750kV同塔双回交流输变电工程防雷保护研究

针对频率变化的不同处理方式,分析了发电机模型的选取对低频减载分析计算结果的影响,表明发电机转子运动方程和定子绕组电压平衡方程都不及计频率变化的影响使低频减载分析计算结果偏于保守,发电机转子运动方程和定子绕组电压平衡方程都及计频率变化的影响使低频减载分析计算结果偏于乐观.通过在实际电网中比较不同发电机模型下的频率安全裕度和低频减载动作情况,证实了分析结论的正确性.     

计及负荷响应的电力系统低频低压联合减载方案

传统的逐轮次低压减载和低频减载相互独立,减载时未计及负荷的频率电压特性以及频率电压之间的相互影响,在严重扰动下可能因为欠切或者过切负荷而导致系统失稳。提出了一种基于响应的电力系统低压、低频联合减载方案,该方案将负荷有功的动态响应解耦为负荷母线频率和负荷电压的动态响应,依据实测得到的负荷电压响应与频率响应来计算低压减载量,再计及离线计算的低频减载量从而构成综合减载量。IEEE 39节点系统的仿真结果说明,该方法与传统逐轮次减载方法相比,能使受扰系统的频率和电压恢复得更好,有效地保障了电力系统的电压和频率稳定性。     

负荷波动对灯泡贯流式水轮发电机转矩及损耗的影响

针对灯泡贯流式水轮发电机组负荷波动影响发电机转矩波动及转子涡流损耗的问题,以一台24 MW灯泡贯流式水轮发电机为例,利用有限元法建立了水轮发电机二维电磁场模型,并计算了发电机负载运行与空载运行时的定子绕组的电压与电流,验证了模型正确性。在此基础上,对比分析了发电机组工作在不同负荷工况下发电机的转矩脉动系数及其转子涡流损耗的差异,并得到二者随机组负荷的变化规律,揭示了机组负荷波动对发电机转子涡流损耗的影响机理,为灯泡贯流式水轮发电机的设计提供参考。     

基于2D暂态有限元分析的大功率超导风力发电机优化设计

为了保持较高的磁密和减小重量,海上大功率风力发电机激磁绕组由YBCO高温超导线圈构成,电枢绕组由Mg B2超导线构成,保持定子铁芯,取消转子铁芯和定子齿,超导激磁线圈和超导电枢绕组均采用非导磁材料构成,构建了10 MW超导风力发电机的模型。利用二维暂态有限元对模型进行暂态磁场的计算,得到了整个模型的磁密分布、电枢绕组的输出电流和输出电压,从而得到了整个模型的结构和电机的长度。同时对输出电压和电流进行傅里叶分析,得到电压和电流的频谱图,最后给出了10 MW超导风力发电机的整体结构。仿真结果表明:超导风力发电机的重量和成本有了较大的降低,输出电压和电流波形质量较好,谐波含有率较低。     

水轮发电机转子典型机电故障的不平衡磁拉力研究

针对水轮发电机发生转子偏心和转子绕组匝间短路故障产生不平衡磁拉力,进而引起机组强烈振动的情况,通过有限元仿真软件建立一台550MW水轮发电机二维仿真模型,分别对转子动、静偏心故障及转子绕组匝间短路故障进行模拟,计算各故障情况下的不平衡磁拉力,分析转子偏心程度、方向和转子绕组匝间短路程度对不平衡磁拉力大小和方向的影响。结果表明,不论是发生转子偏心故障还是发生转子绕组匝间短路故障,不平衡磁拉力数值均随故障程度的加重而增大,且不平衡磁拉力方向为诊断转子偏心方向和空载情况下匝间短路故障磁极提供帮助。研究成果为未来研究水轮发电机振动现象和故障检测奠定了基础。     

考虑风电频率响应的电力系统低频减载控制策略研究北大核心CSCD

大规模风电机组参与调频会对电力系统的频率稳定产生较大影响。传统低频减载控制策略的研究尚未考虑风电机组频率响应的影响,可能导致低频减载控制策略与传统火电、风电调频资源配置不合理。为此,文章提出一种考虑风电频率响应的电力系统低频减载控制策略。首先,基于风电虚拟惯性和一次调频控制模型,建立考虑风电参与调频的电力系统频率响应简化模型;其次,分析风电参与频率响应的有功响应特性对系统不平衡功率量的影响,进而精细化估算用于指导低频减载的不平衡功率量;最后,利用MATLAB/Simulink仿真平台对所提电力系统低频减载控制策略进行了仿真验证。     

