稳定裕度

摘要： 全功率风电场中机组并网运行的稳定性往往与网侧变流器的控制和并网阻抗有关,因而风电场中机组的失稳并不是同时发生的。为揭示风电场中机组的位置与其暂态稳定性的关系以及机组间稳定性的相互影响,建立了基于锁相环的多风电机组非线性降阶模型。基于等面积法的思想,分析了不同运行条件下风电场内部不同机组的暂态稳定裕度以及场内线路阻抗对稳定性的影响。通过Matlab/Simulink时域仿真,进行了定量分析和验证。结果表明,风电场内馈线阻抗将减少输出电流流经该阻抗所联接机组的暂态稳定域,而对输出电流不流经该阻抗的其他机组的暂态稳定性影响很小。阻抗上流过的电流越大,其对稳定裕度的缩减也越明显,因而,随着链接机组台数增多,不能简单忽略场内阻抗对稳定性的影响。此外,在相同条件下,有功出力大的机组将更易失稳。

摘要： 可再生能源并网带来的电源随机波动是影响电力系统稳定运行的一个重要问题。为了研究这个问题,该文首先建立了含有随机扰动的电力系统模型,然后基于拟哈密顿系统理论,利用随机平均法和随机动态规划方法,对可再生能源并网的电力系统随机稳定性进行理论分析以平均首次穿越时间最长为目标进行最优控制设计,并研究受控系统的稳定裕度;最后,基于模型建立单机无穷大算例,得到不同干扰强度下的随机稳定裕度和最优控制律。经数字仿真,验证了该文所提方法的可行性和有效性。

摘要： 在弱电网条件下,由于电网阻抗存在宽范围变化的特点,将会对并网逆变器的运行稳定性带来挑战。针对这个问题,建立三相LCL型并网逆变器电流双闭环控制的并网系统,采用基于阻抗模型的频域分析方法,通过分析并网逆变器等效输出阻抗的特点和电网阻抗对系统稳定性的影响,对并网逆变器系统输出等效阻抗进行重塑。在重塑方法上,提出一种具有宽频特性的阻抗重塑环节,通过该阻抗重塑环节可以在宽频范围内提高系统等效输出阻抗的相位,从而提高系统对弱电网的适应性。最后,通过Matlab/Simulink仿真,证明了理论分析的合理性以及所提出阻抗重塑方法的有效性。

摘要： 超高速永磁电机驱动系统在超高基频运行条件下,延迟会严重影响系统稳定性。该文对电流环动态模型进行精确重构,并系统分析高基频运行条件下延迟引入的交叉耦合与时延效应对系统稳定性的影响。在此基础上,提出一种适用于超高速电机的基于双采样电流预测的阻尼-积分型电流环调节机制,通过对系统阻尼比进行补偿,消除附加交叉耦合影响。此外,该文还设计一种分段执行式的双采样电流预测算法,可在不依赖任何参数的情况下实现下一拍反馈电流预测,有效补偿系统稳定裕度。以上两个措施为确保超高基频系统全局稳定提供有力保障。最后,在一台550000r/min/110W超高速实验样机平台上,对所提改进型电流环调节机制进行充分仿真与实验分析,有效验证了所提方案的有效性与优越性。

摘要： 高压直流输电系统的控制器参数对系统稳定性及动态响应性能具有重要影响。提出了一种基于D分割法的基于电网换相换流器的高压直流输电(LCC-HVDC)系统控制器参数整定方法。首先,基于某实际工程的运行参数建立了单极全压运行方式下的LCC-HVDC系统等值小干扰动态模型;然后,基于该模型的拉普拉斯变换获得系统定电流控制及定电压控制回路的传递函数;继而,采用D分割法分别对定电流控制器及定电压控制器的比例-积分参数进行整定,获得了同时满足增益裕度、相位裕度及带宽限制要求的控制器参数整定域,并将不同功率传输水平下的参数整定域进行叠加,获得了多工况通用控制器参数域。仿真结果验证了小干扰动态模型的准确性及所提控制器参数整定方法的有效性。

摘要： 在三级及以上的负反馈放大电路中引入深度负反馈时,首先要分析电路是否产生了自激振荡现象而不稳定,电路的稳定性将直接影响电路的放大性能。本文从电路产生自激振荡现象分析,用稳定裕度要求判断电路的状态,指出文献[1]中分析的不严谨之处,进而设计消除自激振荡现象的补偿电路。

