徐云霞[1]2003年在《大庆油田电力系统仿真建模研究》文中研究说明本论文对大庆油田电力仿真培训系统进行了系统的分析，重点开展了建模方法的研究。 1．分析了大庆电力系统潮流变化状况，讨论了静态模型与动态模型，建立了晶闸管控制的电力系统潮流模型和算法。 2．提出了将人工智能应用于电力仿真培训系统的思路，介绍了一个智能决策接口的组成和它的数据组织形式。 3．根据复杂大系统模块化建模思想，提出了适用于大庆油田电力系统建模的模块划分和综合原则。基于神经网络的非线性系统建模方法，开展了利用Elman动态神经网络与机力模型互补的建模研究。 4．利用动态连接库(DLL)技术，按照各种保护的保护原理，建立了电力系统继电保护的保护模型库。以故障计算为基础，以整定值和延时时间为判据，采取提高实时性的有效措施，按时间段扫描全部保护。 5．从继电线路功能仿真和验证的角度出发，建立了继电元件和线路的模型，并在此基础上设计了功能仿真算法，从而完成了继电线路功能仿真与验证系统。 本文的研究成果已开始应用于大庆油田电力仿真培训系统的实际工程中，具有理论意义和工程意义。
张彬桥[2]2017年在《面向自主设备云服务的水电站大规模仿真建模研究》文中认为随着叁峡等一大批大型电站相继建成投产和传统电站的智能化改造,以及国家“一带一路”水电装备“走出去”战略的实施,作为水电站运行维护培训和分析诊断研究理想平台的水电站仿真系统面临着巨大而迫切的需求。水电站仿真系统的大规模定制及互联网环境下的按需访问成为当前我国水电生产领域亟待解决的关键问题。水电站是典型的复杂大系统,涉及水力、机械、电气、计算机控制等多个领域,系统规模大、设备数量多、组成结构和运行规程多变、耦合性强、动态过程复杂、“人-机”和设备之间交互呈智能化自主化特征,运行工况难以事先编排。传统的基于水电站大系统逻辑分解和联立方程求解的建模方法对大规模仿真和智能化运行的新特征和新需求很少考虑,因而难以解决水电站云仿真平台这一新的应用和计算环境下水电站仿真系统大规模定制开发和部署中存在的模型云化解耦与融合、分布交互与协同、高并发可扩展与模型容错性等问题。本文从水电站设备运行智能化这一独特视角,以建模水电设备的自主化特征为切入点,结合云计算技术,探索与水电站大规模仿真和“互联网+水电仿真”服务模式相适配的建模理论和方法。研究如何赋予设备模型智能感知和主动服务能力,使之像真正的智能设备一样进行组织和交互,从而以符合真实水电站本身运行机制的方式进行系统解耦和模型融合。并在此基础上寻求与云计算环境相适配的模型分布式、高并发、可扩展、可容错特性的解决之道,建立“互联网+”时代下的水电站云仿真平台和运行框架,为水电站大规模仿真这一水电生产领域急需解决的重大工程实际问题提供新的建模理论和实现方案。本文的主要研究内容和创新点如下:1)针对水电站智能化运行特征和大规模仿真的新计算环境和新要求,提出一种与之相适配的面向自主设备云服务的新建模思想和计算模型。以水电设备为模型组织和运行的基本单位,基于云消息总线技术,无缝集成面向服务和事件驱动思想于设备模型,使其具备主动感知和自主服务这一智能水电装备的关键特性,并据此构建和真实水电站运行结构和机理相一致的松耦合组织、分布式协同、异步非阻塞并行交互的模型架构。从而在一般的SaaS云服务模式基础上拓展出新的适应水电站大规模仿真的“ADaaS”(自主设备模型即服务)云服务模式。2)给出了面向自主设备云服务建模方法和框架。定义和实现了框架的核心组件,包括主动感知设备模型、可感知消息、虚拟总线、模型容器等。在设计上突破了目前互联网应用中流行的无状态服务模式,即服务化架构的服务和状态数据分离模式,实现了有状态设备模型服务的“In-Memory”运行模式创新,可大大提高模型运行处理速度,保证了仿真计算的实时性。3)通过模型分布决策权的反转,创新性地将分布式消息发布订阅下的消息路由问题转化为模型在云计算资源节点的调度分配的经典问题。从而可采用很多经典智能优化算法对这一问题进行建模和求解,并给出了鲶鱼粒子群优化算法及最优解。