非接触式励磁电源的谐振补偿分析

针对新能源汽车驱动电机励磁系统中电刷与集电环对整车运行带来安全隐患的问题,提出了一种非接触式同步电机转子励磁的方法,并采用了谐振补偿方法以提高非接触式励磁能量传输效率。研究了非接触式励磁系统的工作原理与系统结构,建立了松耦合变压器的互感模型并分析了松耦合变压器的特性,给出了非接触式励磁电源谐振补偿系统的设计原理,分析了非接触式能量传输系统的传输特性。仿真与实验结果表明:采用串联-串联谐振补偿方式可以对非接触式变压器中漏感所带来的效率损失进行有效的补偿,能够增加变压器副边电流与电压的幅值;当电源工作在完全谐振状态下时,通过谐振补偿可大幅提高非接触式同步电机励磁电源的传输效率。     

基于最优补偿特性的2型PSS参数拟合软件开发

电力系统稳定器(PSS)参数整定试验过程操作复杂且过多依赖试验人员经验.针对国内普遍应用的2型PSS,提出一种基于最优补偿特性的PSS控制参数自适应拟合方法.分析了PSS的最优补偿特性,在考虑运行约束的条件下,建立了以补偿特性与最优补偿特性方差最小为目标的PSS控制参数自适应拟合模型,该模型可自动匹配发电机组励磁系统的无补偿特性,在一定误差范围内寻求PSS最优的控制参数.编写程序算法求解,实现了PSS控制参数的快速计算.实际工程应用表明,应用该方法计算的PSS参数控制效果良好,具有良好的工程应用价值.     

基于EMTPE的750kV空载变压器励磁涌流仿真研究

笔者结合新疆地区750kV吐鲁番—巴州输变电工程,应用EMTPE程序建立变压器励磁涌流仿真计算模型,该模型考虑了变压器的磁滞饱和特性。在所建立的模型上对变压器空载合闸时励磁涌流进行仿真研究,并对涌流中的谐波成分进行分析。通过现场实测,证明了仿真计算的正确性。仿真计算和实测结果表明,该模型能较准确地仿真变压器的励磁涌流,为变压器保护设计提供依据。     

交流励磁发电机励磁电源管压降引起的谐波及其消除方法的研究

交流励磁发电机由于能够实现有功、无功和转速的独立调节，在改善超高压电力系统的稳定性以及变速恒频发电等领域有着广泛的应用前景。交—直—交电压源变频器以其优良的输出特性可用作这类发电机的励磁电源。交流励磁发电机励磁电压较低，因励磁主回路器件(如IGBT)自身特性的影响，使得这类变频器在低压输出时，输出电压波形发生严重畸变，导致交流励磁发电机的转子电流谐波增大，定子输出电压、电流谐波增加。该文详细分析了由器件特性引起的谐波增大的机理，提出了管压降补偿的方法。仿真与实验结果均说明分析是正确的，提出的补偿方法是有效的。     

运行参数对自并励励磁系统滞后特性影响的研究

运用模型仿真和程序设计的方法研究自并励励磁系统的滞后特性,分析运行工况各参数对励磁系统滞后特性的影响。根据华北某电厂经过时域仿真校验的实测数据利用Simulink仿真进行频域分析,分析了不同系统参数对励磁系统滞后特性的影响,并得到最大工况和最小工况下的系统滞后特性。根据不同工况的滞后特性对PSS参数进行进一步整定,使其补偿特性都满足工程要求。     

同步调相机饱和计算模型的对比研究

随着特高压直流输电系统容量和电压等级的提高,换流站对无功补偿的容量需求也越来越大。大容量新型同步调相机旨在满足特高压直流换流站的动态无功需求,由于同步调相机经常运行在过励,甚至3.5倍强励状态,铁心中的磁场饱和比汽轮发电机更为严重。为了准确计算同步调相机在不同系统电压及励磁条件下的无功特性并应用于电力系统仿真分析,本文采用时步有限元模型计算同步调相机在不同励磁条件下的饱和特性曲线族,基于该曲线族提出了一种用于系统仿真分析的同步调相机实用模型的饱和修正模型,采用该模型计算了同步调相机在不同系统电压及励磁条件下的无功功率,并与时步有限元模型计算结果进行了对比;从结果可以看出,与传统的饱和修正模型的计算结果相比,采用新提出的饱和修正模型计算出的无功功率与时步有限元模型更接近。研究结果可为同步调相机无功特性的准确计算及运行方式的合理选择提供理论基础和技术支撑。     

矢量匹配法在频变传输线暂态模拟中的应用

随着电力系统、高速与微波电路中工作频率的不断提高和传输速度的逐渐增大,电磁暂态的仿真计算要求考虑传输线的频变特性。描述了矢量匹配法的基本特性及其应用的具体步骤,并立足于已有的频变传输线模型,在复频域应用矢量匹配法对特性导纳和传播系数进行了拟合,建立了一个通用的频变传输线等效模型。通过具体算例,与电磁暂态计算程序EMTP(Electro Magnetic Transients Program)计算结果相比较,验证了其有效性。     

