计及磁饱和的同步发电机内电势幅值测量方法

在直接测量转子位置获取同步发电机内电势相位的基础上,给出了同步发电机内电势幅值的准确直接计算方法,该方法的准确性只依赖于机端电压、机端电流、发电机功角等电气测量结果的准确性,与同步发电机参数无关。同时,基于内电势幅值和相位的准确测量,给出了能够计及磁路饱和影响的同步发电机定子与转子间互感电抗和同步电抗的计算方法,并基于正态分布参数估计理论,给出电抗计算结果的置信区间和点估计值,实际算例表明,所述方法准确可靠。     

发电机内电势相角与功角的测量方法及应用

传统的发电机内电势与功角通过实时测量发电机端电压电流以及发电机直轴电抗Xd和交轴电抗Xq计算得到.由于发电机在不同运行状态下Xd,Xq发生变化,产生计算误差.为此,提出一种转子位置测量法,利用发电机组的键相脉冲信号和机端电压来测量发电机内电势相角与功角.该方法不受发电机等效计算模型和同步电抗参数误差的影响,具有较高的精度,适用于电网扰动和暂态过程的实时功角测量.     

基于功角测量的同步发电机参数辨识频域法

功角测量为同步发电机参数辨识提供了方便.文中介绍了功角可测时在线频率响应(OLFR)辨识方法的原理,重点分析了OLFR方法的可辨识性,指出采用OLFR方法可以惟一辨识q轴所有参数和d轴的电抗参数.将OLFR方法与时域辨识方法进行了比较,结果表明:对于q轴稳态电抗,2种方法都具有很高的精度;对于q轴瞬态参数,OLFR方法辨识效果优于时域辨识;而对于d轴稳态电抗,采用时域辨识方法得到的参数精度高于OLFR方法.     

一种同步发电机进相运行时功角的计算方法

功角是判断机组运行稳定的一个重要参量.提出一种在进相运行工况下,实时计算发电机功角的新方法,该方法采用发电机运行中的实时同步电抗,并综合考虑变压器、线路等外部回路参数.通过试验及实际验证该方法具有很好的精度.     

电力系统广域动态监测中的功角直接测量技术

功角是表征发电机运行状态和电力系统稳定性的重要参量。介绍了一种发电机功角的直接测量方法,它使用高精度全球定位系统(GPS)时钟信号和转子位置传感装置对异地发电机的功角进行实时同步测量。由于采用了多种硬件和软件误差处理技术以及转子位置自动初始化技术,使该方法具有较高的精度和实用性。动模试验和现场运行结果表明了该方法的可行性和有效性。该方法已被集成到相量测量单元(PMU)中,可以为广域电网同步状态监测系统提供完整的电网相量和发电机功角信息。     

基于同步相量测量技术的功角监测系统

同步发电机并网运行后，其功角是用来观察和判断该机组和系统并列运行稳定性的一个很重要的状态变量，而实现全网功角实时监测具有更为重要的意义。本文提出了一种新的PMU构成方案，并利用它构建功角实时监测系统。利用同步相量测量技术，获得以GPS时间为基准的功角信息，由各监测点的相对功角变化来预测系统稳定性。并给出了一种新的发电机功角计算方法。本方案实时性强，同步性好，可以实现全局实时监控。     

凸极同步发电机输出功率影响因素的分析

不饱和隐极同步发电机的特点是直轴同步电抗与交轴同步电抗相等,但在凸极同步发电机中,由于两者不相等,功角特性的表达式有所不同。结合凸极同步发电机的稳态条件,利用发电机的模型推导直轴同步电抗、交轴同步电抗、电枢电阻对其有功功率、电磁功率计算公式,并结合银盘电站发电机的参数使用MATLAB软件进行仿真分析,仿真结果与理论分析相吻合,得出影响凸级同步发电机输出功率的结论。     

基于PMU的发电机参数量测对电网输送能力提高的研究

针对目前难以获得同步发电机实际运行工况参数的问题,利用同步相量测量单元（PMU）能直接测量发电机的功角以及机端电压和电流相角的特点,计算获得发电机实际运行的同步参数xd。将该直接测量的发电机运行参数运用于电力系统仿真计算,可提高电力系统暂态功角稳定水平和输电能力,同时也提高了系统的静态功角稳定水平。通过算例表明了此方法的实用性和方便性。     

