摘要：为了提高配电网故障电磁瞬态特性的实时仿真效率,避免复杂的现场可编程门阵列(field-programmable gatearray,FPGA)编程,本文研究了一种基于FPGA的自动实时电磁瞬态仿真器。首先通过综合改进的增广节点分析(modified augmented nodal analysis, MANA)方法和固定的导纳矩阵节点方法(fixed admittance matrix nodal method,FAMNM)构建了求解器;然后基于开关电导参数的最优选择,建立了高效的稀疏矩阵-向量乘法器;最后通过对三相配电网络中的单相接地故障后电磁瞬态特性进行测试,验证了仿真器的性能。实验结果表明:MANA-FAMNM的特殊结构可以实现极低的积分时间步长,并且避免了仿真器重新设计FPGA代码,该应用程序可直接用于不同的拓扑结构;仿真器能够实时精确地再现配电网故障中发生的电磁瞬态特性以及在传输线中传播的电磁波,FPGA-RTS仿真与软件EMTP-RV离线仿真的C相相电压值的最大误差约为0.006pu,完全满足工程应用的要求。该仿真器可以推广到工业实时嵌入系统中。

摘要：该文在总结电缆接头结构和分类情况的基础上,选择典型的电缆中间接头,建立其几何模型;基于传热学原理,建立正常运行条件下电缆中间接头温度场分析模型,运用有限元方法,计算得到电缆中间接头温度场分布规律,并对电缆中间接头温度场影响因素进行分析,得到环境温度、负载电流对电缆接头温度场的影响规律。该文研究得到的电缆中间接头温度场分布特性及其影响因素分析结果可以为电缆中间接头的优化设计和温度监测设备的安装布置提供参考。

摘要：该文总结常用的电缆接头的结构以及分类情况,在此基础上,选择典型的T型接头进行分析和研究,同时实地测量,得到接头各主要部件的几何形状及尺寸,并以此为依据,建立模型;根据传热学原理,建立电缆接头模型,运用有限元分析法,计算得到在正常运行条件下电缆接头温度场的分布规律,并分析其影响因素,得到环境温度、空气对流换热系数、负载电流对电缆接头温度场分布规律的影响。该文研究得到的电缆接头温度场分布特性及其影响因素分析结果,可以为电缆接头的优化设计和温度监测设备的安装布置提供参考。

摘要：为提高电力电子电磁瞬态仿真性能及算法收敛性,开发了一种基于FPGA-RTS的电磁瞬态仿真器,其采用改进的增强节点分析方法,将固定导纳矩阵节点方法与开关电导参数的最佳选择集成在一起,能够准确地再现电力电子设备中发生的电磁瞬态特征。仿真器应用高效的稀疏矩阵到矢量乘法器,可实现非常低的积分时间步长,基于自动化程序,以避免重新设计FPGA代码,直接将EMTP-RV中设计的电路原理图转换为相关的FPGA求解器。通过搭建高容量三相两电平逆变器模型,并进行硬件在环(hardware-in-the-loop,HIL)测试,对比分析FPGA-RTS实时仿真与EMTP-RV离线仿真结果,三相负载电流的HIL仿真结果与测量波形之间的误差为0.02(标幺值),完全满足实际工程应用,为分析配电网故障中的电磁瞬态特性提供一种有效方法。