复杂扩展式电力系统功率频率动态过程分析

本文从理论分析和实际计算两方面对复杂扩展式电力系统(或称多大区互联系 统)频率动态特性进行了较全面的研究。研究表明，迄今国内外研究电力系统 功率--频率动态过程及低频减载装置整定计算的“单机模型”有很大局限性 ，复杂扩展式电力系统中频率的动态过程存在空间分布和时间分布的特性，并 且网络结构、扰动地点、负荷构成及电压特性等因素都对频率动态过程有明显 影响。     

大规模风电并网条件下考虑动态频率约束的机组组合EI北大核心CSCD

为提高大规模风电渗透的电力系统频率稳定,将风电接入后系统的动态频率响应纳入安全约束机组组合(security-constraint unit commitment,SCUC)框架内,提出考虑动态频率约束的SCUC优化模型。结合风机动态响应,以同步机频率响应模型为基础量化描述风电并网系统动态频率特征。在此基础上,以扰动后的最低点频率为约束量,构建考虑动态频率约束的SCUC优化模型,并引入分段线性化技术改善由动态频率约束引起的非线性特征。基于Benders分解将所提模型分解为传统安全约束下的机组组合主问题和频率越限检测子问题以降低优化计算复杂度。最后,对含风电并网的10机电力系统进行计算分析以验证所提模型的有效性。与传统机组组合结果的对比表明,所提模型能够改善大规模风电并网电力系统频率稳定性。     

不同初始负荷及环境温度下燃气轮机一次调频能力仿真研究

为了研究不同初始负荷及环境温度下燃气轮机机组在电网中对电网频率波动的响应特性,分析了燃气轮机压气机、燃烧室和透平的物理模型。基于Matlab/Simulink平台,建立了包含功率计算模块、温度计算模块、燃料量计算模块、风量计算模块、转速计算模块等的GE9FA燃气轮机机组的动态仿真模型,研究了不同初始负荷下机组对电网频率扰动的响应特性,并分析了不同环境温度影响燃气轮机对电网频率扰动响应的机理。     

复杂扩展式电力系统功率频率动态过程分析

本文从理论分析和实际计算两方面对复杂扩展式电力系统(或称多大区互联系统)频率动态特性进行了较全面的研究。研究表明，迄今国内外研究电力系统功率——频率动态过程及低频减载装置整定计算的“单机模型”有很大局限性，复杂扩展式电力系统中频率的动态过程存在空间分布和时间分布的特性，并且网络结构、扰动地点、负荷构成及电压特性等因素都对频率动态过程有明显影响。     

水电高占比电网中水轮机模型对频率振荡特性 影响及其适应性分析

在小电网中,频率稳定是系统暂态稳定重点关注对象之一。水电高占比时,水轮机及其调速器模型的准确性直接影响频率稳定分析结果。针对该问题,对比分析了采用理想模型、基于运行点变化模型、传递系数模型的电网频率动态特性。通过水电机组传递函数,量化分析了不同水头高度及机组不同出力运行时的振荡频率和阻尼特性。通过暂态仿真,研究了不同模型对机组不同运行点扰动后的频率的振荡特性。最后给出了适用于工程计算的水轮机仿真模型建议。     

电力系统频率动态过程仿真中锅炉动态特性影响研究

在对实际大区域电网进行频率动态过程的研究中发现,仿真所得的频率轨迹与量测装置记录到的实测轨迹偏差较大。解释了轨迹偏差产生的原因和特点,指出仿真系统中所采用的火电机组负荷调节系统模型中未考虑锅炉主蒸汽压力对频率动态过程的影响。根据分析,在仿真系统中自定义了计及锅炉动态特性影响的机组负荷调节系统模型。考虑锅炉动态特性对发电机组输出功率的影响,将模型中锅炉主蒸汽压力侧的影响等效为一阶惯性环节,应用调整后的模型进行仿真计算。为使频率动态过程的仿真轨迹与实测轨迹相接近,进一步修正了惯性环节中的时间常数。     