摘要： 以某飞翼布局无人机为设计对象,进行内、外回路的控制律设计.在Matlab/Simulink仿真环境下,建立飞翼布局无人机线性小扰动模型,分析纵向、横航向模态特性,根据本体特性缺陷针对性地设计控制律内回路反馈支路及增益,经反馈补偿后的飞行品质满足GJB 185-1986相关要求.在内回路控制律的基础上设计外回路PI控制器实现飞机姿态控制,各控制回路的系统稳定裕度计算结果满足GJB 2191-1994要求.建立飞翼布局无人机六自由度非线性仿真模型,仿真验证结果表明所设计的内、外回路控制律能够精确控制飞机姿态且精度满足GJB 2191-1994要求,同时系统鲁棒性良好.

摘要： 六足仿生机器人因其灵活度好、可靠性高、适应性强等特点而得到广泛应用;针对六足仿生巡检机器人,从结构设计、步态规划、系统仿真和实物构建等方面,探索一般意义上系统设计和实现方法;首先设计了六足仿生机器人的多关节机械结构,并给出了此类系统的量化建模方法;然后采用了重心随动的三角步态规划方法,对系统稳定性和典型步态规划进行了量化分析;在此基础上基于标准D-H参数法建立了机器人的运动学模型,并且通过仿真实现了六足机器人向前纵向行走和向右横向行走的直线平稳运动;最后通过六足仿生巡检机器人实物测试,验证了所设计的结构和步态规划方法的可行性和有效性.

摘要： LCL逆变器因具有优越的高频谐波抑制能力而在新能源发电系统的并网逆变器中得到广泛应用,但其性能易受到电网运行方式变化及背景谐波的影响.为此,本文提出一种能够适应电网不同运行方式的电压前馈逆变器设计方法,以并网系统稳定性等为约束条件,以对背景谐波产生的并网谐波电流的抑制能力为目标函数,建立并求解前馈环节参数优化模型,使并网系统在不同电网运行方式下都有足够的稳定裕度.通过仿真验证了该方法的有效性.结果表明,文中方法能够保障并网系统在电网运行方式变化时拥有足够的稳定裕度,且对电网背景谐波有较好的抑制作用.

摘要： 直流微电网的低惯性问题以及遭受扰动后分布式电源与负荷短时保持功率恒定引入的负阻尼,均会削弱直流电压的动态稳定性.对此深入探讨了直流微电网的动态稳定机理,从电量的角度赋予系统稳定判据物理意义.首先基于直流微电网的伏安特性,分析系统运行点的移动轨迹与稳定运行约束条件.其次,基于直流微电网的状态方程,推导系统的电量模型,分析各端换流器具备的暂态电量对系统稳定运行的影响机理,并结合稳定运行条件,提出基于附加电量的直流微电网的动态稳定裕度及判据.然后,基于直流微电网的动态稳定裕度,通过改进储能侧换流器的电压下垂控制,提出基于附加电量的直流微电网电压动态稳定控制策略,并分析其对直流电压暂态过程的影响.最后,搭建多端直流微电网仿真系统,验证所提电压动态稳定判据的正确性,以及附加电量对直流微电网动态稳定的支持能力.

摘要： 航空发动机在台架上工作和在飞机上工作时,由于进气道差异,发动机进气畸变不同,导致航空发动机在飞机和在台架上的稳定裕度不同,为保证航空发动机在飞机上具备足够的稳定工作裕度,通过设计并制造了发动机进气畸变装置，明确畸变装置测试要求，分别对两台发动机进行挡板畸变试验，得出试验结果，与飞机进气道畸变及部件试验的畸变规律进行对比得出：尽管挡板试验模拟的综合畸变指数与飞机进气道不同，但占进气道70%的畸变分量是稳态畸变，与挡板一致，而不同的动态畸变分量经过风扇部件后，衰减至较低水平（1%左右），经风扇衰减后的挡板和进气道动态分量基本相当。综合分析表明，采用挡板代替进气道进行畸变模拟试验以筛查发动机裕度的方法是可行的。

摘要： 为解决传统稳定裕度验证试验中测试设备繁多,交联关系复杂等问题,引入虚拟仪器的概念.基于实时飞行仿真系统平台进行数字化集成开发,通过设备建模,频响分析算法设计和人机交互界面搭建,完成了虚拟稳定裕度验证系统的设计.最后将其应用于某型飞机电传飞行控制系统的铁鸟试验,有效地完成了稳定裕度的验证,大幅缩短了试验周期,同时增强了测试系统的抗干扰能力.

