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标量波方程时间高阶广义有限差分法及稳定性条件
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作者 袁野 黄健良 +2 位作者 陶维祥 柳万春 吴国忱 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第21期8796-8804,共9页
广义有限差分地震波场数值模拟方法能够适应起伏的地层界面,消除起伏界面造成的阶梯状散射现象,提高正演模拟的准确性。而使用时间二阶广义有限差分法求解波动方程时,由于时间差分精度低,时间采样间隔较大时往往会产生时间频散,影响正... 广义有限差分地震波场数值模拟方法能够适应起伏的地层界面,消除起伏界面造成的阶梯状散射现象,提高正演模拟的准确性。而使用时间二阶广义有限差分法求解波动方程时,由于时间差分精度低,时间采样间隔较大时往往会产生时间频散,影响正演模拟的精度。研究了标量波方程时间四阶广义有限差分正演模拟算法及其稳定性条件和频散特性,通过将时间四阶偏导数转嫁到空间偏导数项上实现时间四阶精度差分,时间频散得到有效的压制。此外相对于时间二阶广义有限差分法,时间四阶广义有限差分可以适应较大的时间采样间隔,一定程度上减少计算量。实验结果表明,所提出的算法能有效压制阶梯状散射和时间频散,具有更高的计算精度,将其应用于逆时偏移,可以获得高质量的成像剖面。 展开更多
关键词 广义有限差分 阶梯状散射 高阶差分格式 时间频散 稳定性条件
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高阶单步实时动力子结构试验技术研究 被引量:17
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作者 李进 王焕定 +1 位作者 张永山 赵桂峰 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2005年第1期97-101,共5页
结构联机试验可分为两类:拟静力及拟动力试验技术,它们都需要建立一套显式的逐步积分算法。国内外学者在这方面已经进行了许多的研究,取得了很好的成果。随着振动控制技术在结构工程上的应用,一些速度相关型的装置开始用于被控系统,它... 结构联机试验可分为两类:拟静力及拟动力试验技术,它们都需要建立一套显式的逐步积分算法。国内外学者在这方面已经进行了许多的研究,取得了很好的成果。随着振动控制技术在结构工程上的应用,一些速度相关型的装置开始用于被控系统,它给原有的实时子结构试验带来了新问题。如何建立更好的高精度、无条件稳定的实时动力子结构试验算法日趋重要。本文在前人早期高阶单步逐步积分算法研究成果的基础上,提出了一种新的高阶单步实时动力子结构试验算法。数值模拟分析表明,新算法不仅是显式的,而且具有高精度、无算法阻尼、无超越现象等算法特点,均比目前所见到的已有算法优越。如果能实现实时子结构试验,就能同时控制位移和速度,则应用本文算法必将取得更好的试验结果。 展开更多
关键词 实时子结构试验 高阶单步法 无条件稳定
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磁流变变阻尼半主动控制结构的仿真分析 被引量:9
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作者 付伟庆 王玉铨 +1 位作者 王焕定 张永山 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2003年第4期165-170,共6页
由于高阶单步法已成功地应用于结构非线性分析及考虑时滞的主动控制等,显示了它的稳定、精度高和计算迅速等特点。用于结构振动控制的磁流变阻尼器属于速度相关型变阻尼半主动控制器,已有的一些算法,或因计算时间过长不能用于实际控制,... 由于高阶单步法已成功地应用于结构非线性分析及考虑时滞的主动控制等,显示了它的稳定、精度高和计算迅速等特点。用于结构振动控制的磁流变阻尼器属于速度相关型变阻尼半主动控制器,已有的一些算法,或因计算时间过长不能用于实际控制,或因需要事先经过学习训练,控制效果取决于训练学习的情况。因此,本文将高阶单步法应用于磁流变变阻尼半主动控制系统,采用开关控制和连续控制两种控制率对磁流变液的剪切强度进行调节。仿真计算表明。 展开更多
关键词 高阶单步法 变阻尼控制 磁流变阻尼器 仿真 振动控制
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高阶单步时滞修正算法主动控制实验研究 被引量:5
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作者 王伟 耿淑伟 +1 位作者 王焕定 田石柱 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1999年第3期106-108,共3页
本文将高阶单步时滞修正算法用于主动控制结构模型的试验。试验分析结果表明,
关键词 高阶单步法 试验 时滞修正算法 控制系统
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色散和非线性效应对高斯脉冲综合影响的理论分析 被引量:8