电力系统频率响应的改进模型与参数估计

近年来,多种因素导致电力系统频率大波动事故时有发生。而目前对电力系统调频能力预估误差较大,有必要采用电力系统频率响应(SFR)模型计算频率的动态响应。文中分析了SFR经典模型的不足之处,据此改进了SFR模型结构,其中考虑了等值调速器的动态特性。进而提出了SFR改进模型的参数估计方法,先直接计算获得部分参数,然后加入保证稳态一致性的参数约束条件,最后辨识获得其余参数。通过仿真算例对频率响应进行了计算,验证了SFR改进模型结构与参数估计方法的有效性。结果表明,SFR改进模型能够有效表征系统频率响应的主要指标,其精度显著高于SFR经典模型。     

基于频率动态特性的电力系统频率失稳概率评估

提出一种电力系统频率失稳风险评估方法,该方法计及了旋转备用的频率动态特性,建立了低频减载作用下的频率稳定分析模型。基于非序贯蒙特卡洛仿真,计算分析了失稳概率、失稳频率、期望切负荷量和频率动态指标,实现了对频率稳定性的概率量化评估。探讨了旋转备用容量变化、低频切机容量变化对频率稳定性的影响,并计算了在多层负荷模型中计及和不计及不确定性两种情况下的频率稳定年度指标。IEEE RTS79系统算例分析表明所提方法能从概率角度全面深入评价电力系统的频率稳定性,可为低频减载配置方案的合理性和机-网的协调性提供一定参考依据。     

大规模电力系统频率动态分析

给出美国东部电网和中国川渝电网的频率动态测量结果,并分析频率动态的时空分布特性。阐述频率动态研究的一些重要方法和结论,指出现有方法分析大规模电网频率动态的不足。从理论上探讨大规模电网频率动态分析的机电波方法,推导出频率波方程和频率波色散关系,从而提出了一种从频率波传播分析频率动态时空特性的新方法。     

使功-频过程仿真轨迹逼近实测轨迹的模型参数调整

现代电力系统调度中心装设的大量量测装置可以记录系统中发生的功率–频率动态过程。采用常规的电力系统元件模型和参数进行数值仿真所得的频率变化曲线与实测曲线偏差较大。作者应用轨迹灵敏度对影响功率-频率动态过程的主要参数进行分析,得出了相应参数对轨迹的主要影响时段及影响程度。调整大区互联电网的参数使动态频率仿真轨迹与实测频率轨迹尽可能接近,并总结了进行参数调整的主要依据,可为根据量测轨迹进行参数识别提供参考。     

风电机组动态尾流频域特性分析与建模

在大型风电场中,机组间尾流效应会增加下游机组疲劳载荷,对机组运行安全造成不良影响。通过大涡模拟,在给定风况下开展测试,获取1台风电机组的动态尾流。利用数据驱动的动态模态分解方法,构建动态尾流的线性降维模型,通过2种定量化指标,验证了这种线性降维近似方法的有效性,并探索了模型阶次与模型适配度的相关性。在此基础上,通过对主要动态模态的频域特性分析和可视化分解,明确了风电机组动态尾流的主要低阻尼模态。结合傅里叶变换方法,研究了尾流区域中近尾流区与远尾流区的频域特性差异。研究结果表明,动态模态分解作为兼具系统辨识与频域分析的方法在风电机组动态尾流的建模中可以取得较高的建模精度,在时域与频域角度均有较好的适应度。     

考虑频率特性的变频负荷模型研究

随着电力电子技术的发展,变频调速技术的使用也越来越广泛。因此,对于变频电机的建模与分析也得到了越来越多的学者的关注。另外,由于分布式电源的接入,频率对电网产生的影响较大,因此考虑负荷的频率特性也具有重要的意义。采用变频调速矢量控制法和动态相量法两种方法对考虑频率特性的变频电机模型进行建模,并与不考虑频率特性的异步电动机进行仿真比较分析,找出更符合实际的负荷模型。     

