王长江 作品数:12 被引量:62 H指数:5 供职机构: 教育部 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 吉林省科技发展计划基金 江苏省科技成果转化专项资金 更多>> 相关领域: 电气工程 更多>>
电力系统全纯嵌入潮流的并行计算 2024年 潮流计算是电力系统规划和运行的基础,全纯嵌入潮流计算方法(HELM)因无需初值且具有全局收敛性,因而在电力系统潮流计算中受到极大关注。然而,采用HELM求解大规模电力系统潮流时,高维幂级数系数线性方程组求解和节点电压的幂级数有理的逼近计算量大、耗时久,是制约HELM计算效率提升的关键。为此,该文提出一种基于稳定双正交共轭梯度(BICGSTAB)和Aitken差分的电力系统全纯嵌入潮流并行计算方法,该方法首先采用近似逆预处理的BICGSTAB法并行迭代求解HELM的高维幂级数系数线性方程组,以快速计算节点电压的各阶幂级数系数;其次,借助Aitken差分法实现所有节点电压幂级数有理逼近值的并行计算;然后,基于CPU-GPU异构平台设计所提算法的并行流程,以实现大规模电力系统潮流的快速求解;最后,通过节点在1 354~13 802的不同规模测试系统对所提方法进行分析、验证。结果表明,所提电力系统潮流全纯嵌入并行计算方法可实现电力系统潮流的准确、快速求解。 李雪 高翔 姜涛 王长江 李国庆关键词:潮流计算 预处理器 交流伺服硬件在回路系统的设计 被引量:1 2012年 基于虚拟仪器技术,提出了一种开放式的交流伺服硬件在回路仿真系统的设计方法。PC机运行实时操作系统,通过NI RIO板卡连接驱动器。对RIO板载FPGA编程实现多种模式,SVPWM和高精度模拟量采集。控制程序结构针对交流伺服设计,以图形化编程实现,控制模块接口统一,缩短了控制模块的开发和验证周期,使系统具有较高的扩展性。实验表明,该系统能够大幅度提高控制算法开发与验证效率,反馈采集与控制特性稳定,控制频率达到16 kHz,满足交流伺服开发的需求。 朱渊渤 白瑞林 吉峰 王长江关键词:硬件在回路仿真 交流伺服 基于改进G1-CRITIC的直流多馈入受端系统故障筛选与排序 被引量:5 2021年 为了快速、准确地实现直流多馈入受端系统交流故障筛选与排序,本文提出一种基于改进序关系分析-基于指标相关性的指标权重确定的直流多馈入受端系统故障筛选与排序方法。首先,为多层次、多角度表征直流多馈入受端系统的故障特性,构建了暂态电压稳定、功角稳定、极限切除时间、平均三相短路电流过流率、潮流转移熵和多馈入有效短路比6个维度的综合评价指标;其次,为合理量化主观因素与客观因素所占权重,综合考虑电网运行人员的经验和指标数据的客观信息,借助改进序关系分析法和基于指标相关性的指标权重确定方法计算主观及客观权重,通过逼近理想解排序法计算各故障线路与理想解的相对贴进度,依据相对贴近度的大小实现故障筛选与排序;最后,通过华东电网实际系统的仿真分析,验证所提方法的有效性和实用性。 王源 姜懿郎 王长江 韩奕关键词:高压直流输电 指数规则的永磁同步电机逆变器死区效应补偿 2012年 在传统的平均死区电压补偿方法基础上提出一种新型改进方法。根据补偿电压与负载电流的关系,在小电流时准确地补偿畸变电压,避免了因补偿电压不准确造成的电流波动。采用三相电流同步采样的方法消除电流共模噪声,解决了小电流情况下电流方向检测问题。实验结果表明:该方法能够有效补偿死区效应,减小电流谐波,改善电机低速响应性能,目前已经应用于小功率交流伺服低速控制。 朱渊渤 白瑞林 吉峰 王长江关键词:永磁同步电机 逆变器 死区效应 基于轨迹簇和MBLDA的受端电网暂态电压稳定评估 被引量:7 2021年 针对现有暂态电压状态的多样化以及暂态电压稳定模型训练速度有待进一步提升的问题,提出一种基于电压轨迹簇和多类间线性判别分析(Multiple Between-class Linear Discriminant Analysis,MBLDA)的交直流系统暂态电压稳定评估方法。首先,获取故障后系统关键节点电压受扰轨迹簇信息,借助轨迹簇的几何属性建立暂态电压稳定评估的原始特征集。进而采用ReliefF算法对原始特征集进行压缩,筛选出与系统暂态电压稳定状态密切相关的特征子集,有效表征暂态电压稳定的四种状态(电压迅速恢复、电压延迟恢复、持续低电压、电压振荡)。然后,将高维电压特征空间的特征值方程转化为欠定齐次方程组,提高暂态电压稳定评估模型的训练速度,进而建立大规模系统电压特征集与4种暂态电压稳定状态的映射关系。最后,通过修改后的IEEE39节点系统和修改后的IEEE145节点系统的仿真分析,验证所提方法的可行性与有效性。 刘鸣 王长江 李斌 范维 段方维考虑转子磁链-电流环控制动态的虚拟惯量DFIG功频响应特性建模 被引量:1 2023年 含有虚拟惯量控制的双馈风电机组的频率响应特性受风电本体和控制环节等因素影响,该文提出一种考虑转子磁链-电流环控制动态的虚拟惯量双馈风电机组功频响应特性建模方法。