基于结构保留模型的低频振荡功率增量分布计算与分析

基于电力系统结构保留模型,构建了计及详细发电机模型、励磁系统模型和负荷频率特性模型的电力系统状态方程,并利用计算线性化状态矩阵得到的特征值和特征向量,建立了求解低频振荡中的功率振荡增量在网络中的分布的计算方法.计算所用模型均在极坐标下建立,回避了传统方法中繁琐的坐标变换.该方法不仅可以计算低频振荡过程中发电机、支路和负荷处振荡功率增量的分布情况,而且可以分析负荷动态特性对功率振荡的影响.对四机算例系统进行仿真与分析,算例结果表明所提算法在准确地计算各机电振荡模式的振荡功率增量分布情况的同时能够分析负荷频率特性对振荡功率增量分布的影响.     

低频振荡的功率振荡增量分布计算新方法

提出一种用于低频振荡研究的功率振荡增量分布计算新方法,该方法突出了发电机功率振荡增量分布对全网功率振荡增量分布的决定作用,推导得到发电机功率振荡增量与机组惯量、右特征向量元素之间简明的关系,使认识进一步清晰化,同时以此为基础为对实际系统进行功率振荡增量分布的计算和分析提供了新的思路.对中国发生的一次具有典型意义的低频振荡事件进行了功率振荡增量分布的计算和研究,验证了计算方法的正确性,并从功率振荡分布的角度,对局部电厂模式引发区间联络线大功率振荡问题进行了深入的分析.     

利用联络线功率相对相位判定低频振荡模式

提出一种在线判定大规模电力系统低频振荡模式的新方法。将发电机的有功功率与转速表示为广义相量的形式,推导了两者相位之间的关系,通过一个简单算例阐明了联络线功率振荡增量的相对相位与振荡模式之间的关系,指出不同的振荡模式对应着不同的相位组合,从而可以通过考察相位组合来判定振荡模式。利用PSS/E分析澳大利亚东南部电力系统的小信号稳定性,验证了相位组合与模式之间的对应关系不随工况与模型详细程度而变化。给出了在实际系统中使用本方法的步骤,并对华东电网进行了验算。结果表明,所提出的方法能够在线判定低频振荡模式,对大规模电力系统低频振荡的监测是有价值的。     

电力系统低频振荡的近似分析方法

为了方便、可靠地分析大规模电力系统的低频振荡,提出了一种近似分析方法,即将那些基本不参与振荡的发电机等效为恒功率负荷,从而减少了整个系统的发电机数目、降低状态矩阵阶数。首先,通过一个3机示例系统,从理论上分析了发电机不参与振荡的情况下,其有功功率与无功功率的变化情况;其次,给出了在实际电力系统中近似分析低频振荡的具体步骤,即先将发电机以经典二阶模型表示,获得待研究模式的先验知识,再将功率振荡较小的机组等效为恒功率负荷;第三,研究了可能造成误差的3个因素,结合后文的算例,证实了所做的近似是可行的,不会引起大的误差;最后,给出了两套浙江电网数据,分析了其中的浙北对浙南模式,原型系统与降阶系统的对比证明了该方法的有效性。     

大规模互联电网区域间低频振荡实用分析方法

结合PSASP小干扰频域分析与发电机功角曲线时域检测,提出一种大规模电力系统低频振荡实用分析方法。4台机算例研究了发电机模型、励磁系统与负荷模型对振荡模式的影响,验证了所提方法的正确性。运用此方法分析大区域互联全国系统,分两步方便快捷地求出了区域间、弱阻尼主导低频振荡模式。弥补了PSASP搜索部分特征值时存在的漏根缺陷,并且能准确评估系统真实阻尼水平。     

电力系统低频振荡的影响因素

对四机两区域电力系统的低频振荡问题进行分析,探讨系统结构、发电机模型、励磁系统模型、负荷模型及运行方式等因素对系统低频振荡模式的影响,提出在计算分析过程中应关注的技术要点。     

基于TLS-ESPRIT的低频振荡负荷参与程度量化分析

为研究负荷侧引起的低频振荡,对负荷在低频振荡中的参与程度进行了量化分析和计算,通过引入负荷灵敏度作为该量化指标,分析了其影响振荡模态的方式。为避免大区电网在线计算特征值计算量大的困难,采用TLS-ESPRIT辨识计算负荷的功率振荡增量分布(oscillatory active powerincrement distribution,OAPID),以间接反映负荷灵敏度和负荷参与振荡程度。4机2区域系统和实际电网的仿真研究,验证了所述方法的有效性。     

