岳耀宾[1]2006年在《基于混杂理论的电力系统建模研究与仿真》文中认为电力系统是分布区域极广，分散性较大的复杂系统。除了表现出高维数、强非线性和多时速特征之外，最突出的特点就是发电过程的动态连续性，输配电系统的代数逻辑约束，以及包含或受离散事件驱动的调度控制过程多目标优化的需求。本文分析了电力系统的混杂特性，结合混杂系统理论知识，对电力系统的动态演变过程建立基于混杂性质的混杂Petri网模型，并利用Matlab／Simulink仿真技术对所建混杂模型进行仿真，通过电力系统微机保护装置模型实例，提出了推理混杂petri网的建模理论。 本文首先回顾了国内外混杂系统理论的研究成果，探讨了混杂理论在电力系统建模研究领域所具有的特殊优势，指出电力系统无论是在稳态运行状态，还是在紧急运行状态以及崩溃状态，其动态行为都呈现为既有基于时间演变的连续动态特性又有基于事件驱动的离散动态行为。通过电力系统的混杂PN的建模分析与仿真的结果，认为利用混杂PN对混杂电力系统建模是非常有效的工具之一。 其次，详细地介绍了Petri网的基本知识，包括PN的基本概念、网的性质和分析方法以及混杂PN的相关知识。根据网的不同功能对扩展PN也有基本的定义和应用，并根据各类网不同的建模能力给出了电力系统中常用的PN模型。 本文还对用于电力系统混杂PN模型的仿真技术—Matlab／Stateflow语言进行了阐述。Stateflow生成的监控逻辑直接嵌入到Simulink模型下，从而实现两者的无缝连接，非常有效地对混杂PN进行仿真与分析，也是本论文的尝试工作。 最后，以电网微机保护系统建模为例，利用本文提出的RHPN建模方法和抽象技术详细地研究了其建模过程，并首次运用Stateflow对保护HPN模型进行仿真，与传统的保护装置模型分析结果比较，验证了保护HPN软模型的有效性，结果表明，所建立保护微机保护系统的HPN软模型能够非常准确地描述保护系统的内部动态行为。
赵洪山[2]2004年在《电力系统混杂建模与分析》文中研究表明本文针对电力系统非线性混杂动态现象问题,结合高等学校博士学科点专项科研基金资助课题“混杂电力系统建模研究”(项目编号20030079002),采用混杂动态系统建模理论,重点研究了电力系统的混杂建模方法和混杂动态分析方法,并利用面向对象的MODELICA建模语言开发了一套基于Dymola的混杂电力系统模型库,主要工作和研究成果如下:对电力系统的混杂建模方法进行了深入的分析和研究,定义了混杂电力系统的一些基本概念,首次提出了混杂电力系统GHPN建模方法,并总结了电力系统混杂建模的一般步骤。提出了基于面向对象技术的电力系统分层混杂建模结构,深入地研究了电力元件模型的描述方法和模型模板的定义,详细地分析了电力系统各元件模型互连与实现技术。同时,还提出了用于研究电力系统全过程动态仿真分析的“多域”模型研究方法。以电力元件微机距离保护为例,利用GHPN建模方法和抽象技术详细地研究了其建模过程。通过对保护GHPN模型仿真,并与实际保护装置测试结果比较,验证了保护GHPN软模型的有效性。所建立的保护GHPN软模型能够非常详细地描述保护系统的内部动态行为。开发了面向对象的、模型代码完全开放的混杂电力系统模型库—HybPowLib,介绍了混杂电力系统模型库的构成及其内部元件模型的种类。并通过一些算例,利用HybPowLib中的模型,仿真分析了电力系统离散事件与连续动态相互作用和相互影响的混杂动态变化过程。详细地推导了混杂系统轨迹灵敏度的计算过程,分析了偏导数计算方法和计算轨迹灵敏度的程序算法,并编程予以实现。利用轨迹灵敏度方法仿真分析了电力系统离散控制事件与系统连续动态之间的相互作用和相互影响,使轨迹灵敏度分析的灵敏性和精确性得到了验证。本文研究成果可用于电力系统的混杂建模和动态过程仿真,而电力系统动态过程仿真是电力系统规划、设计和安全防御与运行控制研究的基础,故具有重要的学术意义和应用价值。
