向量化编程技术及其在大型电网潮流计算中的应用

提出一种基于向量计算的编程技术,应用该技术开发大规模程序,工作周期短,程序代码精炼,数学概念清晰,程序执行效率高.应用这种向量化编程技术,分别采用MATLAB和C语言编写了可计算大型电网的潮流计算程序.以3个不同规模的电网为测试算例,对程序的执行效率分别进行了分析比较.     

面向对象编程和图形化的潮流计算软件

利用Visual C++6.0面向对象程序设计的特点和MATLAB语言强大的数值计算和绘图功能,编写了电力系统潮流计算程序.文中阐述了软件开发的总体架构、模块划分、图形生成和数据库接口等,并用一个具体潮流计算算例进行了验证.运行结果证明此软件具有灵活性和可扩充性.     

基于扩展最优潮流模型的无功优化方法

为了将最优潮流与无功优化两种数学模型统一起来,使形成的扩展最优潮流具有更广泛的适用性,并增加基于MATLAB的电力系统分析自由软件求解无功优化问题的功能,针对目标函数为网损最小和年运行费用最小的无功优化问题,论证了最优潮流模型与这两种无功优化模型等效的条件,并提出了相应的处理方法。应用该优化方法对两个算例分别进行网损最小和年运行费用最小的无功优化计算,并和已有结果进行对比,验证了方法的有效性和实用性。进而应用本研究方法对IEEE-33节点系统进行优化计算,结果表明:该方法可以充分利用现有软件在优化分析方面的优点解决无功优化问题,增加软件功能的同时既减少了开发成本,又提高了可靠性。     

基于CMCS-LIS法的主动配电网概率潮流计算

潮流计算是电力系统运行和规划或开展各种学术研究的基础,在含间歇性、随机性功率输出的风力发电机等分布式电源的主动配电网潮流计算中,概率潮流(probabilistic load flow,PLF)的应用最为广泛,可以有效考虑间歇性、随机性分布式电源接入配电网后电网运行参数或变量的不确定性大大增强问题。然而,由于某一区域内风速大小变化的趋势基本相近,导致各风力发电机所处位置的风速之间存在较强的相关性,现有概率潮流计算研究中未能有效处理风速等随机变量的相关性问题,导致概率潮流计算效率低,计算结果精度不高,影响电力系统中各种研究的结论正确性,甚至危及电网安全、可靠运行。为解决上述问题,提出利用统计学中的秩相关系数描述风速等随机变量的相关性,以提高概率潮流计算结果的精度;在风速、负荷等随机变量的采样过程中,提出在传统Monte-Carlo模拟法的随机抽样基础上利用拉丁超立方重要抽样技术(latin hypercube important sampling,LIS),以提高概率潮流计算的效率。为验证提出方法(简称CMCS-LIS法)的有效性,基于IEEE33节点系统并利用MATLAB软件编制计算机程序进行仿真试验.仿真结果表明:提出方法能够灵活处理风速等随机变量间的相关性,且计算效率高,具有良好的工程应用参考价值。     

基于MATLAB渠道渐变体土方量计算的改进算法研究

基于MATLAB强大的数学计算功能与友好的界面,针对现有渠道渐变体工程土方量计算方法的不足,提供了用三次样条函数拟合断面面积函数,再运用复化梯形求积公式计算土方量的新方法;并用实例说明了该方法的应用及其误差分析。结果表明,该方法计算过程简单、计算误差小,可供设计、施工人员参考。     

利用MATLAB实现平滑系数的精确表达

本文通过分析最小二乘多项式平滑技术的数学原理,依据MATLAB这一基于矩阵运算的科学计算语言,提出了用MATLAB实现平滑系数和求导系数的精确表达的方法.结果表明,这种方法简单实用,简化并优化了计算过程.     

分布式电源的配电网潮流计算

分析了分布式发电系统的特点和发展状态,重点研究了分布式发电系统接入电网的数学模型,并对常见的几种分布式电源的节点类型进行了划分,归结为PQ节点、PV节点、PI节点和P-Q(V)节点。分别针对这些类型的节点的各自特点,提出了基于前推回代法的配电网三相不平衡潮流计算方法,并根据分布式电源对电压的调节和无功补偿能力,研究了不同类型电源对配电网电压的影响。     

基于GaBP算法的快速潮流计算方法

研究在潮流迭代求解过程中雅可比矩阵方程组的迭代求解方法及其收敛性。首先利用PQ分解法进行潮流迭代求解,并针对求解过程中雅可比矩阵对称且对角占优的特性,对雅可比矩阵方程组采用高斯置信传播算法(GaBP)进行求解,再结合Steffensen加速迭代法以提高GaBP算法的收敛性。对IEEE118、IEEE300节点标准系统和两个波兰互联大规模电力系统进行仿真计算后结果表明：随着系统规模的增长,使用Steffensen加速迭代法进行加速的GaBP算法相对于基于不完全LU的预处理广义极小残余方法(GMRES)具有更好的收敛性,为大规模电力系统潮流计算的快速求解提供了一种新思路。     