同时,自主设备云服务模型由消息路决定的灵活分布方式,使得设备模型内生具备云平台下的分布式水平扩展和容错迁移能力,从而在软件模型层次对大规模仿真所需的高并发、高可用特性提供了不依赖硬件的“廉价”解决方案,可有效发挥云计算的优势。4)针对水电生产电气主系统强耦合特征,提出模块化解耦的分割交替求解算法,为松耦合的自主设备模型应用到强耦合的水机电动态过程提供了算法基础。提出了图形化电网络拓扑搜索算法并应用于电力系统潮流计算和故障计算。基于分割交替求解算法思想建立了单元机组和电网络各设备子系统仿真模型及其联合动态仿真过程。5)针对辅机系统设备种类复杂数量众多的难题,提出辅机系统分层模块化建模思路,将其分为交互层、过程层、元件层、系统层等四个层次,通过分层后的虚拟设备抽象,有效降低了自主设备建模的模型数量级。将电力系统中基于连接线融合的拓扑搜索算法拓展到流网系统,给出了通用的流网动态方程建模方法。最后,将面向自主设备云服务的建模方法和框架应用到某大型发电集团水电仿真中心云仿真平台工程实践,证明了该方法和框架的有效性。
张雷[3]2016年在《大庆油田燃机电厂MARK VI系统仿真的研究》文中研究表明相比于其他能源发电,天然气发电具有较大的发展前景,但国内燃机电厂刚刚开始兴起,有经验的燃机电厂运行操作人员并不多,因此需要一套完善的电厂操作人员培训软件。MARK VI控制系统仿真机能全面地模拟现场操作功能,可以在各种情况下模拟启停和正常运行的监控;为岗位操作人员、技术管理人员提供客观评价判断;通过模拟真实情况的事故场景训练操作人员的分析判断能力和应对突发事件的能力。为了实现MARK VI控制系统仿真机的现场模拟操作功能,本文针对大庆油田公司电力集团燃机电厂的#2燃气-蒸汽联合循环发电装置,从燃机电厂的系统建模、MARK VI系统仿真模型和MARK VI系统仿真机的开发等方面开展了深入的研究工作。首先,以大庆油田公司燃机电厂#2燃气-蒸汽联合循环系统为研究对象,分别建立了原动机、发电机、励磁系统和变压器的数学模型,并阐述了燃气-蒸汽联合循环系统的结构和运行原理,为MARK VI系统仿真模型的搭建奠定基础。其次,参考大庆燃机电厂的实际系统数据,采用图形化建模工具SimuBuilder搭建了燃机电厂MARK VI系统仿真模型,仿真验证了燃机电厂原动机输出机械功率、发电机输出电磁功率及发电机转速的动态关系,仿真结果与实验所测数据吻合。通过SimuEngine搭建人机连接的可视化仿真平台,实现了仿真机的用户自定义编程。最后,结合燃机电厂实际系统数据及其运行特点,设计了MARK VI系统仿真机的操作员仿真和图像数据处理系统,研究了仿真机的模拟操作、功能、技术指标及硬件构成,开发一套可以用于燃气机组运行人员培训的仿真培训系统,并分析了仿真机中燃机电厂的功率、空气流量、排气温度等变量在受扰后的动态行为,验证了仿真机仿真结果的有效性。在仿真培训系统的实际应用中,可以完全真实反映出现场工作环境、模拟现场事故、再现事故、自定义参数等多种实用功能。
张俊宜[4]2008年在《基于电力系统黑启动燃气轮机建模与仿真研究》文中研究指明燃气轮机及其联合循环由于其高效率、低污染,起停迅速等特点是被广泛使用的发电方式之一。随着我国西气东输,沿海LNG工程的开展,我国燃气轮机发电事业得到了飞速发展。特别是沿海一些城市燃机比例达到相当规模。燃气轮机一直行使着调峰电站,基本负荷发电的功能,但是却被忽略了其从电力安全角度的黑启动能力。正常情况下电力系统机组的启动电源来之电网,电力系统黑启动即在电网全黑的情况下发生大面积停电事故,借助自身的启动能力快速恢复电网的过程,黑启动能力是考核电力安全的重要指标。通常电网以水电机组作为黑启动电源的首选,绝大多数黑启动方案也都是以水电厂作为黑启动电源编制,然而燃气轮机机组同样具有黑启动的能力,以燃机作为黑启动电源的研究却很少,对于像缺乏水电的地区以燃气轮机作为黑启动电源的研究具有十分深远地意义,而对于具备黑启动能力的电网,考虑燃机为小系统恢复的电源点对于增强自身电网黑启动可靠性同样具有十分重要的意义。本文首先分析了燃气轮机在我国和世界的发展趋势,以及黑启动的研究现状,提出了燃气轮机作为黑启动电源研究的必要性。然后着重从燃机机理基于模块化的建模思想出发建立精确的燃气轮机模型,并结合其控制系统建立整体仿真模型,模型在MATLAB/SIMULINK中验证。然后结合深圳地方电网黑启动过程中小系统恢复的方案,以深圳月亮湾燃机电厂9E机组为研究对象,制定黑启动恢复计划,在特定的电力网络构架下,将建立的模型在电力系统暂态仿真软件BPA中实现,着重分析了黑启动过程中机组电压和频率的稳定性问题,验证了方案的有效性。为燃气轮机黑启动研究打下了基础。
