摘要：由于现有风电场规模大,所含风机数量多,同时风机自身建模与仿真难度高,因此风电场电磁暂态仿真效率低下。针对以上问题,该文基于半隐式延迟解耦原理提出一种直驱风力发电单元的细粒度解耦与并行仿真方法,以实现直驱风力发电单元高效电磁暂态仿真。首先利用矩阵分裂原理,按照状态变量进行分组,并将直驱风力发电单元分解为多个子系统。采用半隐式延迟解耦方法实现直驱风力发电单元不同状态变量组之间的时间延迟解耦。基于半隐式延迟解耦递推格式,构建了直驱风力发电单元的解耦模型,并分析了该模型的特点,设计了计算时序和流程。实际算例仿真结果表明,该文方法在提高直驱风力发电单元电磁暂态仿真的计算效率的基础上还兼顾了较高的仿真精度。

摘要：随着电力系统的日渐电力电子化,传统的电磁暂态仿真方法已难以满足快速求解的要求,而分网与并行计算是提高仿真效率的一个有效途径。针对现有电磁暂态仿真分网与并行方法的不足,该文提出一种基于半隐式延迟解耦特性的分网与并行方法,具有分网方式灵活,易于并行的特点。首先从系统状态空间方程出发,应用矩阵分裂技术,对系统状态变量进行分组。然后通过对不同变量组采用不同的积分形式,建立变量组之间的半隐式时间延迟格式,实现变量组之间的时间解耦;进而基于该半隐式延迟解耦格式,设计电磁暂态仿真的分网策略,构建相应的并行计算流程。最后通过算例验证所提方法的准确性和有效性。

摘要：针对在电磁暂态程序中双钳位子模块型模块化多电平换流器(CDSM-MMC)拓扑复杂、仿真速度慢的问题,将半隐式延迟解耦法应用于CDSM-MMC的电磁暂态快速仿真研究中,提出一种计及并联电容过渡过程,且解耦电路简单、导纳矩阵恒定、易于并行的高效仿真方法。首先,建立了双钳位子模块的状态空间方程,通过分裂系统矩阵,应用不同积分格式变量间的时间延迟特性,得到正常状态和闭锁状态下计及并联电容过渡过程的双钳位子模块的解耦模型;然后,分析了该模型的特点,设计了计算时序和流程;最后,通过算例验证了文中模型在大幅提高CDSM-MMC仿真效率的基础上,还兼顾了较高的仿真精度。

摘要：基于遥感卫星的掩星观测技术被广泛用于地球大气中的温室气体浓度监测。与传统光学观测不同,掩星观测需由“信源星”和“观测星”协作、在满足严格观测几何约束下才能完成,这使得掩星观测的轨道设计问题更加困难。为提升掩星观测能力,提出一种基于高精度回归共振的掩星观测轨道设计方法。首先,将掩星观测几何约束从切点高度约束等价转化为地心夹角约束,实现对任意轨道构型下连续掩星观测弧段和覆盖能力的快速评估。然后,利用回归和共振轨道特性,建立了大样本的“信源-观测”轨道构型库,为掩星观测轨道设计提供基础解集。最后,以对主要碳排放区域的覆盖能力作为主要性能指标进行寻优,并利用微分修正构造J2摄动下的高精度回归共振观测构型,完成掩星观测信源星和观测星的轨道设计。结果表明:所给高精度回归共振掩星观测轨道构型,不仅保证了周期性长弧段的掩星观测,还实现了观测几何的长期稳定保持。所提方法成功用于第8届中国研究生未来飞行器创新大赛“碳卫星大气观测轨道设计与优化”挑战赛,并摘得了该赛事的冠军。