基于三电平电压源变流器的同相牵引供电方案研究

提出了基于二极管箝位型三电平电压源变流器的同相供电综合潮流控制器方案.综合潮流控制器(CPFC)装置主要由两个背靠背的单相二极管箝住型三电平电压源变流器构成,主要用于传递有功功率、补偿无功功率及谐波,使得牵引供电系统相对电力系统而言,是一个三相对称纯阻性网络.分析了三电平电压源变流器的主电路结构,提出了三电平载波PWM电流控制和电容中点电压平衡控制策略.Matlab/Simulink仿真结果,验证了该方案的正确性.     

市域铁路双边供电系统的稳态潮流

针对市域铁路列车不中断供电的要求,对市域铁路采用双边供电技术取消电分相进行分析研究.根据不同的外部电源供电方式建立平行双边供电和树形双边供电的等值电路模型,推导均衡电流的计算模型,分析减小均衡电流的措施;并以某市域线路为例,仿真计算系统不同运行方式下的潮流分布和均衡电流,验证均衡电流计算模型的正确性以及市域铁路单相交流牵引供电采用双边供电方式的可行性.研究结果表明：实例中的市域线路合环时,牵引变压器最大功率为70.36 MV·A,最大电压波动为0.702 5%,110 kV输电线路承受的最大电流为833.418 A,双边供电系统中“电磁环网”对电网潮流分布的影响均在牵引变压器、输电线路承受范围内,稳态情况下满足电力系统要求;合环线路中均衡电流占比为2.322%,对系统的影响较小.     

基于PSASP/UPI的VSC-HVDC系统潮流控制建模与仿真

提出一种采用节点电流注入法含双端VSC-HVDC的交直流混合系统潮流控制交替求解新方法,交流系统与VSC-HVDC系统通过注入电流接口并交替求解,VSC-HVDC系统根据不同控制方式计算注入电流.对定交流母线电压控制通过无功注入电流反馈控制解决了交流母线电压参考值在交流系统潮流计算中不能直接给定的问题.本文所提新方法可借助电力系统分析综合程序（PSASP）的用户程序接口（UPI）功能实现含VSC-HVDC系统的潮流控制计算.通过新英格兰系统验证了本文所提方法的可行性及有效性.所提方法无需针对VSC-HVDC的各种控制方式改变VSC-HVDC两侧交流母线的节点类型,控制灵活;无需修改常规潮流计算的雅可比矩阵,程序编写量小,交直流接口清晰且通用性好;对利用商业软件进行含VSC-HVDC的实际电网潮流控制计算有参考价值.     

串联补偿电路的级数分析法

以电力系统中常见的串联补偿电路为研究对象,提出了一种新的分析方法－级数分析法。该方法用多项式来描述系统中铁磁元件的磁饱和特性,经过一系列数学推导,得到了可直接计算短路电流的解析式。     

舰船电力系统矩形汇流排集肤效应的数值计算

对舰船电力系统矩形汇流排的集肤效应进行了研究,通过理论分析和数值计算推导了求解矩形导体电流密度的数值方法,并给出了求解电流密度的矩阵表达式.对5 mm宽的矩形铜制汇流排的集肤效应进行了仿真计算,其结果与试验结果一致,证明了文中数值方法的可行性及精确性.     

并联混合有源滤波器的容量分析

混合有源滤波器的容量计算是补偿系统选型的基础.基于正弦对称电压、电流建立的补偿系统容量计算在电网电压、电流产生畸变和不对称已不够准确,进而影响滤波器容量的选型.IEEE Std 1459-2010功率理论是对于非正弦不平衡系统定义的标准,并基于此功率理论推导出了新的计算方法,用算例进行分析其与传统方法的异同.分析结果表明:在满足补偿目的的前提下,电网电流正弦对称时,两者计算结果一致,非正弦情况时,利用新的方法计算后的结果可作为选择容量更小的滤波器的参考依据.     