电网频率变化下双馈风力发电机组暂态特性分析

为研究双馈风力发电机(DFIG)在电网频率发生变化情况下的暂态特性,建立电网中风力发电系统数学模型,网侧和机侧变换器分别采用基于电网电压定向和电流前馈补偿的定子磁链定向矢量控制策略。根据建立的模型对电网频率变化情况下风力机输出特性进行仿真分析,仿真结果与实测数据进行比较验证模型的正确性。针对电网频率变化过程中引起的转子过电流提出用Butter Worth对转子电流进行低通滤波,可提高双馈风力发电机在电网频率瞬变情况下的穿越能力并取得较好的控制效果。     

基于对称绕组的水轮发电机定子铁损试验中圆周磁场的分析

为分析对称绕组布置形式的适用性,以某40 MW水轮发电机为例,根据麦克斯韦电磁场基本原理,建立了基于有限元法的定子铁芯仿真模型,在忽略集肤效应等影响因素的情况下计算了铁损试验中对称绕组的定子铁芯在不同磁导率、不同位置的电磁参数,并结合现场试验数据与计算结果进行了对比。结果证明,在相同的激励源情况下,圆周磁场内特定两点位置的磁场强度比值较小,圆周磁场强度与相对磁导率变化成正比关系,对称绕组布置方法对于不同材料的该型定子铁芯均有较强的适应性。研究结果可为铁损试验分析及诊断提供参考。     

考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略

随着越来越多的新能源接入电网,电网的频率特性发生了显著变化,现有的低频减载整定策略难以适应现代高比例新能源电网安全稳定运行的要求。文章提出了一种考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略。在考虑风电参与电网调频的条件下,分析了不同风火占比以及不同负荷水平下的系统频率动态特性,基于系统多运行方式下的离线低频减载优化计算,采用深度长短时记忆网络算法进行在线低频减载参数整定,并以区域电网为实际算例进行了计算分析。结果表明,在线电网低频减载参数整定策略对于多源联合调频的高比例新能源电网具有较好的适用性。     

双馈感应风力发电系统电流控制策略研究

由双馈发电机q-d坐标系下基本数学模型,推导出双馈发电机的转子电流和转子电压、磁链之间的关系模型。文章研究了双馈风力发电系统转子侧电流控制策略框图,计算选择PI控制器参数。利用MATLAB/SIMULINK平台自行建立了1.5 MW风力发电系统整体仿真模型。运行该系统模型,得到了双馈发电机转子电流、电压,滤波器输出电流及定子电压等信号波形曲线。仿真结果验证模型及控制器的正确性,证明PI控制器能够满足双馈风力发电系统的稳、准、快等性能指标。     

DFIG-DVR系统在不平衡电网电压下的运行特性

针对双馈风电机组(DFIG)在电网电压不平衡时,二倍频扰动分量会造成定转子过电流、功率脉动、转矩脉动等一系列电气和机械的问题,提出了新型DFIG-DVR系统,即串联DVR始终维持DFIG定子端电压恒定,从根源上隔离电网不平衡故障的影响,从而在整个故障运行过程中,DFIG仍可以实现转子侧变换器功率解耦控制和网侧变换器维持直流电压恒定的目标。采用PSCAD/EMTDC建立DFIG-DVR系统模型,对比分析了电网电压不平衡时DVR的不投切与投切对DFIG的影响。结果表明,在电网电压不平衡条件下,所提控制方案可以实现DFIG的平衡运行。     

地区电网低频减负荷控制系统的初步探讨

低频减负荷装置作为保证电网安全稳定运行的第三道防线无疑成为抑制系统频率下降的有效方法.提出了一种基于线性规划的地区电网低频减负荷最优化方法,并引入频率变化率作为控制判据.仿真结果证明,该方法是可行的.     