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作者 蔡托 桑田 张小伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期829-833,共5页
从光孤子传输所满足的非线性薛定谔方程出发,采用单独分析和综合分析对比,分析了影响高斯脉冲传输的色散、非线性等因素,结果表明:二阶色散参量只会影响脉冲的幅值,对脉冲形状影响不大,而输入脉冲的啁啾则是使脉冲发生形变的主要原因;... 从光孤子传输所满足的非线性薛定谔方程出发,采用单独分析和综合分析对比,分析了影响高斯脉冲传输的色散、非线性等因素,结果表明:二阶色散参量只会影响脉冲的幅值,对脉冲形状影响不大,而输入脉冲的啁啾则是使脉冲发生形变的主要原因;在啁啾、三阶色散和五阶非线性的共同作用下,它们对脉冲都会产生较大的影响,且存在相互影响和制约作用,在某一临界值,对脉冲存在着较高的压缩增益效应和"整形"作用.从理论上提出了改善高斯光脉冲在光纤中传输特性的解决方案,这对光纤孤子通信的实践过程具有一定的理论借鉴意义. 展开更多
关键词 啁啾 高阶色散 高阶非线性 对称分步傅里叶法 光孤子
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多步高阶Taylor级数暂态稳定最优积分格式 被引量:6
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作者 刘建楠 白雪峰 +1 位作者 徐英 郭志忠 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期121-126,共6页
研究了多步高阶Taylor级数暂态稳定方法。在算法步数、阶数和精度确定的情况下,根据其计算量特点设计部分权系数为零,依据算法的收敛性和稳定性要求求取部分权系数,从而给出多步高阶Taylor级数法最优积分格式准则。应用所提准则设计2步... 研究了多步高阶Taylor级数暂态稳定方法。在算法步数、阶数和精度确定的情况下,根据其计算量特点设计部分权系数为零,依据算法的收敛性和稳定性要求求取部分权系数,从而给出多步高阶Taylor级数法最优积分格式准则。应用所提准则设计2步2阶算法最优积分格式。算例结果验证了最优算法相对于普通多步高阶方法及单步高阶方法在稳定性和快速性上的提升。 展开更多
关键词 电力系统 暂态 稳定性 TAYLOR级数 多步高阶方法 最优积分格式
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刚度解析表达时高阶单步法的研究 被引量:9
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作者 崔雪娜 王焕定 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2006年第4期63-67,共5页
本文在原有高阶单步法研究的基础上对刚度为时间解析函数时方法的适用性进行了研究。结果表明,方法仍然具有无条件稳定、无超越现象、有较好算法阻尼等特性,具体算例也验证了高阶单步法在解刚度硬化和刚度软化问题时比γ函数方法具有更... 本文在原有高阶单步法研究的基础上对刚度为时间解析函数时方法的适用性进行了研究。结果表明,方法仍然具有无条件稳定、无超越现象、有较好算法阻尼等特性,具体算例也验证了高阶单步法在解刚度硬化和刚度软化问题时比γ函数方法具有更高的精度和更好的稳定性。 展开更多
关键词 高阶单步法 刚度解析表达 算法特性 无条件稳定
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高阶单步法控制MR智能隔震系统的试验研究 被引量:2
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作者 张永山 付伟庆 王焕定 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2005年第6期135-140,共6页
高阶单步法已成功地应用于结构非线性分析及考虑时滞的主动控制等,显示了它的稳定、精度高和计算迅速等特点。磁流变阻尼器是一种性能优良的智能阻尼器,它具有阻尼力可调范围宽、响应迅速且所需能量很少的特点。本文将磁流变(MR)阻尼器... 高阶单步法已成功地应用于结构非线性分析及考虑时滞的主动控制等,显示了它的稳定、精度高和计算迅速等特点。磁流变阻尼器是一种性能优良的智能阻尼器,它具有阻尼力可调范围宽、响应迅速且所需能量很少的特点。本文将磁流变(MR)阻尼器与普通橡胶隔震支座相结合,采用高阶单步算法和两种控制策略对结构进行振动控制。数值模拟分析与振动台试验结果表明:由MR阻尼器提供可调阻尼力的智能隔震控制系统能有效克服被动隔震最优控制频带窄的缺点,对较宽频域范围不同大小的地震激励均能提供最优控制。同时也表明该控制算法是一种能用于结构实际控制的变阻尼有效算法。 展开更多
关键词 智能隔震系统 磁流变阻尼器 振动台试验 振动控制 高阶单步法
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一类高阶非线性系统的动态面控制 被引量:2
9
作者 杜军 邓涛 +1 位作者 姚宏 彭兴钊 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期546-552,共7页