多机系统超低频振荡分析与等值方法

实际电力系统中多次发生的超低频频率振荡在振荡形式及机理上与低频振荡存在显著区别。在多机系统中对超低频频率振荡问题进行了分析。超低频频率振荡中,所有发电机转速同调变化,系统频率整体振荡。提出一种适用于超低频频率振荡分析的系统等值方法,将多机系统等值为单机单负荷系统进行分析,提高计算效率。各发电机原动系统的阻尼转矩相互解耦,和电磁功率中的阻尼转矩加和后共同影响系统阻尼比。研究结果可为实际系统超低频频率振荡的分析与控制提供指导。     

温控负荷对电力系统低频振荡的影响

温控负荷是电力系统最为重要的负荷类型之一,它对电力系统的低频振荡具有重要的影响.本文建立了用于小干扰稳定分析的温控负荷的数学模型,以一个4机2区域的典型系统为算例在MATLAB电力系统分析工具箱(PSAT)中对温控负荷接入电力系统后对系统低频振荡的影响进行了仿真分析,研究了温控负荷所占比例及其负荷参数对系统低频振荡和阻尼的影响.     

电力系统稳定器影响频率振荡的机理及阻尼分析方法

频率振荡是有功频率控制过程的小扰动稳定问题。已有研究集中于发电机调速器和原动机环节的分析。电力系统稳定器也可用于抑制频率振荡。分析了发电机励磁系统影响频率振荡的机理,当负荷具有电压调节效应时,则发电机励磁系统通过影响负荷电压进而影响负荷功率,从而对频率振荡产生影响。给出了频率偏差通过电力系统稳定器、励磁、网络、负荷等环节影响电磁功率的过程,利用阻尼转矩法计算电磁功率阻尼系数并分析了电力系统稳定器的影响。提出了多机系统中不同发电机电力系统稳定器对频率振荡阻尼影响大小的评估方法,选择影响大的发电机进行参数优化可更加有效地提高频率振荡阻尼。利用IEEE的4机2区系统对分析结论进行了仿真验证。     

基于晴空指数与波动特性的光伏电站可靠性分析

为分析光伏电站并网对发电系统可靠性的影响,建立基于晴空指数和波动特性的光伏电站多状态可靠性模型,提出了等间隔与等频的状态划分原则,并根据不同坐标顺序给出2种状态划分方式。采用序贯蒙特卡洛模拟技术评估含光伏电站发电系统的可靠性,基于Roy Billinton测试系统(RBTS)的仿真结果表明:仿真结果与实测数据相吻合,证实模型的合理性;光伏电站等频原则kDCI/kVI划分方式下的可靠性模型能够有效提高分析精度。     

曼信电源倍流整流电路的分析与设哥

分析了通信电源倍流整流电路的工作原理，应用状态空间平均法建立了倍流整流电路的频域模型，并给出了关键参数的设计要点。     

HVDC恒功率与准稳态模型在低频振荡分析中的比较

对大规模交直流输电系统进行低频振荡(LFO)分析时,直流系统通常采用恒定功率模型或准稳态模型来表示,对这2种不同的直流模型,需要考虑采用简化的恒定功率模型会对计算结果带来何种程度的影响。文中采用基于增广系统状态方程的模态分析法,研究了直流准稳态模型与恒定功率模型之间的差别,并对这2种模型用于LFO计算的结果进行了分析和比较。理论分析和仿真结果表明,直流定功率运行时,两端换流母线处注入或吸取的有功功率基本保持恒定,而换流站消耗的无功功率变化。对于区间振荡模态,恒定功率模型得到的稳定性结论较准稳态模型偏保守。对于大规模交直流输电系统,直流系统采用恒定功率模型来简化表示可以接受。     

分布式发电系统电力电子控制器通用建模方法

针对分布式发电系统涉及的电力电子并网装置控制结构多样、建模方式繁杂的特点,构建了一种电力电子装置控制系统通用控制结构。将控制部分分为外环和内环2个通用模块,这些模块内含有模式控制开关,通过改变这些开关的状态,可使外环分别实现功率控制、电压控制、下垂控制及恒压/恒频控制,内环则可实现电流控制。该模型具有很强的通用性,可以表征一大类不同的电力电子并网装置的控制系统结构及控制策略,具有模块化特征,特别适合基于面向对象建模的分布式发电系统仿真软件的开发。     