基于简化模型的双馈发电机控制方法研究

建立了双馈发电机的独立线性化系统模型以及简化RL模型,分析了定子侧滤波电容对发电机电压和输出电能质量的影响,搭建了通过电流来控制发电机电压的系统,最后通过仿真研究,其结果表明该模型能够有效地控制发电机输出电压,实现发电机幅值和频率的解耦控制,提高了发电机输出的电能质量。     

Analysis of the Double Output Induction Generator Using Direct Three-phase Model Part II - Harmonic Analysis

This paper investigates the harmonic content of the rotor current, rotor voltage and the torque of the variable speed constant frequency double output induction generator (VSCF-DOIG). The waveforms of these variables were generated using a direct three-phase model and then analyzed numerically for their harmonic content using a Fourier series subroutine. In addition, this paper investigates the stator distortion currents that are being induced in the stator windings by the rotor current harmonics at frequencies which are not an integral multiple of the stator fundamental frequency. As a check on the analysis the calculated stator current waveform is compared with the experimental oscillogram.     

双馈风电机组对电网电压振荡的载荷响应特性

电网电压振荡会引起发电机电磁力矩振荡,增加传动链轴系和塔架左右方向载荷,给传动链和塔架带来一定的疲劳损伤。通过分析发电机电磁力矩振荡频率与电网电压振荡频率的关系,考察传动链轴系载荷、塔架左右方向载荷对发电机电磁力矩振荡的响应特性,从而建立联合仿真模型,对比分析不同电磁力矩振荡频率对传动链轴系载荷、塔架左右方向载荷的影响。结果表明,电网基波频率附近电压振荡会引起发电机电磁力矩低频振荡,进而显著增加传动链轴系和塔架左右方向载荷。     

计及RSC控制的DFIG短路电流直流分量解析表达

现有文献针对计及转子变流器(RSC)控制的双馈感应风电机组(DFIG)定子短路电流解析表达,将定子磁链当作一阶直流衰减分量或忽略功率外环控制。基于DFIG电压、磁链和RSC控制方程,得到定子电流关于定子电压和定子功率的传递函数,提出定子电流的精确解析表达式。基于RSC内、外环PI参数关系,推导直流分量衰减时间常数和角频率关于PI参数的表达式。分析了RSC内外环PI参数对定子电流直流衰减分量的影响。仿真结果验证了解析表达式的准确性,为PI参数选取和保护装置测量、整定提供依据。     

Analysis of a diesel-engine driven generating unit and thepossibility for voltage flicker

Flicker complaints have been received from customers connected to a diesel engine generator distribution feeder and the voltage causing the flicker has been measured in field tests. These tests confirmed that the voltages vary by up to three percent from normal and this variation begins when the engine-driven generator breaker is closed. The reason for the variation is believed due to the poor quality of fuel used in a diesel engine driven generator connected to the distribution feeder, where the low calorie fuel causes occasional misfiring of the engine. Misfiring of the engine can cause large changes in mechanical torque of the prime mover. This paper shows that such torque changes can cause voltage variations with frequency components that may cause lamp flicker. It should not be implied that engine-driven generators will cause voltage variations of the type noted here, since the variation of voltage also depends on other factors, such as the strength of the interconnection to the electric utility system     

基于双馈发电机的太阳能热动力发电系统并网研究

对双馈发电机的空载并网控制技术进行了研究,通过调节转子励磁电流控制双馈发电机定子电压,在双馈发电机定子电压和电网电压的幅值、频率和相位完全一致时进行并网,并网完成后将其从并网控制切换到发电控制,根据实际吸收太阳能功率进行功率实时调整。     

Evaluation of the effects of rotor harmonics in a doubly-fed induction generator with harmonic induced speed ripple

This paper is concerned with the low-frequency harmonics which originate from the rotor inverter of a doubly-fed induction generator (DFIG). By including the mechanical speed response, it expands the transformer approach previously taken to analyze the harmonic transfer in the machine. A numerical method is proposed to calculate the stator current sidebands, which can be used to predict the voltage fluctuation at the system busbar. It is shown that the pulsating torque associated with the rotor harmonics can induce speed ripple depending on the inertia, causing a significant change in the stator current spectrum. Experiment and simulation verify the analysis and the proposed calculation method.