交流励磁双馈风力发电机组的稳定性仿真分析

介绍了交流励磁变速恒频双馈风力发电机组的工作原理,在坐标变换的技术下,建立了交流励磁发电机在d-q-0坐标系下的数学模型。在Matlab中搭建了系统仿真模块,对交流励磁风力发电机组的稳定性做了仿真分析。仿真结果表明了所建模型的正确性,以及在风力发电系统中利用变速恒频技术后可以大大提高风能的利用率,改善了电力系统稳定性,并且转子转速也可以改变,使其具有独立的无功调节能力。研究结果表明了变速恒频双馈风力发电机组具有良好的动态特性,并为风力发电系统的进一步应用研究提供了可靠的理论依据。     

安徽电网励磁系统参数辩识、数学模型及数字仿真的研究

本项目主要针对安徽电网大型发电机组的励磁系统参数辨识、数学模型及数字仿真开展研究，结合现场励磁系统特性实测，用参数辨识方法建立励磁系统数学模型；分别在空载和负载工况下对建立的模型进行数字仿真和适应性计算分析，和实测数据进行对比，验证了模型的准确性。     

交流励磁双馈风力发电机组的稳定性仿真分析

介绍了交流励磁变速恒频双馈风力发电机组的工作原理,在坐标变换的技术下,建立了交流励磁发电机在d-q-0坐标系下的数学模型.在Matlab中搭建了系统仿真模块,对交流励磁风力发电机组的稳定性做了仿真分析.仿真结果表明了所建模型的正确性,以及在风力发电系统中利用变速恒频技术后可以大大提高风能的利用率,改善了电力系统稳定性,并且转子转速也可以改变,使其具有独立的无功调节能力.研究结果表明了变速恒频双馈风力发电机组具有良好的动态特性,并为风力发电系统的进一步应用研究提供了可靠的理论依据.     

基于改进遗传算法电力系统仿真软件间模型参数转换研究

现存电力系统各商业软件的模型结构和参数不统一,造成了大量异构数据源的存在,仿真软件间的数据交互困难。为解决该问题,提出了基于改进遗传算法(IGA)的模型参数转换方法。通过分析数据交互仿真软件的模型结构及参数设计的差异性,实现了电力系统仿真软件间的模型参数转换。在将IEEE 39节点算例的BPA仿真数据导入PSASP软件的过程中,基于改进遗传算法对PSASP中的动态模型进行了参数转换。并利用转换结果进行仿真计算,其结果与BPA软件的仿真结果基本一致。验证了该方法对电力系统仿真软件动态模型参数转换的有效性,并提高了电力系统仿真软件间数据交互的准确度。     

电力系统仿真软件PSASP的励磁系统自定义建模

电力系统综合分析程序PSASP是国内电力系统仿真常用的软件,具有可供仿真使用的各种励磁模型。多数情况下,这些模型可以取得较好的仿真效果。但是,近年来随着新的励磁系统发展,程序中原有的模型已不能完全满足要求。本文根据IEEE1992年所制定的标准励磁系统模型,使用PSASP中的自定义功能建立了相应的励磁模型。算例研究表明,PSASP中自定义的励磁模型是准确的。     

PSS/E励磁系统的自定义建模

PSASP和中国版BPA是我国电力工业界应用广泛的电力系统仿真分析软件,PSS/E则在北美应用较广。不同仿真软件间的模型库有差别,分析比较了PSASP、BPA和PSS/E励磁系统模型的差异。在PSS/E上通过用户自定义功能建立了国内常用的PSASP1、7、12型励磁系统。阐述了PSS/E常规动态仿真和扩展动态仿真2种方式的用户自定义建模的方法和步骤。通过单机无穷大系统和我国某实际系统的PSASP、BPA和PSS/E动态仿真比较,证明了所建自定义励磁模型的正确性。     

电力系统稳定器抑制次同步谐振的效果

采用时域仿真实现的复转矩系数法--测试信号法,基于IEEE次同步谐振第一标准测试系统及IEEE ST1A型励磁系统,研究了电力系统稳定器(PSS)对次同步谐振的抑制效果.根据励磁系统的相位滞后特性,对PSS的相位补偿环节进行设计,利用多个串联的超前滞后环节补偿低频段及次同步频段的相位,从而实现缓解次同步谐振的目的.通过频率扫描计算出发电机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性曲线,进而分析所设计的PSS对电气阻尼特性的影响,并分析了PSS放大倍数、相位补偿环节对阻尼特性的影响.此外,采用并联结构的PSS,对低频段和次同步频段的相位分别进行补偿,并研究此结构对电气阻尼特性的影响.结果表明,文中设计的这两种结构的PSS,均能大大减小系统谐振点附近的电气负阻尼,说明通过对励磁系统在次同步频段的相位滞后进行补偿,可以使PSS在提高低频振荡稳定性的同时,实现缓解次同步谐振的目的.     

