交-交变频交流励磁发电机的建模与仿真

交流励磁发电机励磁控制仿真大多针对采用交直交变频器的情况。大容量水电机组宜采用交-交变频器。为了分析交流励磁发电机采用交-交变频器和定子磁场定向矢量控制的效果,建立了基于MATLAB/Simulink S-函数的交-交变频器模型,搭建了基于交流励磁发电机标幺值方程和定子磁场定向矢量控制的交-交变频励磁发电机仿真模型。基于该模型对有功功率和无功功率解耦控制以及转子转速超同步与亚同步转换等动态过程进行仿真。结果表明,采用交-交变频器和定子磁场定向矢量控制可以实现有功无功的独立快速调节;在调节过程中,定子电压频率稳定不变;转子转速在超同步与亚同步之间转换时,三相转子电流进行了换相。仿真结果与理论分析结果相一致。     

液压型风力发电机组并网冲击仿真研究

以液压型风力发电机组励磁同步发电机系统和并网控制系统为研究对象,针对励磁同步发电机的准同期并网条件,建立了同步发电机和励磁系统数学模型。理论分析了同步发电机并网冲击电流和冲击转矩。通过MATLAB/Simulink建立同步发电机、励磁系统和准同期锁相模块仿真模型,采用AMESim软件建立液压调速系统模型,采用联合仿真的方法,对液压型风力发电机组准同期并网过程进行研究,分析了系统并网冲击特性。在实验室搭建30kVA实验台,实验验证了仿真模型和仿真结果的正确性。研究表明定量泵-变量马达液压调速系统能将同步发电机转速稳定控制在准同期并网条件范围内,同时能有效控制系统并网冲击,使风力发电机组平稳并入电网。     

基于SIMULINK的柴油发电机起动过程仿真研究

针对柴油发电机的压缩空气起动过程,给出了压缩空气起动装置数学模型,提出了新的系统仿真模型.利用Simulink提供的模块构造仿真模型,并进行了计算机仿真,给出了起动过程的转速、机械功率和柴油发电机端电压的仿真曲线.仿真结果符合实际起动的情况,同时也验证了所建模型的正确性.     

逆变式等离子弧切割电源的建模及仿真研究

采用基于Simulink的元件仿真技术,针对逆变式等离子弧切割电源本身具有非线性、时变性及混杂性特点,建立了基于PI调节的数字化逆变式切割电源系统仿真模型.并在此基础上,完成了对电感影响测试、死区效应、负载突变及切割外特性测试等动态过程的仿真.仿真结果表明,该模型充分体现各逆变电源参数对切割工艺的影响,并进一步验证了各参数变化规律与理论分析相符,该仿真模型是分析广义非线性混杂电力系统的有效工具.     

基于CMAC-PID控制的柴油发电机组的建模与仿真

在分析柴油发电机组系统组成的基础上，建立了火电厂应急柴油发电机组在MATLAB/SIMULINK环境下的仿真模型，提出了应急柴油发电机组调速系统的CMAC-PID控制方案。对顺序投入负载时，机组的机械、电气性能作了仿真分析，结果表明CMAC-PID控制的应急柴油发电机组，转速瞬态调整率要比常规PID控制下小，稳定时间也短，显示了良好的动态特性。     

无功功率调节在水电站仿真中的实现

水电站仿真机是一种现代化的培训工具,能够实时而逼真地展现系统的动态过程.无功功率调节是水电站仿真机中的重要内容,通过励磁控制调节励磁电流可改变发电机输出的无功.建立模拟无功功率调节的动态仿真模块,并且采用合理有效的变步长迭代算法(订正模型),在仿真机中实现无功功率调节,以真实反映水电站的实际运行情况.结合某抽水蓄能电站仿真机实例,仿真成果表明无功功率调节的仿真数值与现场实测值一致,仿真误差满足仿真要求.     