摘要： 在利用LMI判据求解电力系统时滞稳定裕度时,由于电力系统动态模型的维数通常很高,会导致待求解变量过多和求解时间过长.为解决此问题,本文首先将包含时滞环节的电力系统线性模型,扩展为包含输入、输出环节的状态空间表达式;进一步,利2013电力系统自动化专委会学术交流研讨会论文集用基于状态空间表达式的降维方法,对扩展后的模型进行简化,在保留系统关键动态的基础上,尽量减少待求变量数;最后,基于简化后的模型、线性矩阵不等式(LMI)技术以及基于参数变换的分析技术,形成新的更为高效的时滞稳定判据.利用WSCC-3机9节点和IEEE10机39节点时滞系统模型并借助二分搜索算法,对比了两种电力系统时滞稳定裕度的求解结果,算例表明时滞系统经过模型简化后,稳定裕度计算结果与简化前相比误差较小,而所需计算时间有较大幅度减少.

摘要： 采用S-A模型对一台2.5级低速轴流压气机及经过锯齿尾缘改型的两种压气机进行了数值模拟,详细比较了近失速、最高效率、大流量三类工况下的压气机性能.结果表明:锯齿静子可以拓宽压气机的稳定裕度.在近失速工况下,压气机性能得到提高,而其他工况则为整体的下降,其中机匣处有半锯齿的改型带来的恶化更加严重.进一步研究表明:不同的机匣锯齿布置会对压气机性能造成显著的影响,其中机匣处有锯齿的改型明显地改善了第一级、第二级转子的叶尖流动,表现为使得叶尖流动堵塞程度大大降低,这可能是其拓宽压气机稳定裕度的原因.

摘要： 在数字控制器的应用中,并网逆变器的电感电流控制增益总是受到电感值、控制频率以及数字控制器实现时的控制延时限制.一般而言,增加控制增益和提高系统稳定裕度之间存在固有矛盾,因此通常使用较小的比例(P)控制器来确保系统运行时的稳定裕度,使用谐振(R)控制器增加固定频段控制增益来解决在这些频段的谐波问题.但这种控制方法的效果依赖于系统频率检测环节的性能.基于对大增益值所引起的谐波和稳定性问题的根本原因分析,本文提出了一种虚拟高频阻尼方法(VHD)来解决数字控制器对于电流控制增益的限制,并且也提出了一种改进的电流预测单元(CP).所提出的虚拟高频阻尼方法的有效性已经通过MATLAB仿真和实验结果验证,并且电流环增益得到了放大.

摘要： 随着分布式电源并网功率等级的增加及接入位置的广泛分布,电网越来越表现出弱电网的特性,含有较大的电网阻抗.逆变器的输出阻抗模型能够反映控制系统与电网阻抗之间的交互性影响,从而被广泛应用于逆变器系统的稳定性分析.本文通过建立入网电压控制型逆变器的阻抗模型,详细讨论了电压环控制器参数对逆变器输出阻抗的影响,并且通过参数的合理选择使电网阻抗与输出阻抗交截频率处的相角裕度始终保持在45°以上,从而使系统具有较高的稳定裕度,提升了其鲁棒性.最后,通过仿真结果验证了理论分析的正确性.

摘要： 研究了喷管变形对高空、小表速节流状态小涵道比涡扇发动机工作稳定性的影响.对喷管变形在发动机失稳过程中的主要促进原因进行了分析,提出了一种喷管扩稳技术的设计方法.在设计过程中,分析了喷管变形的特性,根据变形的量级提出了喷管补偿控制规律,在此基础上,考虑了发动机巡航特性要求和高空、小表速时低雷诺数的影响,通过总体性能计算程序,对喷管补偿控制规律进行了优化设计.优化设计后的喷管控制规律以某型发动机为平台进行了高空模拟试验验证,提高了风扇的喘振裕度且保证了巡航状态的经济性,解决了某型发动机喷管变形导致整机稳定裕度偏低问题.

摘要： 本文以航空发动机一台高负荷轴流高压压气机试验件为研究对象,采用试验的方法,开展级间引气对压气机总体性能、内部流场和级间匹配特性的影响的试验研究,旨在为认识级间引气对压气机性能影响提供试验数据支持.试验结果表明:压气机中间级引气使得压气机设计转速工作点流量增加1.2％,压比增大2.7％,效率提升0.3％,设计转速稳定裕度下降6％;压气机中间级引气对下游流场叶尖压比、温升效率影响明显,改变了压气机的级间匹配特性.

