輸電線路雷電暫態(tài)綜合建模及仿真算法研究內(nèi)容簡介

輸電線路防雷保護(hù)的根本目的就是盡可能地減少由于雷擊引起的線路跳閘事故發(fā)生的次數(shù)并降低雷擊事故引起的損失。輸電線路的過電壓保護(hù)和絕緣配合在很大程度上取決于其承受的過電壓的幅值和波形，輸電線路的絕緣水平以及各種設(shè)備(如絕緣子串、變壓器和斷路器等)的絕緣配合必須能夠承受線路上可能出現(xiàn)的過電壓。因此，對輸電線路的雷擊暫態(tài)特性進(jìn)行研究，分析輸電線路上可能出現(xiàn)的雷電過電壓有利于可靠地設(shè)計(jì)輸電線路及電氣設(shè)備的絕緣配合，并且有利于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)化。 雷電過電壓波在輸電線路上傳播時(shí)會發(fā)生衰減和變形，其原因主要是在雷電暫態(tài)情況下線路的電暈效應(yīng)和線路參數(shù)的頻變效應(yīng)。本文分別針對這兩個(gè)方面展開了研究和討論。 當(dāng)輸電線路上承受的雷電過電壓幅值超過電暈起始電壓時(shí)，電暈開始發(fā)生。為減小誤差，本文將發(fā)生電暈時(shí)輸電線路的空間電場分成兩部分之和，一部分是沒有空間電荷時(shí)產(chǎn)生的標(biāo)稱場(拉普拉斯場)；另一部分是引入空間電荷所產(chǎn)生的空間電荷場。在求解方程時(shí)，用模擬電荷法求解標(biāo)稱場，而用有限元法求解空間電荷場。其中在運(yùn)用有限元法求解空間電荷場的過程中，首先利用給定的電荷密度初始值計(jì)算空間電場，再利用計(jì)算得到的合成電場反向計(jì)算空間電荷密度，通過逐步迭代計(jì)算得到雷擊點(diǎn)處發(fā)生電暈時(shí)的Q-V曲線以及每一時(shí)刻輸電線路對地的動態(tài)電容。對于線路上其它點(diǎn)的電暈過程的考慮，本文采用查表的思路，當(dāng)該點(diǎn)處的電壓達(dá)到某一幅值時(shí)，即查尋雷擊點(diǎn)處的Q-V曲線，得到對應(yīng)的電暈電荷和動態(tài)電容值進(jìn)行計(jì)算。 在考慮參數(shù)頻變時(shí)，輸電線路徑向參數(shù)的頻率相關(guān)性可用一系列并聯(lián)的電阻和電感的組合來描述。文中通過計(jì)算分析證明了該模型不僅能在很大的頻率范圍內(nèi)較精確地表征輸電線路的頻率相關(guān)性，而且不必進(jìn)行頻域和時(shí)域的相互變換，節(jié)省了計(jì)算時(shí)間，更重要的是可以很方便地與電暈?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行銜接。利用收斂速度更快的Newton-type迭代法計(jì)算了各RL模塊的參數(shù)值。若在計(jì)算過程中同時(shí)考慮線路參數(shù)頻變特性和電暈效應(yīng)，則可將頻變參數(shù)線路模型中描述線路的每一個(gè)π型單元的對地電容修改為電暈發(fā)生后的動態(tài)電容即可。 為了使本文所建立的輸電線路暫態(tài)特性的分析模型更完整，文中用傾斜導(dǎo)體模型取代了現(xiàn)有的計(jì)算桿塔波阻抗時(shí)普遍采用的豎直導(dǎo)體模型，能夠更好地反映桿塔的實(shí)際結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)而建立了較為精確的輸電線路桿塔的多波阻抗分析模型。該模型結(jié)合絕緣子閃絡(luò)模型可分析桿塔遭受雷擊，由于其電位的升高，引起絕緣子閃絡(luò)，進(jìn)而使線路上產(chǎn)生雷電過電壓波的整個(gè)過程。對于所建立的暫態(tài)電路，采用暫態(tài)等值計(jì)算電路的方法，將電阻、電感以及電容組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為僅包含電阻及電流源并聯(lián)的形式，利用節(jié)點(diǎn)電壓法求解輸電線路上每一點(diǎn)的電壓波形。 根據(jù)所建立的模型和計(jì)算方法，文中計(jì)算了雙指數(shù)雷電波、衰減振蕩波和快速脈沖作用下的電暈效應(yīng)，對其Q-V曲線各分支階段的物理過程進(jìn)行了闡述，并在此基礎(chǔ)上分析了衰減振蕩波作用下的次回環(huán)曲線的特性。文中設(shè)計(jì)了模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了本文所提出的計(jì)算方法的有效性。此外，本文分別對僅考慮沖擊電暈效應(yīng)、僅考慮線路參數(shù)頻變效應(yīng)以及同時(shí)考慮電暈和參數(shù)頻變效應(yīng)兩方面影響的輸電線路暫態(tài)特性進(jìn)行了分析和比較。計(jì)算結(jié)果也顯示電暈效應(yīng)對于輸電線路雷電過電壓波形的衰減和畸變作用要大于參數(shù)頻變效應(yīng)，但是同時(shí)考慮這兩方面影響更符合實(shí)際情況。文中還比較了不同因素對雷電過電壓波的影響，如波頭時(shí)間短的雷電波以及波尾時(shí)間短的雷電波在沿線路傳播時(shí)其衰減和畸變作用更明顯。文中運(yùn)用matlab程序編寫了輸電線路過電壓分析計(jì)算軟件，文中的計(jì)算方法和結(jié)果可為實(shí)際線路的雷電防護(hù)和絕緣設(shè)計(jì)提供很好的參考依據(jù)。