孙立新[5]2015年在《大庆油田电网35千伏PT铁磁谐振及抑制措施的研究》文中指出大庆油田35k V电网采用中性点不接地运行方式,为监测系统对地绝缘并为二次设备提供电压,发电厂、变电站母线上多采用电磁式电压互感器(简称PT)挂网运行。当系统转换运行方式或发生故障时,常由于系统原稳定的运行参数关系被破坏而造成PT饱和引起铁磁谐振。铁磁谐振产生的过电压是电力系统常见的内部过电压,易造成电气一次设备的损坏,严重影响系统的安全稳定运行。其中,PT铁磁谐振产生过电流造成的一次保险熔断更是谐振过程中的频发故障,同时产生的“虚接地”现象常使运行人员造成误判断和计量损失。本文对PT铁磁谐振的产生机理、谐振的现象特征和危害、谐振的参数范围及常用的抑制谐振措施进行了阐述,总结了产生谐振的必要条件,进而对大庆油田35k V电网近年来PT一次保险熔断情况进行了统计分析。为精确地对铁磁谐振进行仿真模拟计算,考虑到PT铁损及漏抗对其非线性工作特性的影响,本文采用了磁饱和变压器模型做为PT仿真模型。基于Matlab仿真平台,根据典型变电站一次主接线搭建了35k V中性点不接地系统等效仿真模型。编写了Matlab程序,根据现场测试的PT伏安特性数据用逐点分段线性化方法将其转化为非线性电感的韦-安特性,并确定了仿真模型中各模块参数。利用上述建立的仿真模型,从系统运行方式转换、设备参数变化、接地故障形式不同等几方面影响谐振因素对PT铁磁谐振进行了模拟仿真。仿真图形及数据结果表明,随着投运线路长度的不同,系统受激发会产生不同性质的谐振,分频谐振易发生而且对系统危害最大;系统单相接地故障点电阻及一次保险直阻的变化并不会对谐振产生实质性影响;相同系统参数条件下,不同接地故障消失时刻会产生铁磁谐振的过电压幅值不同,同样也不会改变其谐振性质。同时对常用几种抑制铁磁谐振措施进行了仿真效果验证,客观分析了各种措施的优缺点及适用条件。最后对大庆油田35k V电网现阶段的消谐措施和更新改造后采用的消弧线圈并接电阻的中性点接地方式做了介绍,并对应用前后的实际效果进行了分析比对。通过本文的工作,希望能够为检修运行人员深入了解PT铁磁谐振、设备实际运行中的故障判断、工程实践中PT选型及消谐措施的选择提供有益的参考。
叶静[6]2012年在《电力系统负荷建模的若干问题研究》文中指出电力系统仿真结果对系统研究和运行有着很重要的指导作用,提高仿真中各模型及参数的有效性和实用性进而提高仿真的科学性和可信度是电力系统研究中的重点,其中电力系统负荷模型对仿真结果影响的重要性已经得到研究人员和专家所公认。负荷领域已有大量的研究成果并在实践中得到了很好的验证,但这些成果绝大部分都集中在常规负荷领域。因为对于互联大电网而言频率变化较电压变化小,且频率数据很难获取,所以目前的研究主要关注的是负荷在电压扰动下的特性。但是对于孤岛等小型电网中频率变化较大的情况,如果还是仅仅考虑负荷的电压特性而忽略频率特性进行负荷建模则不能真实的反映负荷特性。随着电气化铁路牵引负荷的比重不断增大,不仅其所占电网容量在不断增大,接入的电压等级也在逐步提高,所以应该对电气化铁路牵引负荷对系统的影响加以重视。与常规负荷不同,目前对电气化铁路牵引负荷这种带有主动性的冲击性负荷的研究还相对较少,尤其是从实测负荷数据出发,分析对电力系统公网的影响则更少。论文根据上述负荷建模的相关问题进行了相应的研究。首先,针对规模较小的电网或孤网系统在发生故障或有冲击负荷存在时频率变化较大的情况,在负荷建模时同时考虑频率特性和电压特性。