基于带参数单步块方法的电力系统暂态稳定性数值计算方法 被引量：4

1

作者 林沁庭 王永 +3 位作者 郝跃东 吴秀海 张磊 靳生鹏 《智慧电力》 北大核心 2024年第1期102-107,123,共7页

针对电力系统暂态稳定性的在线实时分析,为达到快速求解电力系统暂态稳定性的目的,提出了一种基于带参数单步块方法的电力系统暂态稳定性数值计算方法。使用带参数的单步块方法计算格式,对连续差分离散的暂态稳定性计算进行微分方程求解... 针对电力系统暂态稳定性的在线实时分析,为达到快速求解电力系统暂态稳定性的目的,提出了一种基于带参数单步块方法的电力系统暂态稳定性数值计算方法。使用带参数的单步块方法计算格式,对连续差分离散的暂态稳定性计算进行微分方程求解,并采用牛顿法整体求解差分后得到的非线性代数方程组。采用广义极小残余方法(GMRES)求解方程经块边界值方法(BVM)离散后的代数方程组,并采用预处理矩阵提高算法的收敛性。通过对IEEE145节点的暂态稳定性计算系统进行仿真测试,并将计算结果与同阶方法进行对比。仿真结果表明,文中方法在计算精度、通用性和数值稳定性上效果明显,取得了较好的结果,可达到快速求解电力系统暂态稳定性的目的。 展开更多

关键词 暂态稳定性 单步块方法 广义极小残余方法 预处理矩阵

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自适应步长增维精细积分法的电磁暂态仿真

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作者 叶婧 谢继豪 +2 位作者 王永 吕金伟 张磊 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第3期149-158,共10页

针对电磁暂态仿真类程序中易有数值振荡的产生及采用定步长仿真难以兼顾精度和效率的问题,提出一种自适应步长增维精细积分仿真算法。首先,为避免矩阵求逆引入扩展向量进行增维,并对增维矩阵进行分块计算以降低计算规模;其次,根据估计... 针对电磁暂态仿真类程序中易有数值振荡的产生及采用定步长仿真难以兼顾精度和效率的问题,提出一种自适应步长增维精细积分仿真算法。首先,为避免矩阵求逆引入扩展向量进行增维,并对增维矩阵进行分块计算以降低计算规模;其次,根据估计误差确立自适应步长变化的依据,并通过预设步长进一步提高计算效率;最后,建立电磁暂态数值计算流程,对电力系统中线性与非线性元件进行建模,并通过典型的算例验证了所提算法的有效性与优势。 展开更多

关键词 电磁暂态仿真 数值振荡 增维精细积分法 自适应步长

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动态气隙偏心下同步调相机转子振动研究

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作者 王广超 韩清鹏 +3 位作者 朱瑞 吴宝生 白文星 王帅 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第4期39-44,共6页

针对调相机动态气隙偏心导致的不平衡磁拉力引起调相机转子剧烈振动的问题,对不平衡磁拉力进行理论计算和仿真分析,得到不平衡磁拉力是绕旋转轴转动的基频为主要成分的力,且力的大小与偏心率正相关。通过模态分析发现转子临界转速随着... 针对调相机动态气隙偏心导致的不平衡磁拉力引起调相机转子剧烈振动的问题,对不平衡磁拉力进行理论计算和仿真分析,得到不平衡磁拉力是绕旋转轴转动的基频为主要成分的力,且力的大小与偏心率正相关。通过模态分析发现转子临界转速随着轴承刚度的增大而增大,且在轴承刚度1×10^(6)~1×10^(10)N/m区间内变化明显,在此区间内可以通过改变轴承刚度改变转子临界转速。通过振型图可以看出当轴承刚度在1×10^(6) N/m以下时,转子是刚性模态。轴承刚度在1×10^(10)N/m以上时,转子是弯曲模态。轴承刚度在1×10^(6)~1×10^(10)N/m区间时,转子是刚性模态为主到弯曲模态为主的混合模态。在谐响应分析中将不平衡磁拉力加载到转子表面,发现调相机转子在固有频率附近有明显振幅峰值,并且振幅峰值随着轴承刚度的增大而减小。偏心程度越大振幅峰值受轴承刚度变化影响越大,振幅峰值随着偏心程度的增大而增大。结果表明,通过改变轴承刚度和减小转子偏心可以抑制调相机转子振动。 展开更多