基于响应特性的原动机及调速器建模与参数辨识

研究了原动机及调速器的实测建模问题。通过分析燃煤机组与燃气轮机在进行转速阶跃试验时的典型响应特性,提出一种新的原动机及调速器模型,即响应特性模型。根据模型的前提条件,指出了该模型的适用范围。应用响应特性模型以及单纯形算法,对某电厂的原动机及调速器进行了参数辨识,并利用系统发生频率大扰动时的数据进行校核。仿真值与实测值的对比表明,采用响应特性模型并结合实测的参数,在定性与定量两方面,均能较好地模拟实际的原动机及调速器。     

含自动发电控制信号时滞的区域互联电网AGC控制模式研究

在大区域电力系统内进行电力市场运营是我国电力市场改革的基本方针之一;探索与之相适应的AGC模式是区域电力市场研究的一个重要方面.基于国内外AGC运行经验,现归纳出6种AGC模式.采用频率动态仿真的方法,着重研究了多控制区域控制模式的频率控制特性.在研究过程中,首先对子区域AGC指令积分增益系数做了优化,并进一步研究了AGC信号时滞对AGC控制性能的影响.最后,基于某一区域电网的实际系统负荷数据和运行方式进行频率动态仿真和分析.     

现场测定大型水轮发电机组轴系的固有频率

本文介绍了1996年6月在湖南五强溪水力发电站的现场,实测其4号240MW水轮发电机组轴系的固有频率的一次实践。测试前做了轴系的力学建模和数字计算,以便全面了解该轴系的转子动力学特性。本文的主要部分详述了实测的目的、测试方案、仪器布置、数据分析方法等内容。在人力和自然两种方式激励下激发起轴系的自由振动。在多种不同工况下测量振动,得到了许多时域曲线和频谱。通过分析这些频谱的特征,识别出轴系的固有频率。最后,由实测的固有频率值外推得到轴系较为可靠的临界转速值。该实测方法和实测结果可为行业提供参考与借鉴。     

低惯量电力系统频率稳定分析与控制研究综述及展望

大容量直流和高比例新能源接入下,越来越多的电力系统正逐渐演变为低惯量电力系统。低惯量电力系统惯量支撑力度弱、出力不确定性强、频率调节能力和阻尼特性差,致使频率稳定问题日益凸显。为更好地理解电力系统在低惯量运行场景下的频率稳定威胁以及为有效制定应对策略提供参考,对低惯量电力系统频率稳定分析与控制领域的国内外研究进展进行综述与展望。首先,分析低惯量运行场景产生的主要原因及其对频率稳定的潜在影响,并介绍近年来实际电网频率问题的典型案例。进而,对基于时域仿真、数学解析、数据驱动的各类频率稳定分析方法进行阐述。从“源、网、荷、储”多类型有功资源调频能力挖掘、多道防线加强与协调配合等角度给出改善低惯量电力系统频率稳定的控制措施。最后,展望了该领域未来需深入探索的研究方向。     

基于瞬时频率的保护用振荡建模新方法

现有振荡模型的建立都是通过改变“0- t时间段的平均频率”来实现,不能直接反映系统的实 际运行状态。为解决该问题,提出了一种基于瞬时频率的振荡建模新方法,通过对瞬时频率的变化 在约束条件下进行拟合,能准确地仿真出实际系统的振荡过程,不受“0- t时间段平均频率”的束缚。 利用该方法,建立了一种全过程振荡模型,通过 MATLAB中的电力系统仿真软件包PSB对其振 荡以及振荡中发生故障的情况进行了仿真。仿真结果表明,该模型可以准确反映预先设置的频率 变化规律,非常适合于继电保护的研究。     

基于时频分析的频率步进ISAR成像

频率步进是逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)采用的重要波形形式。本文从数学角度分析了频率步进ISAR成像原理,介绍了传统距离一多普勒算法及基于时频分析的频率步进ISAR成像处理流程。最后对机动目标成像进行了仿真分析,结果表明对于机动目标采用时频分析方法能够降低成像模糊,从而获得高质量成像。