张纪平[3]2006年在《电力系统混杂动态仿真平台的研究》文中认为电力系统是一个复杂的动态系统,无论是在稳态运行状态,还是在紧急运行状态以及崩溃状态,其动态行为都呈现为既有连续动态又有离散动态。因此,电力系统是一种典型的混杂系统。为了研究电力系统的复杂动态行为,揭示电力系统连续动态与离散事件动态相互作用、相互影响的混杂动态过程,创建电力系统的混杂动态仿真平台是十分必要的。本课题主要探讨了构建电力系统动态仿真平台的混杂系统理论,研究了电力系统及元件的混杂模型的实现方法,分析了适合混杂电力系统仿真的数值算法,构建了电力系统混杂动态仿真平台的结构及框架,并融合混杂数值算法,初步实现了一个简单的交互式电力系统仿真平台。
吴亚楠[4]2006年在《基于Modelica语言的电力系统电磁暂态仿真环境的研究》文中研究表明本文以混杂系统理论为基础,利用Modelica建模语言构建了一个面向对象的、模型代码完全开放的电力系统电磁暂态仿真环境,研究电力系统非线性混杂动态行为的电磁暂态过程仿真。利用面向对象技术确定仿真平台的基本框架,依据实际电力系统中设备的分类和归属关系确定应包含的模型子库。建立了发电机、负荷、输电线路、连接子、变压器等基本元件的电磁暂态模型和各种离散控制器(如OLTC、保护系统)模型,完成了一个初级的电力系统电磁暂态仿真环境。最后用所建立元件模型搭建电力系统模型进行电磁暂态过程仿真分析,结果表明该平台可以对由于各种突发性扰动引起的电磁暂态过程进行仿真。
郑相华[5]2004年在《数字继电保护混杂建模与仿真的研究》文中研究表明目前,国内外大多数电力系统分析软件缺少对继电保护模型的系统化描述,对保护系统的动态行为采用预先指定动作状态的处理方法,无法真实完全的反映数字继电保护元件的内部动态行为。本文利用混杂系统理论,综合考虑了数字保护系统既有连续状态又有离散事件的混杂动态特性,采用GHPN 网建模方法,来研究数字保护继电器模型,建立了数字继电保护的混杂模型库。利用模型库中的元件模型,可以搭建各种数字保护模型,并在软件仿真平台Dymola 上对模型进行了仿真验证,详细的反映出数字保护模型的内部动态行为。
李继方, 汤天浩, 姚刚[6]2011年在《基于混杂Petri网的共直流母线交流传动系统建模与节能控制》文中提出通过引入混杂系统理论,在分析系统运行过程的基础上,建立了共直流母线交流传动系统混杂Petri网模型和电机功率模型。在此基础上提出了一种基于配对理论的节能控制算法,即在电机状态可调控时段,通过改变随机运行状态,使耗能状态激发与回馈状态激发模糊配对的电机状态调控算法。采用该方法的直流母线功率仿真结果表明,该方法能有效地调整控制电机状态,使处在耗能状态电机最大限度地吸收制动状态电机再生的电能,减小了直流母线功率波动,提高了系统性能。
勇佳棋[7]2016年在《基于键合图的高铁牵引系统建模与故障诊断》文中研究表明高铁因其便利性和环保性已成为我国大众出行的主要交通工具,同时作为中国对外经济贸易的重要力量,中国高铁吸引了全世界的广泛关注。高速列车是高铁运营中与旅客关系最紧密的环节,牵引传动系统是高速列车中最重要的子系统之一,牵引传动系统实时故障诊断技术是保证行车及乘客安全的核心,也是开发下一代智能化高速列车的重要基础。本文针对CRH5型高速列车,开展牵引传动系统的故障建模与实时诊断技术研究。首先,针对牵引传动系统具有多能域耦合特点,采用键合图建模技术,从能量传递与变换的角度,分析逆变器、牵引电机和齿轮箱的物理机理,建立对应部件的键合图模型,最终得到与实际物理系统结构准确对应的系统级混杂键合图模型。仿真结果证明了该系统模型的可靠性、准确性以及在系统机理分析等方面具有的优越性。