摘要： 稳定性主动控制的目的一方面是要在均匀进气的情况下将“多余”的裕度拿出来提升性能,另一方面是要使发动机在超过最大预期畸变指数的情况下稳定工作,实现“适用性”的扩展.本文采用稳定性主动控制动态模型,以发动机尾喷管喉道面积为控制手段设计了稳定裕度控制器,并与发动机主控制器进行耦合,实现稳定裕度与性能折中的控制目标.针对一台涡喷发动机的的仿真研究表明:所设计的稳定性主动控制规律在均匀流情况下通过减小稳定裕度使发动机的推力增大性能得以提升,在进口畸变情况下发动机稳定裕度得到提高保证了发动机的正常工作.

摘要： 本文开展了一种新型机匣处理扩大轴流风扇/压气机稳定裕度的实验研究.主要内容是:在北航低速大尺寸实验台TA36上模拟旋转进气畸变,通过描画不同情况下的压升特性曲线和效率曲线,分析此种畸变进气条件对实验台压气机工作性能造成的影响,并考察一种新型处理机匣的扩稳效果.实验结果表明:旋转进气畸变下,压升-流量特性曲线失速边界向右下偏移,并且畸变程度越大,失速边界偏移越多,压气机越容易发生旋转失速;新型机匣处理在此种畸变条件下对风扇/压气机有显著的扩稳效果;当畸变转速较低时,裕度增量为10％左右,而且此时由于处理机匣带来的效率损失较小,一般小于1％。

摘要： 本发明公开了一种用广义电阻裕度评价静态电压稳定与功角稳定的方法。该方法取系统注入节点电流为参考相量，对系统进行相对综合动态等值：对于PV节点电压有波动情形，提出评价发电机内部虚拟PV节点静态功角稳定的广义电阻裕度；对于PQ节点，将综合负荷等值为动态阻抗后的动态电势不变模型，通过分解负荷的电压静态特性与时间动态特性，提出评价PQ节点电压稳定的广义电阻裕度；根据广义电阻裕度，快速评价电源节点的功角稳定性，或判断负荷节点的电压稳定性。在线应用时，各等值参数估计均不依赖系统的详细模型。本发明统一了动态电压稳定与静态功角稳定的评价指标，特别适用于含新能源(功率双向流动且随机波动)系统的在线稳定评估与控制。

摘要： 本发明提供一种用电阻裕度综合评价静态电压稳定与功角稳定的方法，属于电力系统领域。该方法基于潮流方程，考虑注入系统功率的动态特性，对系统进行相对综合动态等值，从PV节点看进去，计算系统的相对综合动态等值阻抗与节点的电阻裕度指标，根据节点电阻裕度指标，快速判断系统是否静态电压失稳与功角失稳，或者判断PV节点的功角稳定性强弱。在线应用时，跟踪计算电阻裕度指标不依赖系统内部负荷模型的先验知识。本发明可应用于电力系统在线分析控制以及离线仿真分析，有利于系统运行调度人员及时采取有效措施，提高系统的稳定水平；有利于系统规划以及调度人员采用合理的设计与运行方案，提高系统运行的整体静态稳定水平与经济性。

摘要： 本发明公开了基于电网运行与暂态稳定裕度指标关联的稳定评估方法，包括以下步骤：基于电网的离线仿真数据及实时监测数据建立电网安全稳定层次化关联分析模型，并根据该模型进行暂态稳定层次化关键特征提取；电网运行特征与暂态稳定裕度指标的离散化语义描述，进行电网运行特征与暂态稳定裕度指标的关联关系辨识；建立稳定关联特征规则库，根据规则库进行电网运行状态变化的快速判稳和原因分析。根据系统运行状态快速评估当前稳定水平，对运行人员辅助决策提供量化信息支持，提升电网稳定性评估的标准化、快速性和自适应能力，具有广泛应用前景。

摘要： 本发明公开了一种静不稳定飞行器等价稳定裕度的飞行试验鲁棒确定方法，用于解决现有的飞行稳定裕度确定方法误差大的技术问题。技术方案是通过扫频飞行试验，获得静不稳定飞行器多回路系统的闭环传递函数频率特性矩阵，按照闭环传递函数与开环传递函数之间的对应关系，建立闭环传递函数与系统稳定裕度之间的关系式，并将系统闭环传递函数频率特性矩阵进行特征分解，根据系统临界稳定的条件，得到多回路稳定裕度分析标量方程式，从而计算整体回路的相位裕度和幅值裕度，大大简化了问题难度。

