华北电力大学学报(自然科学版)


  • 多重信号分类法与扩展Prony结合的异步电机转子故障检测

    许伯强;田士华;

    提出了一种基于奇异值分解滤波技术的多重信号分类算法与扩展Prony算法相结合的异步电动机转子断条故障检测的新方法。奇异值分解滤波技术可以高效率地滤除电机定子电流信号中的基频分量与有色噪声,从而凸显转子断条故障特征频率分量;多重信号分类方法可在短时采样数据条件下准确计算故障特征分量的频率;扩展Prony方法则可以精确计算出各特征分量的幅值,弥补了多重信号分类算法无法求解幅值的不足。因此,将三者结合即可在短时采样信号条件下以高频率分辨力准确提取转子断条故障特征频率分量。对一台异步电机进行试验,结果表明:新方法简单、实用,效果理想。

    2015年06期 v.42;No.178 1-7+23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1502K]
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  • 高压并联电容器用放电线圈瞬态特性研究

    王帅兵;李琳;刘刚;金涌涛;周国良;

    为了深入研究影响高压并联电容器用放电线圈放电速度和饱和速度的因素,提出一种电路与磁路时域耦合的计算方法,考虑到铁心材料的非线性饱和特性,建立电容器组与放电线圈串联的放电电路的计算模型,以反映外部电路元件的时域特性及放电线圈内部磁通链的耦合关系。在多台不同规格的放电线圈上,进行电容器组残压释放瞬态过程的仿真计算与试验研究,计算结果和试验结果基本吻合,表明所提计算方法能够有效地应用于高压并联电容器放电线圈瞬态特性的研究。通过计算研究了高压并联电容器放电线圈电气和结构参数对其饱和速度、放电速度及振荡电路第一个负半波的峰值电压产生的影响,为放电线圈的参数优化提出建议。

    2015年06期 v.42;No.178 8-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1665K]
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  • VSC-HVDC换流系统辐射电磁场计算及其影响因素分析

    孙海峰;杜林森;梁贵书;蒋剑;

    随着柔性直流输电技术(VSC-HVDC)的发展,柔性直流换流系统的电磁兼容问题一直是人们关注的重点。为准确预测柔性直流换流系统正常工作时的电磁环境,采用天线理论与矩量法相结合的辐射电磁场的计算方法,搭建了考虑墙体、玻璃、门窗等屏蔽体在内的VSC-HVDC换流系统的全尺寸天线模型,采用此天线模型探索了通过改变墙壁材料、骚扰源与墙壁距离、墙体厚度以及不同的墙体形状以降低VSC-HVDC换流系统产生的辐射电磁骚扰。同时,基于华北电力大学新能源实验室VSC-HVDC换流系统的实验平台进行了验证,测试与计算结果的对比证明了此计算方法与降低辐射电磁骚扰措施的有效性。最后,突出了墙体因素对辐射电磁骚扰和室内敏感点辐射电磁场分布的影响。

    2015年06期 v.42;No.178 16-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 3265K]
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  • 基于改进电气介数的关键线路辨识

    徐岩;郅静;

    为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于改进电气介数的关键线路辨识方法。推导出线路功率变量与节点注入功率变量之间的功率灵敏度矩阵,以该矩阵为基础,考虑线路负载率、不同节点发电量和负荷水平的影响,定义改进电气介数指标识别电网的关键线路。利用加权潮流分布熵反映线路断开对系统线路负载率分布及运行安全水平的影响。改进电气介数计算简单,克服了以往介数指标假设节点间功率按最短路径传输的不足,同时考虑了线路中潮流的方向性。加权潮流分布熵很好地反映了系统中部分线路负载率偏高甚至过载而导致的潮流分布不均衡。在IEEE39节点系统中对该方法进行验证,结果表明利用改进电气介数可有效识别断开后导致系统线路负载率分布不均衡的关键线路。

    2015年06期 v.42;No.178 24-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 257K]
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  • 基于馈线分区的分布式电源接入配电网可靠性评估

    任建文;李越佳;

    为了提高分布式电源接入配电网可靠性分析精度,缩短评估时间,提出了一种基于馈线分区与故障模式影响分析相结合的评估方法。计及分布式电源出力和负荷随机性,计算各负荷点可靠运行的概率及分区的可靠性指标。为避免枚举所有元件的故障情况,可将分区看作单个元件进行故障遍历,评估配电系统的可靠性。利用此算法,评估IEEE-RBTS Bus6的F4馈线的可靠性,分析结果证明了该理论的正确性,表明了评估方法可实现分布式电源出力不确定性及负荷随机性的模拟,为分布式电源接入复杂配电网进行可靠性分析提供了依据。

    2015年06期 v.42;No.178 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 458K]
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  • MMC-HVDC交流侧不对称故障特性分析与保护策略

    马世强;余利霞;郑连清;