其次,在系统级混杂键合图模型的基础上,基于元件物理效应以及故障特性分析,建立元件早期故障的数学表达形式,研究了一种可行有效的牵引系统故障注入方法,可准确复现实际系统的故障特性,为研究故障传播分析以及故障诊断提供仿真基础。最后,本文研究了基于全局解析冗余关系的牵引传动系统故障诊断方法。在混杂键合图模型的基础上,根据元件因果关系推导出全局解析冗余关系式及故障特征矩阵,分析元件的可诊断性与可分离性,提出一种阈值选取方法,将系统残差与阈值进行比较,实现故障源的准确定位。仿真结果表明,所提出的故障诊断方法能够快速准确地诊断多种牵引传动系统的突变故障和早期微小故障。
李玉森[8]2008年在《煤矿智能电子保护插件测试系统及其建模的研究》文中研究指明随着煤矿安全生产标准化和电气自动化的进一步发展与提高,煤矿井下电气设备使用了越来越多的电子保护插件,但是现存的电子保护插件测试设备,功能单一,其程序既繁琐又不太准确,因此,研制一种通用的煤矿电子保护插件测试系统有着迫切的社会需要和可观的经济效益。在电子保护插件的测试系统设计过程中,存在着大量的离散事件和连续事件,这个过程具有典型的混杂特性,难以得出具体的数学模型。混杂Petri网是离散事件系统和连续时间系统在同一层次的直接交互,作为一种“数形”结合的建模工具尤其适用于具有混杂特性的系统建模。因此,本文应用混杂Petri网的理论,分别对测试系统关键元件及其测试过程进行了建模分析,同时扩展了混杂Petri网在煤矿电子保护插件测试系统设计中的应用。本文的主要工作有以下几个方面:(1)针对目前煤矿电子保护插件测试设备的现状,设计了适用于矿用电子保护插件检测的煤矿智能电子保护插件测试系统的硬件部分;(2)结合国内外混杂系统理论的研究成果,对测试过程的混杂特性进行了分析,并探讨了混杂Petri网在混杂系统建模领域中所具有的特殊优势;(3)详细地介绍了混杂Petri网的相关知识,结合对测试过程的混杂特性分析,构建了测试系统各个测试模块的混杂Petri网模型;然后利用Stateflow生成的监控逻辑直接嵌入到Simulink模型的方法,对测试模块的混杂Petri网模型进行了阐述,非常有效地对混杂Petri网进行仿真与分析。仿真结果表明,所建立的混杂Petri网模型能够非常准确的描述整个测试过程的动态变化;(4)引入了混杂Petri网模型与软件设计交互思维编制程序的方法,详细地设计了煤矿智能电子保护插件测试系统的软件部分。
王中科[9]2010年在《混杂系统渐近行为及工程应用的分析》文中指出混杂系统是由连续变量动态系统和离散事件动态系统组成的一类系统,同时连续变量与离散变量的相互作用使其表现出十分复杂的特性。混杂系统的研究主要集中在模型建立、控制分析、优化控制等方面。混杂系统是由控制理论科学结合计算机科学发展而来的,它是一种跨学科的新的研究课题。因此,研究人员应该结合控制科学、计算机技术等多学科领域的理论及工具,才能使混杂系统理论得到快速稳定的发展。本文主要侧重的研究方向是利用计算机工具分析带有时间延迟的混杂系统的稳定性问题以及对电力系统的混杂特性的分析。论文的主要内容可以概括为以下几个部分：第一部分：混杂系统的概念、发展历程以及研究现状。以混杂系统的定义为基础,借鉴前人的研究成果,展开陈述了混杂系统的特点、研究内容(建模、稳定、工程应用等),以及未来的发展方向。第二部分：混杂系统基本结构,几种应用较多的系统模型,以及理论分析时可借用的工具。该部分在分析了混杂系统基本结构的基础上,给出了几种在混杂系统研究过程中应用较广且相对成熟的混杂系统模型。还介绍了在混杂系统渐近行为方面经常用到的线性矩阵不等式理论,以及在计算机软件中如何解决此类问题的具体工具和编程方法。第叁部分：混杂系统渐近行为分析。分析了带有时间延迟的一类离散混杂系统,根据Lyapnove稳定性定理给出系统稳定的充分条件,借助计算机软件求解线性矩阵不等式,最后通过实例仿真验证了结论正确性。第四部分：混杂系统理论在电力系统中的应用。在分析了电力系统中的混杂特性后,把电力系统电压稳定问题抽象转化为混杂系统来分析,进而可利用已有的混杂系统稳定性理论来对电力系统的电压稳定进行分析。文中利用经典的稳定性理论对抽象后的模型进行分析后,通过理论推导和证明给出了等价后系统的稳定性条件并作了实例仿真。