摘要： 本发明涉及一种静不稳定飞行器多回路稳定裕度的飞行试验直接确定方法，该方法通过扫频飞行试验，获得静不稳定飞行器多回路系统的闭环传递函数频率特性矩阵，按照闭环传递函数与开环传递函数之间的对应关系，建立闭环传递函数与系统稳定裕度之间的关系式，根据系统临界稳定的条件，得到通过闭环传递函数频率特性矩阵分析系统幅值裕度、相位裕度的两个等价行列式，根据此行列式可以计算出纵向、横航向、三维运动等多种情况的系统稳定裕度，通过闭环扫频飞行试验鉴定现代高性能飞行器稳定裕度是否满足国军标要求。

摘要： 本发明涉及一种基于稳定裕度的交直流互联系统稳定边界确定方法，属于交直流互联系统稳定分析技术领域，解决了现有的交直流互联系统稳定分析方法，未考虑直流线路发生故障的具体影响，难以准确确定系统稳定边界和对交直流互联系统稳定情况进行准确分析的问题。方法包括：当检测到交直流互联系统发生直流线路故障，采集交直流互联系统的运行参数；根据采集的运行参数，得到系统加速能量、系统裕度能量和系统位置能量，进而得到稳定裕度指标；基于所述稳定裕度指标，得到交直流互联系统的稳定边界。该方法能够确定准确的稳定边界，进而能够使得控制系统在系统发生直流系统障碍时进行更及时的控制。

摘要： 本发明公开了基于航空发动机稳定裕度估计的主动稳定性控制方法，所述方法包括：(1)航空发动机喘振实时模型；(2)喘振裕度估计算法与模拟；(3)航空发动机主动稳定性控制律。本发明针对航空发动机气动稳定性问题，通过利用剩余稳定裕度提高发动机气动稳定性，建立发动机喘振实时模型以及建立发动机稳定裕度估计模型，通过鲁棒控制方法设计主动稳定性控制律，构建发动机稳定裕度闭环控制回路，保证发动机在过渡态稳定工作前提下，最大限度发挥剩余稳定性裕度带来的动态性能；此外，本方案可使发动机在加速过程中在喘振裕度较小的高性能点工作，改善发动机的加速性能，增强飞机的机动性。

摘要： 本发明公开了基于电网运行与暂态稳定裕度指标关联的稳定评估方法，包括以下步骤：基于电网的离线仿真数据及实时监测数据建立电网安全稳定层次化关联分析模型，并根据该模型进行暂态稳定层次化关键特征提取；电网运行特征与暂态稳定裕度指标的离散化语义描述，进行电网运行特征与暂态稳定裕度指标的关联关系辨识；建立稳定关联特征规则库，根据规则库进行电网运行状态变化的快速判稳和原因分析。根据系统运行状态快速评估当前稳定水平，对运行人员辅助决策提供量化信息支持，提升电网稳定性评估的标准化、快速性和自适应能力，具有广泛应用前景。

摘要： 本发明公开了一种静不稳定飞行器等价稳定裕度的飞行试验鲁棒确定方法，用于解决现有的飞行稳定裕度确定方法误差大的技术问题。技术方案是通过扫频飞行试验，获得静不稳定飞行器多回路系统的闭环传递函数频率特性矩阵，按照闭环传递函数与开环传递函数之间的对应关系，建立闭环传递函数与系统稳定裕度之间的关系式，并将系统闭环传递函数频率特性矩阵进行特征分解，根据系统临界稳定的条件，得到多回路稳定裕度分析标量方程式，从而计算整体回路的相位裕度和幅值裕度，大大简化了问题难度。

摘要： 本发明公开了特高压直流分层接入的稳定裕度及灵敏度分析方法，对高低端换流站分别采用微分‑代数方程建模，可得到特高压直流分层接入模式下的小干扰分析模型，用来描述特高压直流分层接入模式下的多种耦合关系；针对上述小干扰分析模型，将距离虚轴最近的特征值定义为关键特征值，利用关键特征值判断系统的稳定性。与多直流馈入同一电压等级电网相比，特高压直流分层接入模式具有更高的稳定性，能提供更强的交流系统支撑能力。