本文对综合负荷模型结构中静态负荷和动态负荷中与频率相关的部分进行改进,根据获得的频率数据,将频率与电压作为扰动输入量进行负荷建模与辨识,给出了含频率特性的负荷模型结构,旨在能够真实的反应微网等小型电网系统中负荷的动态特性,并为大型电网中发生振荡时局部频率波动较大的负荷点的建模提供借鉴。在上述分析的基础上,论文以未联网之前的海南电网为研究对象,对该电网分别采用静态ZIP负荷模型和实测负荷模型两种模型对实际故障进行仿真再现,并将得到的仿真结果与实测频率曲线进行比较,验证了所建计及负荷频率特性负荷模型的有效性；然后利用摄动法分析了实测负荷模型各参数对系统动态过程中频率的影响程度,以此为指导对实测负荷模型的参数范围进行调整从而提高仿真的精度。最后论文针对电气化铁路牵引负荷的建模进行了初探。随着电气化铁路在铁路运输中所占比重的不断增大和电压等级的不断提高,电气化铁路牵引负荷对电网的影响也随之增大。为了建立准确有效的电气化铁路牵引负荷模型以评估其对系统的影响程度,论文根据建模策略,从负荷实测数据出发,并结合生产实际,对电气化铁路牵引负荷建模中实测数据的选取进行分析,为电气化铁路牵引负荷的建模提供数据支持；并以此为基础从电网角度研究牵引负荷的特性,对电气化铁路牵引负荷的冲击特性进行了建模,实例仿真验证了模型的有效性。综上所述,论文对电力系统负荷建模的一些相关问题进行了探讨：首先根据获得的频率数据对含频率特性的负荷进行建模研究,在此基础上分析了模型参数对系统频率动态过程的影响,最后提出了电气化铁路牵引负荷的冲击特性模型,以上所做研究提高了实测负荷模型的实用性并增强了整体仿真的可信度以及由此而得出的结论的科学性。
刘斌[7]2006年在《支持向量机及其在信号处理中的应用》文中进行了进一步梳理支持向量机是数据挖掘中的一项新技术,是借助于最优化方法解决机器学习问题的新工具。它具有神经网络不可比拟的优点,为解决非线性问题提供了一个新思路。本文仔细研究了支持向量机理论及其理论基础——统计学习理论,针对目前支持向量机的应用状况,将其应用于油田非线性系统建模,并提出了一种基于支持向量机建模的自适应滤波器。本文主要工作包括:(1)论述了支持向量机的理论基础:VC维理论和结构风险最小化原则。(2)介绍了常见的几种支持向量机,并研究了它们的技术实现问题。讨论了目前求解支持向量机中的优化问题的方法。而在求解大型问题时采用的序列最小最优化算法,是目前大多数支持向量机软件中采用的算法。(4)研究了一种基于支持向量分类机的录井数据分析方法。首先建立了油气水层识别模型,在此基础上对某油区油气水层分布规律进行了预测,识别结果与实际试油结论完全一致。实现了在实时录井过程中和完井后对录井资料进行实时解释,大大提高了现场油气识别率。(5)研究了一种基于支持向量分类机的抽油机的故障诊断方法。该方法不仅能准确识别抽油机在生产过程中的工作状态,而且与其他的故障诊断方法相比具有运算速度快,推广能力强等优点。(6)研究了一种基于支持向量回归机的油田产量预测方法。在小样本的情况下能够保持较稳定的准确率,与已有的预测方法相比,具有模型简单、泛化能力强等特点。(7)研究了一种基于支持向量回归机的试井压力恢复曲线的建模方法。实现了试井压力恢复曲线的自动、快速、最佳拟合,为试井综合解释和缩短试井时间提供了一条切实可行的新途径,具有较大的经济价值和实用性。(8)研究了一种基于支持向量回归机建模的自适应滤波器。仿真实验表明,时变噪声的污染可以被完全消除,效果非常明显。上述研究工作可作为支持向量机理论在油田系统实际应用的引玉之砖,具有一定理论和应用价值。
闫洪林, 公茂法, 闫晓丽, 曹媛莉[8]2012年在《基于MATLAB的高压供电系统故障分析》文中认为随着电力系统规模的越来越大和复杂程度的越来越高,传统的人工建模已不能满足电力科研实验的要求,为了适应电力系统的发展,采用了基于MATLAB的仿真方法。在分析供电系统变压器低压侧母线短路电流和冲击电流的基础上,利用MATLAB的电力系统工具箱建立短路仿真模型,运行仿真,得出了故障时电压电流波形,分析了其故障特征,得到理想的仿真结果。因此,在电力系统设计和运行中,可以运用MATLAB对电路进行短路计算和仿真,对供电系统的故障分析、继电保护整定具有指导意义。