针对一类含不可控不稳定线性化的高阶非线性系统的跟踪控制问题,给出了一种连续状态反馈动态面控制器设计方案。基于增加幂次积分方法,利用状态参考的思想,设计了可导的期望虚拟控制律。利用动态面技术,让期望虚拟控制律的函数通过一阶... 针对一类含不可控不稳定线性化的高阶非线性系统的跟踪控制问题,给出了一种连续状态反馈动态面控制器设计方案。基于增加幂次积分方法,利用状态参考的思想,设计了可导的期望虚拟控制律。利用动态面技术,让期望虚拟控制律的函数通过一阶低通滤波器,避免了对期望虚拟控制律的函数进行微分。所提连续状态反馈动态面控制器能够保证跟踪误差半全局一致终结有界。数值仿真算例结果验证了所提控制方案的有效性。 展开更多
关键词 高阶非线性系统 增加幂次积分方法 反推控制 动态面控制
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一个新的求解常微分方程的四阶一步法 被引量:3
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作者 罗蕴玲 王桂祥 王小英 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第3期102-105,共4页
求解一个常微分方程初值问题y'=f(x,y),y(xo)=y0的数值方法可分为两类。其中一类是一步法,目前提高一步法的价数都是通过使用高阶导教来实现的,比如要得到一个四阶一步法,在其计算公式中就需使用函数f(X,y)的直到三阶... 求解一个常微分方程初值问题y'=f(x,y),y(xo)=y0的数值方法可分为两类。其中一类是一步法,目前提高一步法的价数都是通过使用高阶导教来实现的,比如要得到一个四阶一步法,在其计算公式中就需使用函数f(X,y)的直到三阶的偏导数,才能保证方法为四阶方法。由于一般情况下求f(X,y)的高阶导数都是相当麻烦的,这就使得高阶一步法在实际应用中受到很大程度的限制。本文给出了一个不需使用f(x,y)的高阶导数的四阶一步法,克服了通过使用高阶导数提高一步法阶数的缺陷。 展开更多
关键词 常微分方程 初值问题 数值方法 四阶一步法
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高阶单步拟动力子结构试验算法 被引量:1
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作者 王凤来 陈再现 +1 位作者 王焕定 陶少华 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期449-453,共5页
在高阶单步拟动力试验算法基础上,将具有无条件稳定、优良的算法阻尼特性、无超越现象、截断误差为△t^5的高阶单步法用于拟动力子结构试验,提出了高阶单步拟动力子结构试验算法.根据拟动力子结构算法数值模拟分析结果,以及底部框支配... 在高阶单步拟动力试验算法基础上,将具有无条件稳定、优良的算法阻尼特性、无超越现象、截断误差为△t^5的高阶单步法用于拟动力子结构试验,提出了高阶单步拟动力子结构试验算法.根据拟动力子结构算法数值模拟分析结果,以及底部框支配筋砌块短肢砌体剪力墙足尺模型结构试验结果,证实了高阶单步算法的可行性和优越性. 展开更多
关键词 拟动力子结构试验 多自由度 高阶单步法 足尺模型 刚度修正
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基于哈尔小波配点法的虚拟同步化电网动态仿真方法 被引量:1
12
作者 周一辰 王书祥 +3 位作者 李永刚 孙佳辉 彭咏龙 李亚斌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第16期6218-6232,共15页
虚拟同步化电网中多元设备间惯量差异明显、多尺度特征突出,传统动态仿真方法对多尺度特性的适应性存在不足。该文提出一种基于哈尔小波配点法的仿真方法用于虚拟同步化电网系统的动态仿真。首先揭示虚拟同步化电网系统的多尺度特征,分... 虚拟同步化电网中多元设备间惯量差异明显、多尺度特征突出,传统动态仿真方法对多尺度特性的适应性存在不足。该文提出一种基于哈尔小波配点法的仿真方法用于虚拟同步化电网系统的动态仿真。首先揭示虚拟同步化电网系统的多尺度特征,分析传统仿真方法在多尺度系统仿真中的局限性。然后,介绍小波配点法的基本原理,建立基于哈尔小波表征的虚拟同步化电网多尺度模型,通过构造积分步内的插值配点,提出基于小波配点法的仿真求解方法。而后,详细分析该方法的时间复杂度和误差累积特性,为了提升仿真效率,进一步提出多层次自适应与多区间自适应的仿真策略,构建了优化的哈尔小波配点法动态仿真计算流程。最后,基于不同规模虚拟同步化电网算例,将哈尔小波配点法与传统商用仿真算法进行对比分析。结果表明,所提方法准确可靠,具备高阶精度、快速仿真能力,可以实现多尺度虚拟同步化电网的大步长仿真。 展开更多
关键词 虚拟同步化电网 哈尔小波配点 多尺度特性 大步长仿真 高阶精度
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二阶常微初值问题的单步格式 被引量:1
13
作者 李天然 陈传淼 《数学物理学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2003年第3期379-384,共6页
讨论二阶常微分方程初值问题 utt+ au=f,u( 0 ) =u0 ,ut( 0 ) =v0 的一种单步格式 ,采用 u及v=ut为未知量 ,计算简单 .证明了此格式的稳定性及对 u,v皆有二阶精度 .此格式可用于双曲问题 .