静止同步补偿器(STATCOM)技术的研究现状与发展

静止同步补偿器(STATCOM)是目前用于电力系统中性能最好的无功补偿装置,是柔性交流输电系统的核心．综述了静止同步补偿器技术的发展现状,分析了静止同步补偿器的基本工作原理、类型、主电路结构、瞬时无功信号检测方法、控制策略,阐述了电流间接控制方法、电流直接控制方法和多电平逆变器的控制方法,并提出今后静止同步补偿器技术的发展趋势。     

大型船舶电力系统潮流计算新方法

提出一种综合高斯-塞德尔法和前推回推法两类潮流算法优势的大型船舶电力系统组合潮流计算方法．该算法将大型船舶电力系统分为主供电网络和子配电网络2个层次分别进行潮流分析．采用前推回推法对各子配电网络进行潮流计算,而在主供电网络分析层次中,将子配电网等效为注入功率源,采用高斯-塞德尔法求解潮流,两类算法相互利用对方潮流解算结果交替进行迭代计算,最终实现整个网络的潮流计算．对典型船舶电力网络进行了算法性能测试,给出了验算结果,并与传统方法相比较．结果表明,所提出的算法具有良好的收敛性能,求解大规模船舶电力网络潮流问题时较传统方法效率更高．     

舰船战损生命力实时计算方法及软件开发研究

针对舰船战损生命力计算实时性较高的需求,研究了舰船战损浮稳性参数实时计算方法、舰船战损等级评定方法等生命力计算中的关键问题,在此基础上,设计了通用舰船生命力实时计算软件的结构,开发了舰船生命力实时计算软件原型系统,该系统具有舰船数据管理、舰船战损生命力实时计算等方面功能.     

舰船电力系统可靠性研究

讨论了舰船电力系统可靠性研究的需求和必要性，以及国内外的研究现状,根据陆地电力系统可靠性研究的经验和内容，在分析舰船电力系统的区别和特殊需求后,探讨了舰船电力系统可靠性的研究内容以及研究思路和步骤．以船舶电网的拓扑结构设计中的可靠性研究为例，介绍了各种可靠性指标的计算方法，并指出了进一步的研究方向。     

Vx接线组合式同相供电系统建模与分析

作为新一代牵引供电系统的关键技术,同相供电系统设计需要匹配牵引变压器接线方式,优化电能质量综合补偿策略,降低潮流控制器（PFC）容量及其造价。针对高速和重载铁路推广采用的自耦变压器（AT）供电方式和Vx接线牵引变压器,设计了一种组合式同相供电系统。首先,基于该系统各端口接线角关系,建立了三相电网与单相牵引负荷之间的电气量变换模型;其次,利用三相电压不平衡与无功功率综合补偿理论,将相关电能质量限值为约束条件,给出了组合式同相供电系统各端口补偿电流计算方法,提出了潮流控制器动态跟踪补偿控制方案,与已有补偿方案相比,在达到相同补偿目标时所需补偿容量可以减少10%~58%;最后,通过对多种牵引负荷工况下系统运行特性的仿真模拟,验证了上述补偿模型的正确性和控制策略的有效性。      

电力系统脆弱线路辨识研究现状

随着电网进一步互联互通，大停电事故波及的范围越来越大. 电力系统脆弱线路的辨识对预防连锁故障发生、保障系统安全稳定运行具有重要的理论和现实意义. 为此，综述了目前电力系统脆弱线路辨识的研究方法. 将近年来电力系统脆弱辨识方法的相关研究成果分为两大类:第一类基于电力系统状态分析，以潮流计算和电网动态特性为核心，介绍了熵理论法、连锁故障模拟法、风险评估法、能量函数法和强化学习法5种方法在电力系统脆弱线路辨识中的应用；第二类以复杂网络理论为背景，详细归纳了改进介数法、最大流理论法和对偶图法在电力系统脆弱线路辨识中的应用. 然后分析了现有方法具有兼顾系统结构和状态、考虑系统静动态特性的优点，以及缺乏考虑源荷不确定性，仅仅考虑单一线路脆弱性的不足. 最后，结合电力系统发展需求，提出了考虑新能源并网、移动冲击负荷接入、基于数据驱动以及组合脆弱线路辨识为下一步的主要研究方向.      

考虑阻感性负载IPT系统的动态补偿技术

针对整流性负载呈现出阻感特性引起感应电能传输（IPT）系统失谐,为了保持谐振频率,提出一种基于实测负载阻抗的动态补偿技术.该技术利用短时傅立叶变换得到负载的电流电压相量并计算出负载的感抗,通过动态调整电容阵列静态开关的方法改变其容值,达到补偿负载感抗目的.在阻感负载情况下,分别对浮频调谐控制方法以及动态电容阵列补偿方法进行实验比较,结果表明:相对浮频调谐控制方法,当负载为100和50 Ω时,本动态调谐方法传输的有功功率提高了12.1%和7.3%,且能保持初级谐振电路频率稳定,开关器件工作在软开关状态.      

