本文關(guān)鍵詞：電纜分數(shù)階寬頻建模及其應(yīng)用研究

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【摘要】：電力電纜是電力系統(tǒng)中僅次于架空線路的重要輸電設(shè)備。如今,隨著我國電力產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,超高壓與特高壓等級輸電項目的運營,以及長距離輸電工程及海底輸電工程的推進,傳統(tǒng)的架空輸電線路逐漸難以滿足工程需要,電力電纜在電力生產(chǎn)與輸送中所占地位日益提升。因此,如何建立更為精確、實用的電力電纜模型對于進一步研究電力電纜的實際應(yīng)用、解決電力電纜的監(jiān)測與故障問題具有重要的意義。本文以單芯同軸電力電纜為研究對象,基于電力電纜在電力系統(tǒng)的暫態(tài)過電壓與集膚效應(yīng)的影響下會展現(xiàn)出分數(shù)階特性的這一特點,在原有的電力電纜模型的基礎(chǔ)上,提出了一種建立電力電纜分數(shù)階寬頻模型的新方法。本文改進了電力電纜阻抗矩陣參數(shù)的計算方法,使頻域中復(fù)雜的阻抗計算公式可以通過拉普拉斯反變換轉(zhuǎn)變成時域中的微分方程的求解問題,并保留電力電纜阻抗的分數(shù)階頻變特性。經(jīng)過改進后,電力電纜阻抗矩陣參數(shù)的計算精確度仍可以達到工程要求。加權(quán)余量法是有限元法中精度最高的離散方法;分數(shù)階計算涉及到整個時間段上的物理量,而矩陣法可以很好地解決這個計算問題。因此,在求解改進后的電力電纜分數(shù)階微分方程時,首先利用加權(quán)余量法對處理后的電力電纜方程進行空間離散,繼而利用矩陣法對電力電纜方程進行時間離散,從而得到電力電纜的時域模型,進而實現(xiàn)電力電纜的暫態(tài)分析。
【關(guān)鍵詞】：電力電纜 建模 頻變 分數(shù)階 加權(quán)余量法 矩陣法
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM75
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)10-12
• 1.2.1 電力電纜寬頻模型研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 分數(shù)階應(yīng)用于電路建模研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文完成的主要工作12-14
• 第2章 分數(shù)階微積分與電力電纜基本原理14-22
• 2.1 分數(shù)階微積分14-17
• 2.1.1 分數(shù)階微積分時域定義14-15
• 2.1.2 分數(shù)階微積分時域性質(zhì)15
• 2.1.3 分數(shù)階微積分拉普拉斯變換域定義15-17
• 2.2 電力電纜基本原理17-21
• 2.2.1 電力電纜特性17-18
• 2.2.2 電力電纜模型18-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 電力電纜方程參數(shù)計算22-36
• 3.1 電力電纜頻變模型22-29
• 3.1.1 電力電纜參數(shù)22-24
• 3.1.2 電力電纜阻抗參數(shù)計算24-26
• 3.1.3 電力電纜阻抗參數(shù)計算的化簡26-29
• 3.2 電力電纜復(fù)頻域模型29-33
• 3.2.1 電力電纜阻抗矩陣復(fù)頻域形式29-31
• 3.2.2 電力電纜導(dǎo)納矩陣復(fù)頻域形式31-33
• 3.3 電力電纜參數(shù)計算實例33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第4章 電力電纜分數(shù)階寬頻模型的求解36-60
• 4.1 分數(shù)階微分方程求解方法36-43
• 4.1.1 微分方程數(shù)值解法36-37
• 4.1.2 加權(quán)余量法37-40
• 4.1.3 分數(shù)階微分方程數(shù)值解法40-43
• 4.2 電力電纜模型微分方程的求解43-57
• 4.2.1 電力電纜模型的空間離散44-47
• 4.2.2 電力電纜方程殘差表達式47-53
• 4.2.3 電力電纜模型的時間離散53-54
• 4.2.4 電力電纜模型遞推方程組54-57
• 4.3 電力電纜模型實例驗證57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 結(jié)論與展望60-62
• 5.1 結(jié)論60-61
• 5.2 展望61-62
• 參考文獻62-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和參加科研情況64-65
• 致謝65

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