霍永强[10]2011年在《混杂模型框架下汽车动力传动系统优化控制研究》文中研究表明近年来,国内汽车使用量迅速增加,所带来的主要问题,一个是能源问题,另一个是汽车的使用产生的环境问题。因此,为了高效的利用燃料以及尽量减少燃料产生的有害气体,目前除了考虑新的能源部分或全部取代化石类燃料外,更为实际的是从控制方向着手,通过改进控制策略或者采用先进的控制手段来有效的提高燃料的利用率和降低燃烧废气的排放量。将性能更好的控制策略应用于汽车,首先要对控制对象有一个精确的模型描述。汽车的核心部件是动力传动系统,它是汽车耗能和废气排放的主要部分,如果能够建立合理描述这部分系统内部相互作用规律的模型并实施有效控制,必然能够达到更好的节能减排的目的。因此,本文主要研究的是如何构建汽车动力传动系统模型并将优化控制理论应用于该模型,使汽车充分发挥其整体性能,实现节能减排。具体取得了如下研究成果：(1)汽车动力传动系统是一个复杂的非线性系统,包含动力系的连续特性和传动系的离散特性,整个系统具有混杂特性(同时包含连续量和离散量,并且两者相互作用),使用混杂模型能够更合理的描述这一部分。因此,本文参考相关文献首先分叁部分建立汽车动力系、传动系和行驶系子模型；然后通过传动系将动力系和行驶系关联起来并使用DAE描述特定挡位下的子系统各部分间的相互作用关系；最后根据汽车具体行驶状况定义了挡位切换序列并给出了不同挡位下子系统切换图,DAE和子系统切换图共同构成了汽车动力传动系统混杂模型。(2)汽车在不同行驶状况下的换挡和节气门控制策略有很大不同,因此本文在构建混杂模型后,设计了两个优化控制命题。一个是汽车加速优化问题,即考虑汽车在平直路面上从起步到加速到一定速度过程中的最优换挡时间和最优节气门控制规律；另一个是汽车跟踪优化问题,即在平直路面上汽车由初始距离跟踪前车直至最短距离(安全距离)并且达到前车车速过程中的最优换挡时间和节气门控制规律。(3)构建优化命题后,为了求解高效,本文将联立求解方法应用于优化命题的求解,并对优化结果进行了合理的物理分析与比较。
参考文献：
[1]. 基于混杂理论的电力系统建模研究与仿真[D]. 岳耀宾. 山东科技大学. 2006
[2]. 电力系统混杂建模与分析[D]. 赵洪山. 华北电力大学（河北）. 2004
[3]. 电力系统混杂动态仿真平台的研究[D]. 张纪平. 华北电力大学（河北）. 2006
[4]. 基于Modelica语言的电力系统电磁暂态仿真环境的研究[D]. 吴亚楠. 华北电力大学（河北）. 2006
[5]. 数字继电保护混杂建模与仿真的研究[D]. 郑相华. 华北电力大学（河北）. 2004
[6]. 基于混杂Petri网的共直流母线交流传动系统建模与节能控制[J]. 李继方, 汤天浩, 姚刚. 电力系统保护与控制. 2011
[7]. 基于键合图的高铁牵引系统建模与故障诊断[D]. 勇佳棋. 南京航空航天大学. 2016
[8]. 煤矿智能电子保护插件测试系统及其建模的研究[D]. 李玉森. 青岛科技大学. 2008
[9]. 混杂系统渐近行为及工程应用的分析[D]. 王中科. 大连交通大学. 2010
[10]. 混杂模型框架下汽车动力传动系统优化控制研究[D]. 霍永强. 浙江大学. 2011