MATLAB在精细农业中的应用

研究了基于MATLAB法对精细农业技术的发展和应用,并通过1个GPS定位试验对利用MATLAB的统计和绘图功能在精细农业数据处理和分析中的作用做了详细介绍。     

无线通信的远程信道分布仿真研究

针对传统的无线通信远程信道分布方法存在数据传输时延较长、信道利用率低的问题,本文通过采用基于MATLAB的仿真测试软件,对CSI未知数据下的信道分布状况、可知CSI与未知CSI下的信道常态分布状况、可知CSI与未知CSI下的信道异态分布状况和可知CSI与未知CSI下的关联信道分布状况进行详细分析,将分析结果通过GUI仿真可视化计算模块转换输出,通过MATLAB内CSI与GUI两大核心模块完成对无线通信远程信道的各分布形态分析。仿真结果表明,所提方法的数据传输时延较短,提高了信道利用率。     

基于有源滤波器的谐波补偿方法研究

高次谐波是电力系统的一种"污染",它日益成为电力系统运行中的严重问题。简要介绍了并联型有源电力滤波器控制系统的基本工作原理,给出了控制系统整体结构框图,提出了直流侧电压控制算法和补偿电流控制算法,并分别对2种算法作了较详细的阐述。用MATLAB的Simulink软件包进行仿真试验。试验结果表明,所提出的控制算法能有效地进行谐波补偿。     

风电场电能质量模拟监测系统的研究

为了解决大型风电场并网后带来的诸多电能质量问题,在综合分析了风电场电能质量特点的基础上,研究了一种基于虚拟仪器和MATLAB的风电场电能质量模拟监测系统,对风电场的电网电压波动、闪变、电压偏差、频率、谐波、三相不平衡度进行监测。使用LabVIEW Simulation Interface Toolkit与MAT—LAB／Simulink的结合,通过仿真验证了该系统的正确性、可行性,具有一定的推广价值。     

基于节点扩张的遗传算法在机器人路径规划中的应用

构建了一种基于模糊决策的复合低通滤波器(LPF),提出了一种基于FBD法的有源电力滤波器(APF)参考电流检测新方法.该方法利用锁相环(PLL)产生参考电压,将负载电流投影到参考电压上,通过LPF可以准确检测出基波有功电流和基波无功电流.设计了基于模糊决策的复合LPF,该LPF由截止频率为10 Hz和30 Hz的双二阶Butterworth LPF组成,根据负载电流的波动幅度和谐波电流的最低次数,利用模糊推理确定LPF的选用.与传统的FBD法相比,该方法在电网电压不对称条件下,能够确保参考电流检测结果的准确性,且动态响应速度快、原理简单.理论分析和仿真结果证明了新型参考电流检测方法的正确性和有效性.     

一种带MPPT的温室太阳能发电系统设计

针对在温室应用的小功率太阳能发电系统光电转化率低和经济性差的问题,设计了基于增量电导法的温室太阳能发电系统。对系统中太阳电池、Boost电路进行分析,通过MATLAB/SIMULINK模块搭建仿真平台,同时进行仿真实验,验证了该温室太阳能发电系统具有稳态精度高、跟踪速度快、相对经济性好的优势。     

基于ActiveX技术下LabVIEW与MATLAB的通讯实现

本文结合实例详细介绍了LabVIEW利用ActvieX技术调用MATLAB节点进行通讯的方法，利用MATLAB优化算法库，通过LabVIEW显示，达到了优势互补的目的。在LabVIEW和MATLAB通讯过程中，数据类型并不是统一的。本文又通过实例介绍了如何实现在LabVIEW环境下将数组保存为MATLAB数据文件格式。     

一种新型振荡浮子式海洋波浪能发电装置的设计

针对目前出现的全球能源短缺危机,设计并研制了一种新型的运用海洋波浪能进行发电的振荡浮子式波浪能发电装置。简要介绍该装置的基本组成和确定转换装置的方案,完成转换装置的结构设计,并对装置的工作过程进行了说明。结合海浪理论与计算原理、海洋波浪能转换以及机械设计等知识并运用MATLAB软件编程计算装置的整机理论效率。假设装置在规则线性波浪的作用下,通过理论计算,该装置在波浪周期为5 s,波浪高度为1.5 m,浮子直径为0.2 m,长度为0.3 m的条件下,整机理论效率可达0.393。该装置具有很好的发电效率,并且装置的结构可靠性高,具有广阔的发展前景。     

基于小波分析的电力系统振荡与短路识别方法

以小波变换中多分辨分析为基础,研究区分电力系统振荡与短路方法.小波分析能有效地提取电压、电流故障信号中的有用成份,提出一种以能量变化为判据的小波能量法,以识别电力系统振荡和短路.应用MATLAB的PSB工具箱建立振荡和短路仿真模型,应用小波能量法提取电力系统振荡电流与短路电流的小波能量,通过数值分析,识别电力系统振荡与短路.结果分析表明:小波能量法识别电力系统振荡和短路简单便捷,准确有效.小波能量法识别电力系统振荡和短路是十分可行的.     

小功率开关磁阻风力发电系统模拟装置研发

分析开关磁阻电机风力发电工作原理,推导其非线性数学模型,在MATLAB仿真平台上建立基于PWM斩波和APC复合控制的开关磁阻发电系统仿真模型,进行相关仿真实验,为硬件电路设计的参数选择提供帮助。以DSP为控制核心,设计开关磁阻风力发电系统功率主电路与控制电路,实现小功率风力发电。实验和性能测试验证了设计方案的可行性与有效性。     

静止无功发生器的无功电流检测及仿真

无功电流的实时检测是保证SVG工作性能的关键。基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方法能够快速跟踪电网电流的变化,具有精度高、瞬时性、算法简单、实现方便等优点,经MATLAB仿真验证该方法的准确性和实时性,满足静止无功发生器(SVG)的动态补偿特性。