张云海[9]2013年在《基于粗糙—神经网络的燃气发电机励磁PID控制研究》文中提出燃气发电机励磁控制系统对燃机电力系统来说,不仅能保证整个系统的电压质量,合理分配电网上各个机组间的无功,而且有助于提高电力系统运行的稳定性和经济性,所以燃气发电机励磁控制对整个燃机电力系统的安全稳定运行具有及其重要的意义。本文将变精度粗糙控制和径向基函数神经网络技术综合应用于燃气发电机的非线性控制设计中,提出了一种新的励磁控制方法。论文首先对目前存在的各种励磁控制器设计方法的优劣进行了全面的阐述,其次在深入分析燃气发电机及其励磁控制系统原理的基础上,对燃气发电单机无穷大系统的非线性数学模型进行了推导,再次,在深入理解粗糙集理论与人工神经网络思想精髓的基础上,把变精度粗糙控制与RBF神经网络有效融合,取长补短,搭建了VPRS-RBF神经网络,并通过在线粗糙辨识,达到了PID励磁调节器的参数按VPRS-RBF神经网络的变精度粗糙控制决策进行自动调整的智能控制目标。最后,把所设计的VPRS-RBF神经网络PID励磁控制器和常规PID励磁控制器进行了Matlab仿真比较,结果表明本文所设计的励磁控制器具有较强的鲁棒性和适应性。
黄大鹏[10]2004年在《基于图形建模的变电站控制与信号系统的仿真》文中提出变电站的控制与信号系统是实现变电站安全、经济运行和操作管理的必不可少的重要组成部分，特别是对日常的运行控制来说，显得更加重要。实现对其的数字仿真，对于变电站的控制与信号系统的设计、各种保护的组合及功能测试，以及对变电站的培训仿真，都有着重要的意义。为了实现仿真的可视性、通用性和开放性，本文采用图形控件的思想绘制变电站控制与信号系统的图纸，创建了代表各种设备的图形控件，并在图形控件中引入热点敏感区的概念，使得图形控件能够准确地自动连接。通过依次分析图形控件的连接关系、设备的连接关系以及电气部件连接关系，最终建立起通用的变电站控制与信号系统的仿真模型。考虑到在所建的仿真模型中存在着大量的开关性电气部件以及一些相对独立的模块，文中采用了等效节点法、模块分割法和树梢消去法等方法对模型进行处理，减少了节点，缩小了方程矩阵的阶数，提高了仿真的速度。最后再采用局部调整的方法，克服了化简的结果受电气部件状态的影响而变得无效的现象，实现了变电站控制与信号系统的动态分析。对于系统中存在的智能型设备，本文采用了“输入—智能环节—输出”的建模方法，以完成与其他设备的连接。同时，为进一步提高仿真的速度，在分布式计算方面做了尝试，在制定相应的分布策略后，采用Socket技术，实现程序之间的通信。
参考文献：
[1]. 大庆油田电力系统仿真建模研究[D]. 徐云霞. 大庆石油学院. 2003
[2]. 面向自主设备云服务的水电站大规模仿真建模研究[D]. 张彬桥. 华中科技大学. 2017
[3]. 大庆油田燃机电厂MARK VI系统仿真的研究[D]. 张雷. 哈尔滨工业大学. 2016
[4]. 基于电力系统黑启动燃气轮机建模与仿真研究[D]. 张俊宜. 上海交通大学. 2008
[5]. 大庆油田电网35千伏PT铁磁谐振及抑制措施的研究[D]. 孙立新. 哈尔滨工业大学. 2015
[6]. 电力系统负荷建模的若干问题研究[D]. 叶静. 华北电力大学. 2012
[7]. 支持向量机及其在信号处理中的应用[D]. 刘斌. 大庆石油学院. 2006
[8]. 基于MATLAB的高压供电系统故障分析[J]. 闫洪林, 公茂法, 闫晓丽, 曹媛莉. 电子质量. 2012
[9]. 基于粗糙—神经网络的燃气发电机励磁PID控制研究[D]. 张云海. 浙江大学. 2013
[10]. 基于图形建模的变电站控制与信号系统的仿真[D]. 黄大鹏. 天津大学. 2004
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