【摘 要】
：
基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)的实时数字解算器(FPGA Based Real Time Digital Solver，FRTDS)充分利用FPGA高并行度与深度流水线的特点，可以实现运算式级细粒度的仿真运算，已在电力系统仿真领域得到了应用。 本文在FRTDS硬件结构与编译软件相对成熟的前提下，提出了一种面向构件的电力系统仿真建模方法
论文部分内容阅读
基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)的实时数字解算器(FPGA Based Real Time Digital Solver，FRTDS)充分利用FPGA高并行度与深度流水线的特点，可以实现运算式级细粒度的仿真运算，已在电力系统仿真领域得到了应用。
本文在FRTDS硬件结构与编译软件相对成熟的前提下，提出了一种面向构件的电力系统仿真建模方法。将电力系统分为电气系统、控制系统和接口系统，并提出了对应的构件化建模方法，使得基于FRTDS的实时仿真建模过程实现了模块化和图形化。将构件的组合和重构应用于电力系统构件化建模，使得电力系统实时仿真能根据仿真的需求和侧重进行建模。将构件化建模方法应用于FRTDS的仿真脚本中，实现了FRTDS的构件化建模。利用构件化建模对仿真脚本中的变量声明体结构进行优化，减少了仿真过程中的数据调度次数。对于构件内部的求解过程采用计算量较小的Tinney算法，对于外部网络方程求解过程采用并行度较高的最小度极大独立集法，提高了实时仿真的计算速度。将220kV发变组-升压站作为算例进行了仿真，验证了构件化建模方法对于FRTDS仿真脚本的优化作用和构件化建模方法的正确性。
其他文献
直流微网作为未来柔性智能配用电系统的重要组成部分，受到了学者们的广泛关注。而继电保护技术作为保障直流微网安全可靠运行的关键技术，已成为当前的研究热点。直流微网故障时故障电流具有强冲击性和快速性，对保护要求极高。而现有保护配置方案大多被动地接收原有系统的故障信号，很难满足系统对保护的要求。鉴于直流微网系统各元件间大多经具有控制能力的电力电子设备相连，因此考虑直流微网中电力电子换流器的自身保护控制功能
近年来，能源生产利用带来的环境问题日益加剧，优化用能形式，大力发展清洁能源成为我国乃至世界大多数国家的战略选择。通过多能互补解决上述问题的区域综合能源系统(Regional Integrated Energy System, RIES)，成为国内外学者关注的重点。 分布式能源站(distributed energy station, DES)是RIES典型多能耦合的重要载体，集成多种能量互动单元
随着综合能源系统、能源互联网等理念的广泛推进，多能源跨学科交叉互融、能源领域多样化发展已成为能源革新的重要发展趋势。在此背景下，区域综合能源系统应运而生，它的典型特征是多能耦合紧密、不同能源系统之间相互影响。该特性一方面为系统带来多能互补、能源梯级利用等诸多优势；但另一方面，也为系统的安全运行带来新的挑战，如何科学评价区域综合能源系统安全性，是区域综合能源系统发展推广过程中亟待解决的重要问题。多源
环氧树脂广泛应用于电缆终端、阀侧套管、中间接头等高压直流输电设备中。在电力设备的运行中，环氧树脂绝缘经受着因倒闸操作、换流失败、雷击等原因产生的直流复合电压，同时也工作在多种温度环境下。电树枝现象作为聚合物劣化的重要形式，是导致绝缘失效的主要原因。复合电压和环境温度会改变电荷输运行为，影响绝缘劣化过程。本文旨在考虑多种温度环境，研究直流复合场对电树枝生长特性的影响规律，建立温度和电场耦合条件下电荷
配电网微型相量测量单元(Micro-Phasor Measurement Units，micro-PMU)作为数字化电力系统的一部分，在配电网中逐渐使用，使得配电网电压和电流相量的直接测量成为可能。开展适用于配电网的微型同步相量测量技术研究，并应用于配电网动态监测与感知等领域，可以为配电网状态估计、故障定位等应用提供更可靠的数据支撑。 由于技术和经济的限制，micro-PMU只能在配电网中少量配
随着对磁齿轮研究的深入，磁场调制式永磁游标电机逐渐得到人们的关注，有望应用于低速大转矩直接驱动场合。 本文介绍了同心式永磁齿轮的结构，根据磁路基本原理定性地分析了其磁场调制过程，说明了表贴式永磁游标电机的工作原理并推导了空载气隙磁场表达式，给出了空载反电动势的计算方法，通过有限元验证了永磁游标电机磁场调制原理以及不同绕组节距下的电磁性能。 分析了理想永磁同步电机电磁转矩与定转子磁场幅值、相位之
最优潮流问题是电力系统运行、控制及规划等方面中的一项基础优化问题。由于最优潮流问题的非线性，最优潮流问题的求解十分困难。研究最优潮流问题的可行域对于理解最优潮流问题求解过程以及设计更好的最优潮流求解方法具有重要意义。本文基于一种非线性动力学系统对含离散变量的最优潮流问题可行域进行了构造。本文的主要贡献如下： (1)基于商梯度系统提出了仅考虑连续控制变量最优潮流问题可行域的构造方法。基于一种商梯度
以电采暖技术为代表的电能替代技术的推进对于我国防治大气污染、调整能源结构至关重要。然而，电热水器、定频空气源热泵、变频空气源热泵等各类具有随机间歇性、大功率等特征的电采暖设备规模化、无序接入电网，会对区域配电网带来较为严重的电能质量问题，影响电采暖项目的推进。本文分析了电采暖规模化应用带来的电能质量问题，并针对各类问题提出相应的应对策略，主要内容如下： (1)结合用电特性分析，将电采暖设备分为电
随着风力发电装置的单机容量不断增大和系统风电所占比例的逐渐提高，风电场并网运行对电网的安全稳定运行提出了更高的要求。在电网发生短路故障时，风机并网点的输出特性也会参与到电网的恢复过程中，对系统的暂态功角稳定性产生一定的影响，合理的使用双馈风机(DFIG)并网点所配备的补偿装置改善并网点输出功率能够有效地提高含风机系统暂态功角稳定性，而超导储能装置(SMES)由于其灵活的四象限调节能力和快速响应性，
四筒导管架基础作为一种新型海上风电基础，具有结构强度大、承载能力高、便于安装、拆卸的优点，同时又适用于30～50m的海域，顺应海上风电发展逐渐走向深海的趋势，可以较好地解决开发深远海风能资源所面临的问题。但目前对其在承载特性方面的研究还很少，因此本文针对砂土中四筒导管架基础，从室内试验和有限元数值模拟两个方面研究了其承载特性，主要研究内容和结果如下： 在室内砂土模型试验土槽中开展了四筒导管架基础