基于详细水机电模型的水电系统动态过程仿真

水力系统与电力系统模型精度失配、缺乏合理全面的水机电数学模型是制约水电系统动态过程仿真质量提高和应用范围扩展的主要原因。本文建立了适用于水机电联合仿真的详细水机电整体模型，该模型包括基于管道结构特征自动建立的复杂水系统弹性水击模型，差动式、阻抗式和圆筒式调压井通用模型，水轮机非线性解析模型，调速器模型，计及阻尼绕组作用的同步发电机与电网模型，励磁系统模型等，提出了联合求解弹性水击波过程和并网机组机电动态过程的数值算法。对具有复杂水系统的单机无穷大系统短路扰动过程进行仿真，结果合理可信，证实了水机电数学模型和数值方法的有效性。     

汽车行驶取力发电系统的建模与仿真

针对汽车等移动机械供电难问题提出了“汽车行驶取力发电”解决方案。取汽车发动机力矩驱动发电机发电。为解决汽车行驶时发动机转速变化对发电质量的影响，选用泵马达液压系统作为发动机与发电机之间的恒速装置。推导和建立了泵马达系统数学和EASY5仿真模型，对于发动机转速扰动提出了增益前馈补偿和PI闭环控制的综合抑制方法，仿真结果表明本方案能消除汽车行驶过程中的发动机转速扰动。     

悬臂梁式压电振动发电机的建模及仿真

压电振动发电机是一种能量密度大、无污染、结构简单的新型供电装置。从悬臂梁式双压电片机械模型出发,运用压电学和材料力学的基本理论,建立起压电振动发电机的机电耦合模型。将数学模型用传递函数的形式表示,并利用Matlab/Simulink仿真工具直观地得到输入和输出随时间和负载变化的关系。分别分析了阻性负载和容性负载结构特性和输出特性,并与相关文献的实验结果进行对比。通过对仿真结果的分析和对比,验证了该模型建立的正确性,为优化设计提供了基础。     

三相SPWM逆变电源故障检测与诊断的仿真研究

该文建立了三相SPWM逆变电源的非线性的MATLAB仿真模型,通过仿真试验获得逆变电源发生开关器件断路时的数据矩阵,构造系统神经网络的学习样本,并以此训练神经网络,确定了用于三相SPWM逆变电源故障诊断的神经网络结构和参数。仿真验证试验结果表明所设计的基于人工神经网络的电力电子逆变电路的故障诊断系统是可行的。     

船舶轴带发电机系统的仿真设计与建模

介绍了WMS2000型轮机仿真器中轴带发电机的工作原理、仿真系统设计及数学建模方法，并给出了部分具体数学模型。仿真轴带发电机采用西门子轴带发电机系统作为仿真母型。经简化设计，仿真轴带发电机系统包括休控室的操作屏、机舱的整流／逆变屏和电站监控计算机中的模拟检测系统。建立了能量系统模型、电力回路系统模型和控制系统模型。能量系统模型遵循能量守衡定律，电力回路模型估算了电流、电压及频率等参数，控制系统模型依据特性曲线得到。所建立的数学模型可仿真轴带发电机系统的正常及非正常工况，达到了较高的稳成和动态仿真精度。     

光伏并网逆变器复用技术仿真研究

光伏并网逆变器的富余功率容量可以补偿非线性负载的谐波电流。采用能量回馈MPPT算法能够将有功功率逆变器控制与光伏电池输出电压控制结合起来,达到较高的能量效率。利用FBD算法能够实时检测非线性负载电流中的谐波成分,并加以补偿。仿真模型和结果验证该方法的有效性。

Abstract：

The capacity of grid-connected PV inverters exceeds the real power of PV cells, which can be used to compensate the harmonic current of nonlinear loads. Higher energy efficiency can be archived by power-feedback control MPPT arithmetic which changes the output voltage of PV cells by changing the inverter power. FBD method is employed to detect the harmonics of load instantaneously. The simulation model and result validate the proposed scheme.     