关键词 振动与波 同步调相机 动态气隙偏心 临界转速 模态分析 谐响应分析

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一起换流变绕组差动电流保护动作的分析及改进 被引量：1

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作者 谢继豪 王少杰 +5 位作者 王永 许杨 王帅 黎慧 张磊 叶婧 《水电能源科学》 北大核心 2024年第10期211-215,共5页

换流变压器的差动保护动作是否正确对于直流系统安全稳定运行至关重要,由于部分换流站在换流变绕组差动保护设计时未考虑谐波制动功能,保护装置无法正确区分励磁涌流和内部故障电流,导致换流变充电时因励磁涌流造成保护误动作。对此,结... 换流变压器的差动保护动作是否正确对于直流系统安全稳定运行至关重要,由于部分换流站在换流变绕组差动保护设计时未考虑谐波制动功能,保护装置无法正确区分励磁涌流和内部故障电流,导致换流变充电时因励磁涌流造成保护误动作。对此,结合某换流站在换流变绕组差动保护动作案例进行建模与仿真,分析该换流站换流变压器网侧绕组差动保护动作原因,判断其动作逻辑是否正确。根据空载合闸时的绕组差动电流经滤除直流分量后与标准的正弦电流波形相似性很差的特点,通过仿真分析设定了Hausdorff距离的绕组差动电流保护闭锁判据的整定值,进而避免了换流变充电时因CT饱和特性不一致导致的绕组差动保护误动作。 展开更多

关键词 换流变压器 绕组差动保护 励磁涌流 波形识别算法

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综合能源网络的时域Bergeron等效计算模型

5

作者 邓通 张磊 +3 位作者 叶婧 王永 付琪 祝娜 《电测与仪表》 北大核心 2024年第8期127-133,共7页

在综合能源网络分析的统一能路模型的基础上,通过假设能源网络为无损传输网络,建立了综合能源网络时域分析的Bergeron等效计算模型,推导了无损综合能源网络波速度和波阻抗的计算公式,进一步地给出了基于节点分析法的综合能源网络暂态响... 在综合能源网络分析的统一能路模型的基础上,通过假设能源网络为无损传输网络,建立了综合能源网络时域分析的Bergeron等效计算模型,推导了无损综合能源网络波速度和波阻抗的计算公式,进一步地给出了基于节点分析法的综合能源网络暂态响应的计算流程,为复杂网络的时域分析提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 综合能源网络 无损传输网络 Bergeron模型 节点分析法

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计及二次侧开关开路故障的半有源桥变换器多模式容错运行策略

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作者 管硕 马建军 +1 位作者 朱淼 张德桢 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1843-1858,共16页

半有源桥(S-DAB)变换器广泛适用于电动汽车充电、光伏发电等仅需单向功率流的多种场景。针对二次侧开关开路故障,为了提高S-DAB的可靠性,需要采取容错运行策略抑制故障电流保证高可靠性运行。该文分析S-DAB正常运行模式的工作原理。在... 半有源桥(S-DAB)变换器广泛适用于电动汽车充电、光伏发电等仅需单向功率流的多种场景。针对二次侧开关开路故障,为了提高S-DAB的可靠性,需要采取容错运行策略抑制故障电流保证高可靠性运行。该文分析S-DAB正常运行模式的工作原理。在此基础上,提出S-DAB变换器二次侧开关发生开路故障时故障诊断与容错单有源桥(SAB)运行方法。所提出的故障诊断策略只需要一个额外的电压传感器能够识别二次侧故障开关位置。在实现故障定位后,基于所提容错SAB方法,能够保证开路故障后,变换器仍具备一定的功率传输能力。所提方法能够以较低的成本提高变换器容错运行的可靠性。实验结果验证了所提出的故障诊断策略与容错SAB模式的有效性。 展开更多