进相试验中凸极同步发电机静态稳定限制的数值分析

为研究凸极同步发电机进相试验中进相无功及功角的限值问题,建立了两种不同进相试验条件下凸极同步发电机静态稳定功率方程。通过对两个功率方程的数值分析,揭示了凸极同步发电机静态稳定极限功率和极限功角随试验电压及电气参数的变化规律,以及发电机饱和对静态稳定的影响。研究结果表明,凸极发电机低负荷时的进相深度主要取决于其q轴电抗;相同条件下d、q电抗越小发电机允许的进相无功和其极限功角越大;进相试验电压对极限无功影响较大,但对极限功角影响很小;利用发电机不饱和参数计算出极限无功和功角比较保守,以此为依据进行进相深度的控制可以保障机组的运行安全。     

基于全球定位系统和锁相环技术的同步相量测量装置的实现

电网实时相量监测系统对于电力系统的状态估计、稳定监控具有重要意义。着重介绍电网实时相量监测系统中的基本功能单元——同步相量测量装置的原理和实现方法。该装置将全球定位系统和锁相环技术相结合,既保证了不同测量点被测相量的同步采样,又保证了各测量点对被测相量信号的采样频率能自适应地跟踪电网频率变化,使相量测量精度进一步提高。介绍基于离散傅里叶变换的电压相角计算方法,给出了发电机功角的计算公式。该装置可对电网重要节点的电压(幅值、相角)以及发电机的功角进行实时同步测量,并将测量结果实时送往监测中心,实现全网运行状态的实时监测。     

同步发电机中不可直接测量量的左逆软测量方法

研究了同步发电机中一些不可直接测量量（功角、 dq轴暂态电势、dq轴电流分量等）的动态软测量问题。首先,建立了适合于软测量分析的同步发电机模型,该模型充分包含了同步发电机中的一些可直接测量量（如有功功率、无功功率、电流幅值等）,且是一类特殊的非线性微分 — 代数子系统。接着,针对所建立模型的特殊性,给出了适合此模型的推广的左逆软测量算法。然后,具体针对同步发电机的4阶实用模型设计了软仪表,实现了模型中所有不可直接测量量的软测量。最后,基于MATLAB/SimPowerSystems软件进行了数值仿真,用6阶次暂态模型模拟真实的同步发电机,验证了所提出的方法的有效性。     

三种发电机功角监测方法的比较

比较了3种发电机功角监测方法,即实时测量法、计算测量法、简捷测量法。独创提出的简捷测量法不用进行并网前空载初始功角δ0测量,就可满足进相时对功角的测量要求,并同时得出实际工况交轴同步电抗Xq的准确计算方法。     

汽轮发电机计及双因素非线性影响的功角特性

为研究磁路饱和与磁场畸变双因素非线对汽轮发电机功角特性的影响,利用有限元方法获得发电机的有功和无功功角曲线,揭示计及双因素非线性的电抗随功角变化的规律,然后将分运行区间的饱和电抗用于功角特性解析法计算。研究结果表明,汽轮发电机计及双因素非线性后,极限功角小于90°,极限功率下降,无功功率减小;随着功角的增大,直轴电抗先增大后减小,交轴电抗变化不大,两者差值可达到14%;与直接用有限元方法计算的功角特性进行对比,用分运行区间电抗的计算结果非常吻合,而用空载特性修正的饱和电抗的计算结果相差较大。研究结果可为同步发电机静态稳定极限的确定和暂态稳定的判断提供参考。     

一种估计同步发电机功角的新方法

功角是表征同步发电机运行状态和电力系统稳定性的重要参量，该文提出一种测量同步发电机功角的新方法，它利用发电机输出电压、电流的交流采样值和部分机组参数来估计功角，克服了传统电气计算方法在机组暂态过程中因受参数时变、磁饱和影响导致测量精度低的缺点。阐述了测量算法的推导和实现步骤，并将方法集成到同步相量测量单元(PMU)中；通过动态模拟试验验证方法的有效性，与脉冲方法实测的结果进行了比较。试验表明，提出的方法在系统稳态和暂态过程中都能获得满意的估计精度。由于方法仅依赖于电气量采样，易于实现，且成本远低于采用非电气传感器的测量方法。     