基于MPC算法的电力系统负荷频率控制

针对在大规模电力系统互联情况下如何准确、快速控制系统负荷频率的问题,本文结合模型预测控制算法（MPC）,提出了一种多区域电力系统负荷频率控制方法.该方法实现了超前预测、多约束条件滚动优化和反馈校正,克服了传统PI调节方法对系统参数的敏感性,提高了负荷频率控制系统的稳定性和鲁棒性.文中对三区域电力系统进行建模,并在每个系统中设置了MPC控制器和PI控制器.仿真表明,在多区域系统、多约束条件下MPC算法在频率控制的稳定性和快速性方面远优于PI算法;当系统参数偏移10%时,MPC算法仍能保证控制性能.     

电牵引负荷负序分量在电力系统中的动态分布

本文阐明了电牵引负荷负序分量动态计算的概念及其必要性,在给出臂负荷负序分量的一般表达式及其实用图形表示(虚拟电压坐标上的全负序相位图)的基础上,推导建立了一套有关电牵引负序在电力系统中动态分布的数学模型,并依此编制了通用的电算程序,为快速、准确分析电牵引负荷对系统的负序影响提供了条件。     

非接触移动供电系统不同补偿拓扑下的鲁棒性分析

为揭示非接触移动供电系统参数扰动的产生、传播及影响机理,首先采用广义状态空间平均建模方法,建立了4种基本双边谐振补偿拓扑的系统不确定模型;其次,研究了电磁耦合机构相对距离和工况变化导致的互感及负载扰动特性,并依此推导出软开关调制模式下的系统频率扰动规律;第三,基于参数扰动模型分析了互感、负载及频率变化对系统输出的影响,并通过计算系统结构奇异值分析了不同补偿拓扑系统的鲁棒稳定性;最后,针对一套双边串联谐振补偿系统,对互感及负载偏离标称值条件下的系统鲁棒性进行了验证实验.实验波形表明:当互感和负载分别在标称值（12.15 H、5.00 ）与摄动值（9.51 H、12.55 ）之间变化时,系统仍然是鲁棒稳定的,采用PI控制能较好地抑制其对负载输出电压的影响.      

基于ZCS的高频开关电源中IGBT损耗的建模与计算

分析了基于ZCS的高频开关电源中IGBT损耗的主要表现形式．针对电源工作特点以及负载特性．详细的分析了电源工作时的4种工作模式,计算了在各种工作模式下电路中的电流以及电容两端的电压。通过对IGBT损耗表现形式建立适当的数学模型,计算了该电源中IGBT的损耗：并结合实际的使用情况．总结了计算IGBT损耗的分析方法、遵循的原则以及工程算法．对IGBT的工程应用具有指导意义。     

Fault reconfiguration of shipboard power system based on triple quantum differential evolution algorithm

Fault reconfiguration of shipboard power system is viewed as a typical nonlinear and multi-objective combinatorial optimization problem. A comprehensive reconfiguration model is presented in this paper, in which the restored loads, switch frequency and generator efficiency are taken into account. In this model, analytic hierarchy process(AHP) is proposed to determine the coefficients of these objective functions. Meanwhile, a quantum differential evolution algorithm with triple quantum bit code is proposed. This algorithm aiming at the characteristics of shipboard power system is different from the normal quantum bit representation. The individual polymorphic expression is realized, and the convergence performance can be further enhanced in combination with the global parallel search capacity of differential evolution algorithm and the superposition properties of quantum theory. The local optimum can be avoided by dynamic rotation gate. The validity of algorithm and model is verified by the simulation examples.     

改进支持向量回归机的短时交通流预测

短时交通流预测是实施智能交通控制的基础和保障.针对目前短时交通流预测方法拟合交通数据的能力偏弱,以及过分依赖历史数据的不足,提出一种基于深度学习回归机的短时交通流预测方法.首先构建深度学习回归机算法模型,包括受限玻尔兹曼机的显层节点输入端,受限玻尔兹曼机的若干中间层,以及径向基支持向量回归机输出端.通过实验将深度学习回归机预测方法与其他典型的短时交通流预测算法进行比较,结果表明,在相同的数据和计算平台下,本文提出的深度学习回归机预测方法精度更高,且预测实时性也能满足实际的需求.