    为研究模块化多电平换流器(MMC)交流侧不平衡故障机制及其针对性的保护策略,提升系统运行稳定可靠性,分离交流量的正序和负序分量,对三相电网电压不平衡故障下MMC-HVDC系统数学建模,分析其交流、直流电压及子模块电容电压、内部电流的变化过程,提出了一种以抑制交流侧负序电流为目标的MMC交流侧不平衡故障保护控制策略。以单相接地故障为例,基于电磁暂态仿真软件平台PSCAD/EMTDC进行仿真分析,结果显示负序电压补偿控制能够显著减小MMC内部电流的交流测馈入分量,减小子模块电压的波动范围,保证了系统的持续运行能力。

    2015年06期 v.42;No.178 35-42+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 2531K]
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  • 计及变流器控制策略的双馈异步电机转子匝间短路的建模与分析

    李俊卿;王志兴;

    转子匝间短路是双馈异步电机常见故障之一,早期准确检测到匝间短路的存在,对风力发电系统的安全运行具有重要意义。利用多回路理论建立了双馈异步电机正常以及转子匝间短路情况下的数学模型,并利用MATLAB/Simulink中S函数实现了数学模型。在考虑变流器控制策略的基础上,对双馈机在正常情况下和转子绕组匝间短路的情况下进行了仿真实验,并且对实验结果进行了频谱分析,所得仿真实验结果与实际情况相符。说明基于S函数的多回路模型的仿真实验是正确的,相比仅考虑电机本身而忽略变流器影响,得到更加符合实际的仿真结果。

    2015年06期 v.42;No.178 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2052K]
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  • 基于联合仿真的双馈风力发电机三相对称故障下暂态特性的分析

    王艾萌;舒思婉;

    由于双馈电机的特殊拓扑结构,其故障下的暂态特性十分复杂,而一般分析其低电压特性的文章均简化其双馈电机模型或在单一软件中模拟故障下暂态过渡过程。利用Ansoft-Maxwell,Matlab-simulink和AnsoftSimplorer三个软件的协同仿真,分析了双馈电机在三相对称故障下的暂态特性。首先,在双馈电机的稳态数学模型基础上,分析了双馈电机在三相对称故障下各物理量之间的变化过程及相互影响。其次,搭建了电机有限元模型、控制器及外电路模型,最后分析了联合仿真的运行结果,得到的结论与之前的理论分析相吻合。

    2015年06期 v.42;No.178 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 3774K]
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  • 基于PMU数据的调速系统模型参数误差评价方法研究与实现

    张文朝;顾雪平;梁海平;韩钰;唐浩;范新桥;

    调速系统动态特性影响电力系统的安全稳定运行,调速系统模型参数误差评价对提高电力系统仿真准确度具有重要意义。基于实测数据的混合仿真是验证模型参数准确性的有效手段,为克服商业仿真软件注入数据受限之不足,研究了控制系统解耦实现方法,开发了以转速差作为注入数据的调速系统模块级混合仿真程序;通过分析调速系统的一般响应特性,提出了基于分段加权相似度的误差评价方法,利用所研发的混合仿真程序实现了调速系统模型参数误差评价。采用某地区4台机组扰动场景下的PMU数据,验证了调速系统模型参数误差评价方法的有效性。

    2015年06期 v.42;No.178 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1085K]
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  • 风储直流微网电压调整策略研究

    朱晓荣;豆林林;

    随着新能源的广泛应用,总成本和损耗相对较低的直流微电网受到越来越多的关注。以风储直流微电网为研究内容,综合考虑直流微电网的经济调度和运行控制两个方面,提出直流电压闭环调整控制策略。按照调整范围和调节能力的不同,将电压调整分为一次、二次、三次调压。三次调压是考虑最优分配负荷时直流微电网的经济调度;一、二次调压是响应负荷和发电的随机变化,负责微电网的运行控制,维持直流电压为规定值。其中一次调压针对较小电压波动进行调整,响应速度快、为有差调节;二次调压针对较大的电压波动进行调整,响应速度慢、为无差调节。利用提出的电压三级调整控制策略最终实现直流电压的闭环控制。最后以一个实际的风储直流微电网为研究对象,基于MATLAB/SIMULINK仿真平台验证所提策略的有效性和可行性。

    2015年06期 v.42;No.178 64-71+77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1495K]
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  • 带LCL滤波器的并网逆变器双环控制参数设计研究

    李浩然;杨旭红;冯成臣;

    在并网逆变器中采用LCL滤波器,其滤波性能优异,但带有的谐振峰极易引起系统的不稳定。通常情况下,采用有源或无源阻尼控制方案能够降低谐振峰,提高系统稳定性。在采用并网电流外环、电容电流内环的有源阻尼控制时,由于内外环均为电流环,独立设计难以保证双环协调工作。提出了一种对双环控制参数进行整体设计的方法,即按照Butterworth配置出最佳标准传递函数。该方法可以避免多次调试参数,与由ITAE指标得到的系统有最大化的相似,在保证系统稳定的基础上使系统具有一定的鲁棒性。最后在仿真平台上,验证所提方法的正确性和有效性。