基于PLECS的直驱永磁风电系统直接功率控制研究

在研究风力机特性和永磁同步发电机运行机理的基础上,建立了直驱式永磁风力发电系统数学模型,在实现最大风能捕获的同时,分析了负载变化对发电机侧电能转换单元控制参数的影响。对于网侧逆变器控制,采用基于直轴虚拟电网磁链定向的直接功率控制,避免了对电网电压的检测和电流闭环控制,有效简化了系统结构,提高了工作可靠性。通过在Matlab/Simulink环境下嵌入PLECS工具箱进行仿真研究,结果表明该系统具有较好的控制鲁棒性和低电压穿越能力,进一步验证了基于PLECS工具箱进行风电系统建模与仿真的可行性。     

交-直-交高速动车组机车的谐波模型及仿真分析

电力机车功率变化直接影响牵引负荷谐波特性,高速动车组与目前广泛应用的交-直机车的谐波特性有明显区别。基于电压型PWM变流器谐波的产生原理和牵引供电系统等效电路,以CRH2动车组为原型构建了交-直-交机车的谐波数学模型。在此基础上对高速机车在牵引和再生制动两种工作状态下功率变化时的谐波电压、谐波电流进行了仿真计算,分析其随功率的变化趋势、动态特性和频谱特性,与实测数据的对比验证了谐波模型及其理论分析的正确性与可行性。     

舰船动力装置传动系统动态仿真研究

采用燃气轮初与柴油机交替使用的CODOG动力装置，既可以减轻重量，便于控制，又可以提高可靠性和经济性。该装置的柴油机及燃气轮机功率、转速及负载转换控制、自动同步离合器的动态性能指标等是影响舰船机动性和操纵性的重要因素。推导并建立了自动同步离合器的基于输入输出端扭矩和功率的统一型数学模型，在Easy5仿真平台上建立了柴燃联合动力装置的模块化仿真模型，并对其切换过程进行了仿真研究，从而为柴燃联合动力装置的设计提供理论依据和强有力的工具。     

基于AMEsim的铣刨机功率自适应参数选择及仿真

根据对冷铣刨机消耗功率和发动机输出功率影响因素的分析,探讨了如何选择最佳功率自适应控制参数,建立了系统的仿真模型,对使用自适应控制系统前后铣刨机发动机功率的使用情况及其作业效率进行了模拟分析和验证。结果表明：选择机器作业速度作为功率自适应控制参数合理有效;该功率自适应系统能够将机器自动调节在发动机额定功率附近工作,使机器在给定条件下的额定功率利用率和作业效率分别提高了10.2%和6.32%以上,并且作业速度仿真值与实验值的误差最大只有6%。     

数字伺服控制技术在UPS逆变系统中的应用

研究了数字化UPS(Uninterruptible Power Supply)逆变系统中应用数字伺服控制技术,给出了数学建模的方法,并采用MATLAB/Simulink进行了仿真研究.结果表明,数字伺服系统的控制原理能有效地控制UPS正弦逆变电源,逆变器输出稳定、波形畸变小、抗负载干扰能力强.     

基于MATLAB的飞机高压直流电源系统数字仿真

提出了利用MATLAB提供的SIMULINK和PSB两个工具箱，对飞机高压直流电源系统进行仿真的一种新方法。用SIMULINK建立起同步发电机仿真模型，并将其封装成一个模块，与PSB联合使用，可以灵活方便地建立起系统的模型。运行结果表明，该方法是可行的。     

基于电压型换流器电网间同期并列仿真研究

就电压型换流器用于实现电网间同期并列进行了仿真研究。该方法是以电力系统的有功功率-频率理论和无功功率-电压理论为理论依据,从系统负荷的角度出发,通过改变系统负荷的有功功率和无功功率的大小达到调整频率差和电压差的目的,有别于现有的调整发电机转速和励磁进行调频和调压的方法。用该方法解决了电网间同期并列时,变电站无法调整频率差和电压差的问题。变电站运用该技术,配合调度和调频电厂,在待并网电网间实现功率传递可加快并网速度,缩短并网的时间、提高并网的自动化程度。仿真软件,对差频并网的两种情况即频率和电压两者都高的情况和频率低而电压高的情况通过PSCAD/EMTDC进行了仿真。仿真结果表明通过背靠背电压源型换流器在待并列两侧系统间进行有功功率和无功功率的传递可以调整两侧系统的频率差、电压差和相角差,使两侧系统快速满足同期并列条件,完成并列操作。