基于差值计算法的系统分区惯量评估方法

随着新能源的大量接入,系统惯量下降且分布不均的特征日益明显,系统频率响应呈现时空分布特性。文中提出了一种基于差值计算法的系统分区惯量评估方法。首先,根据机组间频率响应特性相似程度对系统进行分区,并确定各区域的主导机组。然后,在分区和主导机组选取基础上,提出了一种差值计算方法,测量扰动发生后区域间联络线上功率和主导机组频率,对各区域惯量水平进行评估。该方法所需测量数据较少,只须在区域间联络线和主导机组上测量数据,能够实现惯量评估的在线应用。在PSASP中建立了IEEE 10机39节点系统,验证了所提方法在系统不同运行情况下的正确性,并分析了扰动数据时间段的选取对惯量评估正确性的影响。验证结果表明,所提方法适用于含大规模新能源电力系统惯量评估,具有较高的精度。     

基于PSASP程序的FACTS潮流建模

基于注入功率法分别建立统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）和可控串联电容补偿器（ＴＣＰＳ）的潮流模型,并利用电力系统分析综合程序（ＰＳＡＳＰ６．０）提供的用户自定义模型和用户程序接口构造了适合于ＰＳＡＳＰ的相应的潮流算法,可以用来分析灵活交流输电技术（ＦＡＣＴＳ）在给定控制变量和控制目标下的潮流收敛特性。ＩＥＥＥ１４节点系统作为算例被用来研究不同控制方式下的系统潮流特性,计算结果证明了模型的合理性。     

发电机励磁系统调差对PSS参数整定的影响与对策

介绍了发电机励磁系统调差的原理与作用,论述了电力系统稳定器(PSS)原理及其现场参数整定方法.针对自并励励磁的水电机组,将PSASP小干扰稳定仿真结果与现场测量数据进行对比,分析总结了不同调差系数引起的励磁系统无补偿频率特性偏移对PSS参数整定的影响,论证了PSS参数整定过程中必须考虑调差系数设置,提出采用小干扰稳定计算的方法来校验调差系数设置变化后对已投入运行的PSS功能的影响.     

线性连续系统动态负荷模型的参数辨识与应用

目前在电力负荷建模中非机理负荷模型较多地采用离散系统模型或差分方程形式的模型,而电力系统数字仿真中更需要连续系统的模型。研究了作用函数不含导数项和含有导数项两种情况下的线性连续系统微分方程形式的负荷建模方法,介绍了模型参数辨识的直接优化算法,该模型对于描述线性动态负荷或小扰动下的非线性动态负荷的行为,具有一定程度的普适性。介绍了该动态负荷模型与电力系统分析综合程序PSASP的自定义连接方法。通过动模实验数据建模和仿真计算,验证了模型参数辨识算法以及模型与电力系统分析综合程序接口的有效性。     

抑制次同步谐振的并联结构PSS参数优化

采用测试信号法,基于IEEE次同步谐振第一标准测试系统及IEEE ST1A型励磁系统分析了传统的单通道电力系统稳定器(PSS)及多通道并联结构PSS抑制次同步谐振时存在的问题.根据励磁系统引起的相位滞后特性,结合转速偏差、电磁功率偏差与电磁转矩偏差间的矢量关系给出了PSS需提供的理想相位补偿特性的计算方法.选取低频段和次同步谐振频率点附近具有代表性的频率点,计算其理想相位补偿角,并以此为目标应用遗传算法对并联结构PSS的参数进行优化.利用所得优化结果设置并联结构PSS参数,并进行仿真分析.结果表明,优化参数后并联结构PSS的实际相位补偿特性在全频段跟理想相位补偿特性更接近,使得全频段电气阻尼特性有了整体性增强,最大限度地避免了系统低频振荡和次同步谐振的发生.     

含风电的电力系统动态频率响应快速评估方法

大规模随机波动的风电功率接入电网引起系统频率偏差,从而影响系统安全稳定运行。为了研究不同频率风电功率波动对系统频率偏差的影响,提出了考虑发电机特性、调速器特性、系统网络结构、负荷特性,含风电的电力系统频率响应频域分析模型。基于该模型推导了风电功率激励下的电力系统各节点频率响应传递函数的显式表达式。根据传递函数的幅频特性能准确反映不同频率风电功率波动激励下各节点的频率响应特性。将该模型应用于IEEE 10机39节点系统,结合实测风电场功率波动数据进行了算例仿真,结果表明利用该模型能快速准确评估风电功率对系统各节点频率响应的影响。