关键词 半有源桥(S-DAB)变换器 开路故障 故障诊断 容错运行 可靠性

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基于改进临界阻尼调整法的电磁暂态仿真算法 被引量：5

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作者 王永 李强 +3 位作者 冯书阅 赵伟 张磊 陈胜泉 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第15期180-185,共6页

数值振荡是基于Dommel算法的电磁暂态数字仿真中存在的突出问题。文中提出了一种改进临界阻尼调整法以解决数值振荡问题。受临界阻尼调整法启发,采用一类新的低阶、L-稳定的线性多步法,并联合隐式梯形积分法形成该算法。该方法在网络突... 数值振荡是基于Dommel算法的电磁暂态数字仿真中存在的突出问题。文中提出了一种改进临界阻尼调整法以解决数值振荡问题。受临界阻尼调整法启发,采用一类新的低阶、L-稳定的线性多步法,并联合隐式梯形积分法形成该算法。该方法在网络突变时刻采用4步新线性多步法进行数值积分,而在正常情况下依然使用隐式梯形积分法进行计算。针对典型电磁暂态算例,对比分析了4步新线性多步法与临界阻尼调整法在不同时间尺度下的仿真特性,结果表明改进临界阻尼调整法可以完全消除数值振荡,且比传统临界阻尼调整法具有更高的计算精度。 展开更多

关键词 电磁暂态 线性多步法 临界阻尼调整法 数值振荡

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非线性动力方程的一种改进精细积分单步方法 被引量：2

8

作者 刘冬兵 王永 +3 位作者 李博文 奕仲飞 张磊 黎慧 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期182-188,共7页

微分求积法和单步块方法都是单步多级数值方法,但是直接应用于求解非线性动力方程时的计算量比较巨大,为此提出了一种基于单步块方法的改进精细积分单步方法。结合精细积分法,该方法采用s级的单步块方法的第s个方程对Duhamel积分项进行... 微分求积法和单步块方法都是单步多级数值方法,但是直接应用于求解非线性动力方程时的计算量比较巨大,为此提出了一种基于单步块方法的改进精细积分单步方法。结合精细积分法,该方法采用s级的单步块方法的第s个方程对Duhamel积分项进行数值积分。具体采用四阶Runge-Kutta法获得待求变量的预估值,并采用新四点积分公式计算Duhamel积分项。相对于现有的单步方法,该改进算法在数值精度和稳定性上更优。通过非线性动力方程的典型算例验证了该算法的优势。 展开更多

关键词 非线性 精细积分法 单步块方法 PADÉ逼近 预估-校正

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基于微分求积的结构随机振动时域分析方法 被引量：2

9

作者 李博文 刘冬兵 +3 位作者 王永 张磊 黎慧 吕金伟 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2021年第2期83-88,共6页

将微分求积法应用于结构动力学方程的逐步时程积分时存在计算效率低的问题。为此,从数值积分角度出发,采用复化微分求积公式计算Duhamel积分项,并将其和精细积分法结合,可形成一种计算任意随机激励下结构随机振动时域分析的显式求解方... 将微分求积法应用于结构动力学方程的逐步时程积分时存在计算效率低的问题。为此,从数值积分角度出发,采用复化微分求积公式计算Duhamel积分项,并将其和精细积分法结合,可形成一种计算任意随机激励下结构随机振动时域分析的显式求解方法。该方法无需对系数矩阵求逆,能够减小在一个积分步长内载荷量线性化所造成的误差,同时也提高数值稳定性。与蒙特卡罗法和采用4阶精度的复化Cotes积分公式计算结构随机振动响应的方法作对比,所提方法计算精度高,计算效率优于蒙特卡罗法和复化Cotes积分方法。 展开更多