首先,分析含虚拟惯量控制的双馈风电机组在受扰后的运行特性,基于小信号线性化方法分别建立风轮机、异步发电机及其轴系、转子侧功率环控制以及电流环控制的状态方程;基于定子磁链定向原理化简转子磁链-电流环线性化方程,利用状态方程建立考虑转子磁链-电流环控制的风电机组五阶闭环传递函数;通过频域法量化电流环作用的转子磁链频域响应,剖析所提模型与已有简化模型之间的区别,采用摄动理论分析电流环控制参数对所提模型有功功率-频率响应的影响。最后,在含双馈风电的5节点测试系统与某实际电力系统算例中对比时域仿真结果,结果表明:所提模型的功频响应精度高、适用性强。 李国庆 刘先超 姜涛 王长江关键词:小信号模型 转子磁链 电流环 考虑风电机组运行差异化的低电压穿越分散预防控制 2023年 针对跟网型双馈风电场配置的传统低电压控制策略在多电压扰动场景下普适性差的问题,该文提出一种考虑机组状态差异化的风电场短期电压分散预防控制策略。首先,分析配置无功控制、Crowbar保护电路的双馈风电场低电压穿越动态特性,获取各风电机组低电压穿越期间电流及阻抗特性;然后,借助考虑风电场内阻抗变化的节点电压法,构建机组注入电流与机端电压间的动态关系,确定各机组低电压穿越期间对场站内节点电压的影响程度;进一步,设计不同电压扰动场景下的风电场电压控制目标,构建适应多种电压跌落深度的风电场预防控制策略;最后,在Simulink及RTLABOP5600实时数字仿真平台中搭建含4台双馈风电机组的风电场和某实际风电场电磁暂态模型,验证所提风电场控制策略有效性。 陈厚合 王子琦 王长江 姜涛 刘先超 李国庆关键词:风电场 电压支撑 电压计算 低电压穿越 基于图卷积和双向长短期记忆网络的受端电力系统暂态电压稳定评估 2023年 为快速、准确评估受端电力系统故障后暂态电压稳定状态并定位电压失稳节点/区域,提出一种基于图卷积网络(graph convolutional network,GCN)和双向长短期记忆网络(bidirectional long/short-term memory network,Bi LSTM)的受端电力系统暂态电压稳定评估方法。首先,基于暂态电压时序响应特性及空间分布规律,以及电力系统拓扑连接关系和各节点电气量测数据,构建表征电力系统运行状态的输入特征矩阵,以有效计及暂态电压的时空演变规律;然后,搭建由GCN和BiLSTM相结合的深度神经网络,提取具有最大相关性的暂态电压时空特征信息,进而建立时空特征与暂态电压稳定状态间的映射关系,实现暂态电压失稳节点/区域的精确定位;最后,通过修改后的IEEE-39节点测试系统和某实际电网系统算例对所提方法进行分析、验证,结果验证了所提暂态电压稳定评估方法的准确性和有效性。 姜涛 董雨 王长江 陈厚合 李国庆关键词:暂态电压稳定 基于相位校正李雅普诺夫指数的电力系统暂态电压稳定评估 被引量:13 2021年 采用广域测量信息进行电力系统暂态电压稳定评估是实现电压稳定状态在线监测的有效手段,但实测电压时间序列数据的相位变化和测量误差,易造成暂态电压稳定评估结果的误判。为此,提出一种基于相位校正李雅普诺夫指数(PCMLE)的暂态电压稳定评估方法。首先,根据相空间重构理论及节点电压幅值变化率-偏差的变化规律,将暂态电压稳定评估问题转变为关键节点电压幅值变化率的最大李雅普诺夫指数轨迹分析问题;然后,在保留暂态电压动态过程的情况下利用相位矫正方法重构初始时间窗口数据,消除电压相位变化的影响,克服了MLE需预设初始时间窗口和观测窗口长度的缺陷,进一步通过滑动平均值法抑制测量误差的影响;最后,通过修改后IEEE 39和南方电网实际算例的仿真分析,验证了所提暂态电压稳定评估方法的准确性和有效性。 王长江 姜涛 陈厚合 李国庆 刘福锁关键词:暂态电压稳定 广域测量系统 相位校正 基于改进模糊层次分析法的交直流受端电网交流故障筛选与排序 被引量:14 2021年 大容量直流输电密集接入负荷中心加剧了受端电网交流故障的失稳风险,为准确、客观地实现交流故障筛选与排序,将改进模糊层次分析法(improved fuzzy analytic hierarchy process,IFAHP)应用到交直流受端电网交流故障的筛选与排序。首先,构建表征受端电网稳定性的综合评价指标,包括暂态电压稳定、功角稳定、网架支撑能力、极限切除时间、短路电流、潮流转移和网损指标,多层次多角度反映交流故障的严重程度,克服采用单一评价指标的局限性。然后,通过层次分析和梯形模糊数互补判断矩阵来确定准则层和综合评价指标的各项权重,实现定性评价与定量分析的有效结合,克服专家决策主观性的影响,从而较为准确、全面、客观地实现交直流受端电网交流故障的筛选与排序。最后,通过广东电网实际算例的仿真分析,验证了所提方法的有效性。 王长江 李本新 姜涛 陈厚合 李雪 刘福锁关键词:柔性直流输电 受端电网 层次分析法