关键词 二阶常微分方程 初值问题 单步格式 高精度
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岩体黏弹性蠕变计算的高阶数值流形法研究 被引量:1
14
作者 刘建 陈佺 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2174-2180,共7页
数值流形法(numerical manifold method)是一种新型的数值计算方法,已成功应用于岩土工程的诸多领域,但该方法尚未应用于岩土工程蠕变分析。近年来对高阶流形法的研究表明,对复杂的岩土工程问题,使用高阶覆盖函数可明显提高流形法的计... 数值流形法(numerical manifold method)是一种新型的数值计算方法,已成功应用于岩土工程的诸多领域,但该方法尚未应用于岩土工程蠕变分析。近年来对高阶流形法的研究表明,对复杂的岩土工程问题,使用高阶覆盖函数可明显提高流形法的计算精度。为此,开展了用高阶流形法模拟蠕变的研究,在高阶流形法中引入"时步-初应变"法计算蠕变,以广义开尔文体为基础,推导了相关的计算公式,并编制了相应的计算程序,同时还通过算例,验证了方法的可行性和合理性。结果表明,高阶流形可以方便地与"时步-初应变"法结合用于蠕变计算,可较好地模拟蠕变变形。算例分析表明,在不改变网格密度情况下,仅通过采用高阶覆盖函数,高阶流形法可大幅提高传统流形法的计算精度。 展开更多
关键词 高阶数值流形法 黏弹性 蠕变 时步-初应变
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高阶色散与非线性对高斯脉冲传输特性的影响与讨论 被引量:5
15
作者 蔡托 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期401-404,共4页
根据孤子脉冲在光纤中传输所遵从的非线性薛定谔方程,对照相关文献和实验给出的数据,对影响孤子脉冲传输的高阶色散和非线性因素进行了综合分析并得到了一些有意义的结论:在啁啾、三阶色散和五阶非线性同时存在的情况下,它们对脉冲的传... 根据孤子脉冲在光纤中传输所遵从的非线性薛定谔方程,对照相关文献和实验给出的数据,对影响孤子脉冲传输的高阶色散和非线性因素进行了综合分析并得到了一些有意义的结论:在啁啾、三阶色散和五阶非线性同时存在的情况下,它们对脉冲的传输特性都会产生很大的影响,这些因素之间存在着相互影响和制约关系。数值模拟表明,当啁啾、三阶色散和五阶非线性选取某一准临界值时,它们对脉冲存在着增益效应和整形作用。本文所得的结论对光孤子通信的实践过程具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 非线性薛定谔方程 高阶色散 高阶非线性 对称分步傅里叶法 增益 整形
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低渗透油田高压注水井在线酸化增注技术 被引量:2
16
作者 张雪萍 刘亮 +1 位作者 高彪 张仙伟 《西安石油大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第6期88-94,共7页
为了解决高压欠注水井降压增注中面临的难题,以定边油田低渗透油藏的主力区块为研究对象,研究该区块的高压注水井在线酸化增注技术。利用单步法酸液体系可以抑制二次、三次沉淀物和溶解堵塞物的特性,设计在线单步法酸化智能增注系统,通... 为了解决高压欠注水井降压增注中面临的难题,以定边油田低渗透油藏的主力区块为研究对象,研究该区块的高压注水井在线酸化增注技术。利用单步法酸液体系可以抑制二次、三次沉淀物和溶解堵塞物的特性,设计在线单步法酸化智能增注系统,通过“监控表皮系数变化情况”判断“是否对目的层段持续酸化”,确保最佳酸化效果。室内实验和现场试验结果表明:G-智能复合酸对氟化钠和氟硅酸盐产生二次沉淀的抑制性最好,单步法酸液体系选择G-智能复合酸可以更好地抑制酸反应时二次沉淀物的产生;堵塞物在酸液+助渗透剂剂T影响下的溶蚀率在73.9%~79%之间,堵塞物溶蚀率高于仅加入酸液的,单步法酸液体系选择酸液+助渗透剂可提升堵塞物溶蚀率;与只注入助渗透剂T相比,注入G-智能复合酸+助渗透剂T的高压注水井的油压下降1.0~3.4 MPa,日注水量增加6.1~9.8 m 3,该技术优势显著。 展开更多
关键词 低渗透油田 高压注水井 在线酸化 增注技术 单步法
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层间位移约束下高层框架-支撑结构的单步优化法 被引量:3