雷電暫態(tài)；電暈；頻變；模擬電荷法；有限元法；綜合建模；仿真算法；伏庫特性；非標(biāo)準(zhǔn)雷電波；衰減變形2100433B

《輸電線路電磁暫態(tài)仿真及應(yīng)用》利用ATP和ATPDraw詳細(xì)介紹線路參數(shù)計(jì)算、電磁暫態(tài)模型建立、電磁暫態(tài)仿真，主要內(nèi)容包括ATP和ATPDraw簡介、線路參數(shù)及其理論計(jì)算、線路模型概述、恒定集中參數(shù)線路模型、恒定分布參數(shù)線路模型、頻變分布參數(shù)線路模型、Bergeron模型和PI模型建立、JMarti模型建立、線路頻率相關(guān)模型的校核、輸電線路參數(shù)計(jì)算高級技巧、輸電線路電抗器選擇計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)的頻率相關(guān)等效、直擊雷過電壓計(jì)算、電力電纜參數(shù)、電力電纜模型及應(yīng)用等。

《輸電線路電磁暫態(tài)仿真及應(yīng)用》可供電氣工程類研究生、高年級本科生用作教材或教學(xué)參考書，也可供從事電力系統(tǒng)運(yùn)行、設(shè)計(jì)、科研、管理和產(chǎn)品開發(fā)的人員參考。

前言

第1章 緒論

1．1 研究背景和意義

1．2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

第2章 工業(yè)園區(qū)配電網(wǎng)綜合負(fù)荷模型建模及其參數(shù)辨識

2．1 研究背景

2．2 綜合負(fù)荷模型的建立

2．3 混沌粒子群算法（CPSO）

2．4 仿真算例

2．5 應(yīng)用實(shí)例

2．6 討論

2．7 小結(jié)

第3章 虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)建模研究

3．1 虛擬同步發(fā)電機(jī)的研究背景及意義

3．2 虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)建模研究

3．3 系統(tǒng)仿真

3．4 仿真結(jié)果分析

第4章 含多種分布式電源的配電網(wǎng)綜合負(fù)荷建模

4．1 研究背景及意義

4．2 風(fēng)力發(fā)電

4．3 光伏發(fā)電

4．4 燃料電池

4．5 微型燃?xì)廨啓C(jī)

4．6 工業(yè)園區(qū)電動汽車充電站

4．7 小結(jié)

第5章 工業(yè)園區(qū)CCHP系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及評價(jià)指標(biāo)

5．1 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

5．2 工業(yè)園區(qū)CCHP系統(tǒng)性能評價(jià)指標(biāo)

5．3 小結(jié)

第6章 工業(yè)園區(qū)CCHP系統(tǒng)優(yōu)化配置研究

6．1 聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化方法

6．2 聯(lián)供系統(tǒng)方案配置

6．3 分供系統(tǒng)

6．4 聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化配置求解

6．5 小結(jié)

第7章 工業(yè)園區(qū)CCHP系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行研究

7．1 引言

7．2 多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行

7．3 典型日運(yùn)行策略分析

7．4 小結(jié)

第8章 工業(yè)園區(qū)多種能源發(fā)電設(shè)備模型

8．1 微型燃?xì)廨啓C(jī)模型及特性

8．2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型及特性

8．3 光伏電池模型及特性

8．4 燃料電池模型及特性

8．5 蓄電池模型及特性

8．6 小結(jié)

第9章 混合粒子群算法

9．1 基本粒子群算法的原理和結(jié)構(gòu)

9．2 混合粒子群算法

9．3 測試函數(shù)實(shí)驗(yàn)

9．4 小結(jié)

第10章 基于混合粒子群算法的多能源容量多目標(biāo)優(yōu)化配置

10．1 工業(yè)園區(qū)多能源容量多目標(biāo)優(yōu)化配置模型

10．2 多目標(biāo)優(yōu)化配置實(shí)現(xiàn)

10．3 模型求解

10．4 案例分析

10．5 小結(jié)

第11章 總結(jié)與展望

11．1 總結(jié)

11．2 展望

參考文獻(xiàn)2100433B

《結(jié)合面接觸特性理論建模及仿真》是集作者（溫淑花）多年來在結(jié)合面接觸剛度、接觸阻尼、靜摩擦系數(shù)方面的建模研究成果而成，同時(shí)為了保持全書的系統(tǒng)性也吸收了國內(nèi)外一些學(xué)者的觀點(diǎn)和研究成果，并在參考文獻(xiàn)中進(jìn)行了列出。

《結(jié)合面接觸特性理論建模及仿真》緊緊圍繞結(jié)合面接觸特性理論建模及仿真這一研究主題，從五個(gè)方面分若干層次進(jìn)行了較為系統(tǒng)的深入研究。①結(jié)合面法向接觸剛度分形模型及其仿真；②結(jié)合面切向接觸剛度分形模型及其仿真；③結(jié)合面法向接觸阻尼分形模型及其仿真；④結(jié)合面切向接觸阻尼分形模型及其仿真；⑤結(jié)合面靜摩擦系數(shù)分形模型及其仿真。