改进欧拉法是一种常用于数值求解常微分方程(ODE)的数值方法,尤其在电力系统领域中,它被广泛应用于模拟电力系统动态行为,例如计算输电线路短路的极限切除时间。极限切除时间指的是在发生短路故障后,能够允许的最大切除时间,以确保系统的稳定运行。下面我们将详细探讨改进欧拉法及其在电力系统中的应用。 欧拉方法是最早的一类数值积分方法,由18世纪的数学家莱昂哈德·欧拉提出。基础欧拉方法基于泰勒级数展开,通过近似导数来更新函数值。然而,基础欧拉法存在稳定性问题,特别是在处理具有较大变化率的问题时。为了改善其稳定性,人们发展出了多种改进形式,如半隐式欧拉法、全隐式欧拉法等。 改进欧拉法,也称为中点法则或半隐式欧拉法,其基本思想是在每一步迭代中,首先用前一步的值预测未来状态,然后使用平均速度进行校正。具体算法步骤如下: 1. 初始化:设定初始条件,包括时间步长\(h\)、起始时间\(t_0\)、初始值\(y(t_0)\)。 2. 预测步:使用上一步的结果计算中间点的函数值\(y^{*} = y_n + h \cdot f(t_n, y_n)\),其中\(f\)是微分方程的右端函数,\(t_n = t_0 + nh\),\(n\)是当前的步数。 3. 纠正步:利用中间点的函数值计算新的函数值\(y_{n+1} = y_n + \frac{h}{2}(f(t_n, y_n) + f(t_{n+1}, y^{*}))\),其中\(t_{n+1} = t_n + h\)。 在电力系统中,输电线路的短路故障可能导致电压崩溃和系统失稳。计算极限切除时间是为了确定保护设备最迟应该在多长时间内动作,以避免系统遭受不可逆的损害。改进欧拉法可以用来模拟故障后系统动态响应,包括发电机的电磁转矩、线路的电流变化以及系统频率的变化等,从而计算出安全的切除时间。 在MATLAB中实现这个算法,我们可以编写一个函数,接受当前状态、时间、系统参数作为输入,并返回下一步的状态。然后通过循环结构逐步推进时间,直至达到极限切除时间。MATLAB的符号计算工具箱和 ode45 函数也可以辅助进行这些计算,尤其是对于非线性问题,ode45 使用了四阶龙格-库塔法,提供了更高级的稳定性保障。 改进欧拉法是一种实用且相对简单的数值方法,适用于求解电力系统中的动态问题。结合MATLAB的强大计算能力,我们可以准确地模拟输电线路短路故障后的系统行为,从而确定安全的极限切除时间,为电力系统的稳定运行提供关键的决策依据。
2024-08-29 10:00:05 2KB matlab 输电线路 改进欧拉法
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柔性直流输电仿真模型,及基于电压源的直流输电技术仿真。采用simulink编程,直观展示各级电压电流。 The simulation model of flexible DC transmission and the simulation of DC transmission technology based on voltage source. Using Simulink programming, the voltage and current at all levels can be displayed directly
2024-06-12 10:27:25 123KB matlab
基于matlab的柔性直流输电系统建模与仿真.rar
2024-06-12 10:20:52 1.78MB
110kV长距离输电系统中,由于电压越限、无功平衡等因素制约了输送能力和电能质量问题在系统规划中需要加以深入研究,文中提出的串联增容补偿方案,可以有效地提高远距离输电线路的末端电压水平,具有工程应用的实用性,在长距离输电线路末端增加串联电容补偿器能够有效的缩短电源和负荷的电气距离,提高静态稳定极限,同时可“自适应”地补偿线路及负荷的无功分量。在不同功率因数下,都能保障负荷侧的电压水平符合标准要求;可以为系统提供稳态和动态的无功补偿,优化系统功率因数和稳定水平,降低了设备投资成本,提升了综合效益。 (3)本结果只是初步结论,且还可以进一步在SVC上加入滤波电路,消除远距离输电时线路中大量的高次谐波,提升电压质量以及静态和动态稳定性。
2024-05-24 08:41:50 42KB 电力系统仿真 simulink matlab
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为了实现电力市场环境下发电公司最优竞价,根据对市场内其他机组报价系数的预测,建立计及竞争对手报价的发电公司竞价模型,求取未计及输电容量约束时的最优竞价系数。建立市场出清模型,计算各机组出力期望值,根据上述期望值进行潮流计算。当预测有输电阻塞发生时,将输电阻塞对电力公司竞价策略的影响引入竞价模型中,并基于灵敏度分析以阻塞费用最小为目标确定发电公司出力调整量。通过Matlab仿真分析表明,采取上述方法得到的最优竞价系数进行报价时,能实现发电公司利润最大化的目标。
2024-05-22 23:19:34 4.06MB 自然科学 论文
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2024-03-04 16:31:31 579KB
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GFRP-管混凝土电杆在35kV输电线路中的应用,龚靖,任冬雪,基于纤维增强复合材料及其组合结构在电力和土木工程领域的迅速发展,提出一种新型GFRP管-混凝土电杆。根据输电杆塔设计原则,结合3
2024-03-03 10:50:41 453KB 首发论文
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针对传统柔性直流输电系统控制方法存在运行不稳定、可靠性不高等问题,在外环电压控制的基础上,加入相对控制环节,送端电压源换流器通过控制输出电压相对发电机端电压的相位角和幅值,分别控制与送端系统交换的有功功率和无功功率。采用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建系统外环和内环的控制模型,在受端设置单相对地短路故障,仿真分析系统有功功率变化、无功功率变化、交流母线电压有效值和调制比。结果表明,故障发生后有功功率、无功功率在0.5 s内迅速恢复稳定,证明所设计的控制系统具有良好的控制能力,实现了电压源换流器传输功率的独立、灵活调节。
2024-03-01 15:17:34 1.6MB 行业研究
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针对高压直流输系统故障定位中精度不足问题,提出一种基于S变换奇异能量谱的直流输电系统故障定位方法.该方法采用S变换对故障前后一定时间窗的故障行波电压、电流模量信号组进行主频提取,解决了时频域直流输电故障行波信号主频率精确提取问题.但由于故障行波模量间存在耦合和折反射,导致系统各模量主频混叠,辨识困难,为了到达各模量主频辨识,采用奇异能量频谱对故障行波S变换矩阵降维、特征选取、幅值优化、精确分辨,定位系统故障位置.采用PSCAD建立双极直流输电模型对基于S变换奇异能量谱的直流输电系统故障定位予以仿真,结果表明系统定位最小误差率0.001 8%、平均误差率0.097 76%,是一种行之有效的高压直流系统故障定位方法.
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利用单端电气量的VSC-HVDC输电线路保护新原理,宋国兵,刘甜,VSC-HVDC(voltage source converter HVDC)控制系统复杂,故障承受能力差,研究适用于VSC-HVDC系统的高性能保护十分必要。由于VSC-HVDC直流输电系统�
2024-02-26 22:55:22 280KB 首发论文
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