强阻尼电压源型虚拟同步发电机大扰动功角稳定性分析

虚拟同步发电机与传统同步发电机具有相似的外特性,在大扰动下,虚拟同步发电机也具有与传统同步发电机相似的失稳机理。但是,与传统同步发电机相比,虚拟同步发电机逆变器会受到电流限幅的影响,功角曲线与传统同步发电机不同;同时虚拟同步发电机阻尼系数比同步发电机大得多,无法简单判断虚拟同步发电机的功角稳定性。因此,以虚拟同步发电机—无穷大系统为例,首先,介绍虚拟功角由饱和曲线向非饱和曲线的转变,分析虚拟同步发电机强阻尼系数的特性。然后,指出受扰后虚拟同步发电机系统动态响应的强时变特性,给出虚拟同步发电机大扰动功角稳定性的判断方法。最后,基于PSCAD仿真验证了所提方法的合理性。     

计及双因素非线性影响的汽轮发电机同步电抗的计算方法

汽轮发电机不同负载运行条件下的气隙电势与合成磁势的关系是与空载特性之间存在明显差异的一个曲线族。这种差异主要是由磁路饱和与磁场畸变双因素非线性共同作用引起的。该文以有限元方法为工具,研究不同功角时计及双因素非线性的定子绕组电感系数随转子角变化的特
　　点,并比较分析其与不计饱和值之间的差异。提出一种通过寻求随转子角变化的定子电感矩阵的特征值来获取同步电抗的方法,该方法不仅能考虑双因素非线性和转子的运动,还能充分考虑定子电感系数的特点。用该方法计算的同步电抗都比制造厂给出的参数要小。计算定子电流的实例研究表明,用计及双因素非线性的同步电抗的计算结果与直接采用有限元方法的计算结果更接近。     

同步发电机失磁过程分析与保护方法研究

为寻求动作可靠的大容量同步发电机的失磁保护方法,对同步发电机失磁后的动态过程进行了数值仿真计算,提出了基于直测功角来判断发电机的一摆和多摆稳定性的失磁保护新方法,进而提出了该保护的设计原则、配置方案、整定条件和计算方法,同时,通过动模实验对新的保护判据进行了分析验证。由数值仿真计算和动模实验可得,转子励磁电流的衰减和异步功率分量的出现使失磁后的发电机的动态功角特性与静态功角特性有很大的差别,功角的上升也可使测量阻抗进入异步边界阻抗圆,且失磁后发电机的功率角与转差率变化趋势明显。结果说明电网发生扰动引起功角上升的因素均可导致阻抗保护误动,而新的保护较现行保护能更可靠、更快速地反应励磁故障,减少保护的误动率和拒动率。同时证明了对失磁发电机实施减载控制使之再同步的可行性。     

发电机功角的实时计算方法

简述了发电机功角的重要性,介绍了确定发电机功角的测量法和计算法,提出一种基于同步相量测量的发电机功角计算模型,该方法利用机端电压、电流采样数据,简单、易于实现,有良好的模型适应性,可用于实时功角计算。通过仿真计算结果表明,该方法具有较好的精度,可满足工程要求。用于全网相量测量系统中,可准确监测功角动态变化,为系统的安全稳定监测提供了一定的基础。     

发电机功角的实时计算方法

简述了发电机功角的重要性,介绍了确定发电机功角的测量法和计算法,提出一种基于同步相量测量的发电机功角计算模型,该方法利用机端电压、电流采样数据,简单、易于实现,有良好的模型适应性,可用于实时功角计算.通过仿真计算结果表明,该方法具有较好的精度,可满足工程要求.用于全网相量测量系统中,可准确监测功角动态变化,为系统的安全稳定监测提供了一定的基础.     

基于GPS的功角测量及同步相量在电力系统中的应用研究

针对GPS技术在电力系统中的广泛应用,系统介绍了现有的发电机功角直接和间接测量方法,并分析了其优缺点;具体论述了基于GPS同步测量的同步相量在电力系统状态估计,稳定控制,失步预测保护等方面的国内外应用发展情况。并指出基于同步相量的区域稳定控制理论还待进一步研究和突破。