通信电源倍流整流电路的分析与设计

分析了通信电源倍流整流电路的工作原理,应用状态空间平均法建立了倍流整流电路的频域模型.并给出了关键参数的设计要点。     

基于同伦函数的风电系统频率稳定特征值分析

分析了含大容量高比例风电的电力系统频率动态行为。建立了一种含风电场的电力系统频率分析数学模型,利用同伦函数辨别出系统特征值对应的状态变量,特别是与系统频率相关的状态变量。针对含恒速风力发电机组和双馈风力发电机组的电力系统,用特征值分析法并借助同伦函数的辨别结果实现了频率稳定特性的比较和分析。仿真结果表明含双馈风力发电机组的电力系统具有更好的频率稳定性。     

考虑电动汽车集群的互联电网负荷频率分散预测控制

随着大量电动汽车接入互联电网,其移动的充电模式会给电网带来一定的冲击,反过来,电动汽车作为一种移动式储能单元可参与互联电网调频,但目前的研究都是集中式或分散式的V2G控制上.在电动汽车储能电池动态模型的基础上,构建含电动汽车集群的多区域互联电网负荷频率控制模型,基于广域监测系统,结合模型预测控制实现了多区域电网负荷频率广域分散预测控制.在MATLAB/Simulink中搭建三区域互联电网模型,并进行仿真分析.算例结果表明,电动汽车作为移动式储能单元参与互联电网调频,可以在短时间内平抑电网频率波动;而文中提出的广域分散预测控制方法较经典的PI控制方法,能将三区域电网的频率偏差限制在更小的范围内波动,又能较快地恢复至稳态值.     

含大规模风电的高压直流送端系统多源协同调频策略

针对含大规模风电的高压直流送端系统异步联网情况下频率易越限问题,提出了一种基于预测模型的多源协同调频策略。分析风电渗透率及高压直流外送功率占比对频率调整的影响,对不同扰动下各种调频措施的协调配合进行探讨。在长时间尺度上考虑高压直流输电的区域控制偏差约束,优化设置风电机组和火电机组的旋转备用容量;在短时间尺度上考虑电力电子器件的快速可控性,动态调整风电机组及高压直流输电的协同调频参数,使系统频率运行在合理水平。将预测模型得到的频率偏差根据大小进行分区,对不同区域采用不同的调频策略,保证送端系统的旋转备用容量合理及频率动态响应指标合规。基于PSCAD/EMTDC平台搭建含风电高压直流送端系统模型,仿真结果验证了所提策略的有效性及准确性。     

含有分频输电线路的电力系统稳态特性研究

根据分频输电线路的等值电路,应用谐波平衡原理,建立了含有分频输电线路的电力系统潮流数学模型,并应用牛顿－拉夫逊法进行求解。分析了分频输电系统输送功率与效率、副边无功补偿容量之间的关系,以及分频输电线路在各种载荷下的稳态运行特性和向工频系统注入的谐波电流,并和直流输电线路产生的谐波电流进行了比较。仿真表明,分频输电系统有很宽的谐波电流进行了比较。仿真表明,分频输电系统有很宽的功率运行范围和很好的效率特性及稳态特性,分频输电系统产生的谐波电流很小。     

Buck变换器的多频率矩阵模型及其在分布式供电系统中的应用

电力电子变换器是频域内典型的单输入多输出系统,当输入某一频率的扰动信号时,变换器各状态变量既包含扰动频率分量,也包含与扰动相关的边带频率成分。在包含多个电力电子变换器的分布式供电系统中,一个变换器的开关纹波为另一个变换器的扰动,这种相互作用在某些情况下可能会导致母线电压差频振荡从而影响系统电能质量。然而,传统小信号模型以单个变换器的分析和设计为背景提出,主要用于描述变换器的低频特性。由于这些模型忽略了开关变换器的很多固有特性,因此不能准确地分析上述变换器之间在开关频率附近的相互作用。为此,提出了一种新的矩阵小信号模型并以Buck变换器为例进行了详细的说明。该模型可以准确地描述变换器的单输入多输出特性,并解释分布式供电系统中电力电子变换器相互作用导致的母线电压差频振荡现象。对比结果表明,传统的平均小信号模型和多频率小信号模型都是所提出的矩阵模型在不同情况下的近似。仿真和实验结果证明了所提模型的准确性和有效性。