17
作者 孙飞飞 马志东 贾瑞梓 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1494-1500,1593,共8页
从虚功角度将基于层间位移约束的高层建筑规则结构多约束优化问题转化为基于顶层整体转动的单约束问题,并提出了基于虚功的单步优化法.通过算例分析了单步优化法应用情况,并将其优化结果与SAP2000有限元分析软件优化结果进行对比.结果表... 从虚功角度将基于层间位移约束的高层建筑规则结构多约束优化问题转化为基于顶层整体转动的单约束问题,并提出了基于虚功的单步优化法.通过算例分析了单步优化法应用情况,并将其优化结果与SAP2000有限元分析软件优化结果进行对比.结果表明:针对层间位移约束,采用单步优化法用钢量节省约10%. 展开更多
关键词 高层建筑规则结构 层间位移约束 单步优化法
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结构动力分析高阶时域积分算法的研究进展 被引量:1
18
作者 徐俊杰 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2017年第3期80-84,共5页
本文简要综述了时域连续Galerkin(TCG),改进TCG,以及时域间断Galerkin(TDG)以及高阶单步法等几种典型的高阶时域积分算法。若采用p阶多项式对基本未知量进行插值近似,采用单场格式的常规TCG算法、改进TCG算法、两场格式的TDG算法求得的... 本文简要综述了时域连续Galerkin(TCG),改进TCG,以及时域间断Galerkin(TDG)以及高阶单步法等几种典型的高阶时域积分算法。若采用p阶多项式对基本未知量进行插值近似,采用单场格式的常规TCG算法、改进TCG算法、两场格式的TDG算法求得的位移和速度分别具有p、2p、2p+1阶收敛精度,在计算成本相当的情况下,改进TCG算法具有最高收敛精度。高阶单步法多为后处理的算法,大多具有4阶精度。相比最常用的二阶算法,高阶单步法操作简单,易于实施,保留二阶算法无条件稳定、计算效率高等优点,可对二阶算法进行误差估计,并可根据精度需求,指导时间步长自适应调整。 展开更多
关键词 时域连续Galerkin 时域间断Galerkin 高阶单步法 时域积分算法 结构动力分析
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介质板加载矩形波导带宽研究
19
作者 苗敬峰 王景洲 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1992年第1期32-37,共6页
本文讨论了利用TLM法进行数值计算的一些技术问题。研究了4种类型的介质板加载波导的单模带宽,得出了最佳带宽与介质板结构尺寸和介电常数大小的关系,从而为设计该类导波结构提供了依据.
关键词 介质波导 高阶模 传输线矩阵法
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直驱风电机组风电场接入后的电力系统暂态稳定计算 被引量:35
20
作者 叶瑞丽 刘瑞叶 +1 位作者 刘建楠 郭志忠 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期211-218,共8页
本文对由直驱式风电机组构成的风电场接入电力系统后的暂态稳定问题进行了研究。直驱永磁同步风力发电机组(DDPMG)被称为第三代风电机组,具有广泛的发展前景,但针对DDPMG接入系统后的暂态稳定问题的研究非常少。文中搭建了DDPMG的暂态... 本文对由直驱式风电机组构成的风电场接入电力系统后的暂态稳定问题进行了研究。直驱永磁同步风力发电机组(DDPMG)被称为第三代风电机组,具有广泛的发展前景,但针对DDPMG接入系统后的暂态稳定问题的研究非常少。文中搭建了DDPMG的暂态仿真模型,并在PSAT平台上调用多步高阶Taylor级数法程序求解电力系统中接入由直驱式风电机组构成的风电场后的暂态稳定问题。文中重点研究了常态运行情况下由风速的变化引起的系统暂态问题及电网内部出现大扰动后的系统的暂态稳定问题,给出并分析了两种状态下发电机功角、转速、电压幅值等的变化情况,为针对DDPMG接入系统后的暂态稳定问题的进一步研究提供了参考。 展开更多
关键词 风力发电 直驱永磁同步风电机组 暂态稳定 多步高阶Taylor级数法 电力系统 分析工具箱
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