    2015年06期 v.42;No.178 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1547K]
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  • 直驱型风电并网系统建模及关键参数变化影响研究

    王丹;刘崇茹;李庚银;

    以直驱永磁同步风力发电机为研究对象,分别建立了风力机、永磁同步发电机、换流器等环节的数学模型,并采用加权等值的方法对多台直驱型风电机组进行了等值。在并网系统的控制方面,基于矢量控制方法设计并实现了风机系统背靠背换流环节以及基于电压源换流器的高压直流输电(Voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)并网环节的控制策略,并从理论上分析了受端换流器的直流电压控制参数及受端所联电网强度对系统动态特性的影响。最后,通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对直驱型风电并网系统的运行特性进行了仿真分析,重点研究了风电系统接入不同强度的受端电网及并网侧换流器关键控制参数的不同取值对直驱型风电并网系统动态特性的影响,仿真结果验证了理论分析结果的正确性和合理性。

    2015年06期 v.42;No.178 78-83+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1248K]
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  • 有源重要用户发电风险传递研究

    苑嘉航;李存斌;肖瑶;

    在未来智能电网中,配有独立电源的重要用户会扮演着双重角色,既是二次能源和用电服务的使用者,也会在特定时刻变成电能的提供者。这样的转变会迫使电力公司改变风险管理方式,因为有源用户发电风险会通过并网运行的方式传递给电网。基于此,提出了层次型有源重要用户发电风险传递结构。当存在发电风险时,供电公司会根据用户重要程度分配中断负荷。鉴于传统重要用户定性定义的模糊性,结合电力产业特性,利用改进的蚁群算法定义了用户成为电力公司重要用户的概率公式,进而设定风险传递的概率。最后通过算例模拟了风险传递过程,计算了风险损失,结果表明在电力产业链中用户依然是风险的最大受害者,结合实际给出了用户侧和供电侧应对发电风险的策略和建议。

    2015年06期 v.42;No.178 84-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 525K]
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  • 基于技术经济学的碳捕集系统参数影响分析及优化

    韩中合;白亚开;

    在燃煤机组中添加碳捕集设备是现阶段实现CO2减排的有效途径,但是碳捕集设备的添加往往造成机组能耗和成本的显著增加。从碳捕集系统仿真模型和碳捕集机组耦合系统出发,基于技术经济学方法,分析了碳捕集系统主要参数对再生能耗、发电成本以及捕碳成本的影响,选取了碳捕集系统最佳运行参数。结果显示捕集率在85%的情况下,贫液负荷为0.24 mol/mol、MEA溶液浓度为30%、再生塔压力为0.19 MPa、贫液入口温度为40℃时碳捕集系统运行状态最佳,此时再生能耗为3.963 GJ/t CO2,发电效率为35.450%,发电煤耗为346.979 g/k W·h,发电成本为0.564$/k W·h,捕碳成本为299.417$/t CO2。

    2015年06期 v.42;No.178 92-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1812K]
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  • Tl、Na替位掺杂CsI的第一性原理研究

    张峥;赵强;欧阳晓平;

    采用广义梯度近似(GGA)的第一性原理计算方法分别对CsI、(CsTl)I2和(CsNa)I2晶体的能带结构、态密度和光学性质进行了计算。计算得到:掺杂后CsI的晶体体积有所减小,且掺入Tl时减小更为明显;CsI、(CsTl)I2和(CsNa)I2晶体的带隙分别为3.664 e V、2.752 e V和2.735 e V,这是因为掺杂使原来的禁带中增加了一些激子带,表明掺杂后电子从价带跃迁到导带所需要的能量更小;从态密度的分布情况来看,掺杂后导带宽度都有所增加,靠近费米能级处的峰值宽度都增大,而且Tl掺杂会在靠近费米能级的价带中增加一个小峰,这些现象表明掺杂能使晶体能在受到同样的辐照时会产生更多的闪烁光子;CsI、(CsTl)I2和(CsNa)I2的光学吸收系数分别在光子能量小于3.7 e V、2.7 e V和2.5 e V的范围内为零,说明对处于该能量范围内的光子来说,晶体是透明的,不会发生吸收。虽然掺杂使CsI的吸收边发生了红移,但是整体对低能可见光子的吸收减少。因此,掺杂Tl,Na会使闪烁体的探测效率增加。本文的研究工作为CsI发光机理研究提供理论依据,也为CsI掺杂的理论研究提供参考。

    2015年06期 v.42;No.178 101-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1084K]
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  • 《华北电力大学学报》2015年总目次

    <正>~~

    2015年06期 v.42;No.178 107-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 459K]
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