次,研究了考虑电气量变化时的网络侧导纳矩阵的可解耦性,提出了考虑运行方式的广义运行短路比指标和相应实用化计算方法,据此拓展了广义短路比理论的应用范围。最后,基于算例说明所提方法的有效性。

submitted time 2022-01-28 Hits3146Downloads480 Comment 0

5. chinaXiv:202002.00005 [pdf]

热色液晶瞬态测量流动换热中努赛尔数的技术研究

罗希凌; 饶宇; 梁策; 罗稼昊
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Power Machinery Engineering

热色液晶是一种胆甾相液晶,其具有显著的旋光效应,对于温度的变化具有高度的敏感性,广泛应用于物件表面温度的测量。在流动与换热的实验研究中,通常需要研究整个通道内部表面的换热分布情况。利用瞬态液晶测量通道表面的温度场,进而推导出表面的换热系数分布和努赛尔数,在燃气轮机涡轮叶片冷却的研究中已成趋势。本文建立了基于瞬态液晶实验技术的风洞和测试系统,利用HSV色彩模型对颜色进行描述,经过标定后,得到颜色-温度关系;开展瞬态液晶实验,用半无限大导热理论对瞬态导热过程进行求解,得到了通道内部壁面的努赛尔数分布云图与平均努赛尔数,并与理论计算值进行了对比,两者吻合较好。

submitted time 2020-02-01 Hits25792Downloads2432 Comment 0

6. chinaXiv:201907.00007 [pdf]

多区域电力系统日前发输电计划方法——以中国南方电网为例

郑晓东; 陈亦平; 陈皓勇; 张勇; 陈静鹏; 禤培正
Subjects: Energy Science >> Engineering of Energy Sources System
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Electrical Engineering

多区域电力系统的优化调度存在与调度模式相适应和建模求解等方面的困难。本文基于我国网省两级调管模式和省间中长期电量协议的背景,提出以简化省级系统和优化净发电序列方差为基础的多区域日前发输电计划模型,模型能够非迭代地求取优化的交、直流联络线功率计划和直调电厂机组出力计划,并针对性地考虑了直流输电曲线阶梯化和网省间局部交流断面潮流限值等实用化约束。采用中国南方电网多省区交、直流互联系统的实际数据,验证了模型的有效性和可行性,证明模型能够利用较少的信息,在上级调度机构层面形成改进的且对省区安全可行的送受电计划,降低省区发电的峰谷差和标准差,缓解调峰压力,提高整体运行效益。所提方法适用于我国当前的调度体制及不同场景,已经在电网调度计划编制上取得应用。

submitted time 2019-07-09 Hits33567Downloads3170 Comment 0

7. chinaXiv:201903.00008 [pdf]

变频空调用PFC电感的仿真研究

景馨; 王春芳; 王世伟; 王放
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Electrical Engineering

针对变频空调用功率因数校正(PFC)电路中的电感在运行时存在局部过 热、温升较高的情况,本文采用电磁热耦合仿真对其进行了优化设计。通过有限元分 析,搭建了 PFC 电感三维电磁热场的仿真模型,利用电磁仿真计算得出 PFC 电感的 功率损耗,并将其作为热源进行了热场模拟。通过改变绕组的匝数和磁心的尺寸,模 拟了四组不同的设计方案,分别进行了磁场 - 热耦合分析,从中给出了优化设计方案。 实际运行表明,优化后的 PFC 电感有效降低了温升和损耗,设计方法对于其他电感器 件的设计具有参考价值。

submitted time 2019-03-05 Cooperative journals:《电气工程学报》 Hits28527Downloads2325 Comment 0

8. chinaXiv:201903.00009 [pdf]

负载特性对不均匀气隙结构异步起动永磁同步电机退磁的影响

陈垒; 吴长江; 鲍晓华
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Electrical Engineering

不均匀气隙结构的异步起动永磁体同步电机是针对普通异步起动永磁同步 电机由于气隙磁场谐波复杂而导致的运行过程中转矩脉动大、电磁噪声高等问题提出 的,此结构电机的永磁体退磁情况与普通电机有较大不同。本文基于永磁体内各处的 磁场矢量基本相同的原则,利用永磁体内部一点的磁密表征整个永磁体在运行过程中 磁密的变化,对不均匀气隙结构异步起动永磁体同步电机永磁体工作点展开了理论研 究与有限元仿真。分析了影响电机退磁的因素,研究了施加不同负载与转动惯量时永 磁体的磁密变化情况,得到电机稳态运行时和起动过程中永磁体工作点的变化规律, 提出了获得永磁体磁密最小工作点的研究方法。

submitted time 2019-03-05 Cooperative journals:《电气工程学报》 Hits27919Downloads2364 Comment 0

9. chinaXiv:201903.00010 [pdf]

基于动态柯西蜂群算法优化支持向量机的风机叶片故障诊断

王宇鹏; 王致杰; 刘琦; 徐莉莉; 王鸿; 程亚丽
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Electrical Engineering

为了提高风力发电机叶片故障的识别率,利用支持向量机建立风力发电机 叶片故障和特征参数之间的非线性关系。在蜂群算法中引入一种动态柯西因子,动态 调节蜂群寻优过程中的搜索步长,提高蜂群算法的扰动能力,避免蜂群陷入局部搜索, 采用这种动态柯西蜂群算法对支持向量机的参数寻优,建立动态柯西蜂群算法优化的 支持向量机模型。采集南方某风场风力发电机叶片的四种工况下的特征数据训练此模 型并进行故障诊断,诊断结果表明改进后的蜂群算法优化支持向量机模型能够提高风 力发电机叶片的故障识别率,具有一定的工程参考意义。

submitted time 2019-03-05 Cooperative journals:《电气工程学报》 Hits27859Downloads2362 Comment 0

10. chinaXiv:201903.00011 [pdf]

一种ICPT系统松耦合线圈最佳径距比的设计方法

李政泰; 王春芳; 魏芝浩; 李聃
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Electrical Engineering

传统的感应耦合电能传输(ICPT)系统中,松耦合变压器接收线圈 Rx 的 半径与发射线圈 Tx 到接收线圈 Rx 之间的距离 h 的最佳比例系数,即径距比 γ 的求取, 是通过系统建模来推出 Tx 和 Rx 间的互感值,并辅以大量实验来获得的。针对这种缺 少理论依据并浪费人力、物力的问题,本文提出了一种通过仿真观察 Rx 中电流密度变 化规律来获得 Rx 半径与 h 比例系数的最佳值的设计方法。首先求取单管 ICPT 系统之 一次侧并联、二次侧并联(PP)结构下的系统去耦等效电路模型,据此推导出 Rx 上 的电流密度和互感 M、系统传输功率的关系;并通过公式分析,确定 Rx 电感 L1 与 Tx 电感 L2 的比值 a 和系统的耦合系数 λ 的取值,来确定在不同频率下 L1 和 L2 的值,从 而建立仿真模型,利用有限元仿真软件对 γ 的最优值进行研究。相比于通过线圈互感 值来优化线圈的方法,本文中的电流密度可以通过软件直接观测到,形象而且直观,节省时间和成本,有效提高设计效率。综合仿真结果确定了松耦合线圈最佳径距比γ,该参数与企业通过生产实践总结出的经验值相吻合。

submitted time 2019-03-05 Cooperative journals:《电气工程学报》 Hits28327Downloads2418 Comment 0

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