关键词 振动与波 随机振动 精细积分法 时域分析 微分求积法 复化积分

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基于极点配置法的电磁分流阻尼优化设计 被引量：1

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作者 李戈 毛崎波 +1 位作者 王永 谢冉 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2022年第6期19-23,65,共6页

使用极点配置法解决了机电耦合系数大于等于2时,H2优化以及定点理论不能用于电磁分流阻尼(electromagnetic shunt damper,EMSD)参数优化设计的问题,从而实现结构振动控制。得到了经极点配置法优化的最优调谐比、阻尼比等无量纲参数的解... 使用极点配置法解决了机电耦合系数大于等于2时,H2优化以及定点理论不能用于电磁分流阻尼(electromagnetic shunt damper,EMSD)参数优化设计的问题,从而实现结构振动控制。得到了经极点配置法优化的最优调谐比、阻尼比等无量纲参数的解析解。数值计算结果表明:极点配置法能用于解决当机电耦合系数取大数值时,EMSD分流电路的优化设计问题;在时域上,极点配置法对应的衰减系数分别大于基于H∞、H2优化的主导极点决定的衰减系数76.96%、282.47%,从而使得系统暂态分量衰减最快;极点配置法具有良好的鲁棒性。 展开更多

关键词 振动与波 极点配置法 结构振动控制 机电耦合系数 电磁分流阻尼 鲁棒性

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基于负电阻电磁分流阻尼的结构振动控制 被引量：1

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作者 李戈 毛崎波 王永 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2022年第4期69-73,共5页

提出将负电阻模拟电路接入电磁分流阻尼(Elctromagnetic Shunt Damper,EMSD)的LRC分流电路以中和线圈直流电阻,从而增大电流和控制力,提高振动控制效果。推导将基于LRC分流的EMSD用于控制悬臂梁振动的状态空间模型,数值计算结果表明:加... 提出将负电阻模拟电路接入电磁分流阻尼(Elctromagnetic Shunt Damper,EMSD)的LRC分流电路以中和线圈直流电阻,从而增大电流和控制力,提高振动控制效果。推导将基于LRC分流的EMSD用于控制悬臂梁振动的状态空间模型,数值计算结果表明:加入负电阻能有效提高控制水平;LRC分流电路能控制悬臂梁任意一阶模态的振动;在结构固有频率较小时,EMSD能起到多模态控制效果,并且引入负电阻能在一定程度上使这种多模态控制效果更为显著。 展开更多

关键词 振动与波 负电阻 电磁分流阻尼 LRC分流电路 状态空间模型 多模态控制效果

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非齐次动力学方程的一种精细积分单步方法 被引量：8

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作者 王永 马骏 +4 位作者 李靖翔 陈汝斯 许杨 郝跃东 胡鹏 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期212-217,共6页

针对非齐次动力学方程v=Hv+f(v,t),结合精细积分法和微分求积法,利用同阶的显式龙格-库塔法对计算过程中待求的vk+i/s(i=1,2,…,s)进行预估,提出了一种避免状态矩阵求逆的高效精细积分单步方法。该方法采用精细积分法计算eHt,而Duhamel... 针对非齐次动力学方程v=Hv+f(v,t),结合精细积分法和微分求积法,利用同阶的显式龙格-库塔法对计算过程中待求的vk+i/s(i=1,2,…,s)进行预估,提出了一种避免状态矩阵求逆的高效精细积分单步方法。该方法采用精细积分法计算eHt,而Duhamel积分项采用s级s阶的时域微分求积法,计算格式统一且易于编程,可灵活实现变阶变步长。仿真结果表明,与其他单步法及预估校正-辛时间子域法进行数值比较,该方法具有高精度、高效率及良好的稳定性,在求解大规模动力系统时间响应问题中具有较大的优势。 展开更多

关键词 非齐次动力学方程 精细积分法 微分求积法 变阶 单步法

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