水电机组带长线路黑启动仿真分析

黑启动过程中避免发电机组的自励磁和过电压问题是决定启动方案成功的关键因素之一。通过研究黑启动过程中产生自励磁的原理和判定方法,提出一种简单有效的自励磁判别方法,以延边电网为例,对两江电站3号机组空充220 kV江敦线能否产生自励磁进行了计算分析;在此基础上建立了两江电站的黑启动仿真模型,并利用M atlab软件对黑启动的暂态过程进行仿真,详细地模拟了黑启动的动态过程。     

基于MATLAB的电力系统黑启动发电机自励磁仿真研究

随着电力系统规模和容量的逐渐增大，对系统的供电安全也提出了更高的要求。研究整个电力系统在故障停运后的恢复问题，制定可行的黑启动方案对保证系统安全运行具有重要意义。黑启动过程中有可能发生的机组自励磁问题是决定黑启动恢复方案是否可行的关键因素之一。简述了同步发电机产生自励磁现象的基本原理，导出实用的工程判据，及基于MATLAB设计实现的自励磁仿真系统。这一系统既可独立完成自励磁现象的建模仿真，也可与黑启动决策支持系统等外部应用程序集成使用，极大地简化了恢复方案制定过程中的校验计算。结合实例给出的仿真波形，证明了这一方法的有效性。     

基于PSCAD/EMTDC辽南电网黑启动方案研究

研究了辽宁电网在经受大扰动或故障而发生大面积停电事故后,辽南电网利用网内自启动能力水电机组启动没有自启动能力的电厂,最终实现整个电力系统恢复正常运行状态的过程,利用PSCAD仿真程序建立黑启动暂态仿真模型,对黑启动方案进行仿真计算,提出了黑启动方案的路径,并通过对黑启动过程中发电机自励磁、过电压、谐振、频率和电压稳定等问题进行了计算和分析,得出太平哨电厂作为黑启动电源条件为启动2台机组,并论证了太平哨电厂作为辽南电网黑启动电源是可行的。     

湖北电网黑启动方案仿真研究

根据黑启动的一般准则和湖北电网实际情况,确定了黑启动分区和各子系统的启动路径,研究了湖北电网的黑启动方案,对子系统启动过程中的电压控制、暂态稳定性、发电机自励磁、工频过电压等问题以及子系统间的不同并列方案进行了详细的仿真计算和分析。研究结论可为今后的黑启动现场试验和方案的实施提供依据和建议。     

发电机自励磁快速验算方法及其应用

发电机自励磁是发电机周期性变化的定子绕组电感与外电路容抗参数配合下产生的一种参数谐振现象,在黑启动中如何快速可靠地判断发电机带空载长线后是否会发生自励磁对电网的快速恢复是至关重要的。针对南方电网的黑启动方案,利用EMTP程序计算出各发电机带空载长线时发生自励磁的临界线路长度,总结出一种发电机自励磁的快速验算方法,并验证了该方法的有效性。     

大型火电FCB机组空充500 kV线路试验研究

广东电网以大型火电快速切回(FCB)机组为黑启动电源,于2013年7月4日成功进行了空充500 k V输电线路的试验。高压长距离线路在空充过程中容易产生自励磁、过电压等现象,导致黑启动失败,因此对机组的自励磁特性进行了理论分析,分析结果表明试验过程中机组不会出现自励磁现象。基于理论分析提出了自励磁工程判据;并对线路的过电压特性进行了仿真计算,计算结果表明,试验过程中各测量点的电压均满足国标要求。     

电力系统黑启动分析

简述了电力系统黑启动的一些原则,分析了对黑启动方案应进行的自励磁、过电压等电气计算,介绍了黑启动负荷恢复中需要注意的一些事项和黑启动对二次系统、初始状态的要求,并讨论了目前的研究热点--黑启动决策支持系统.     

黑启动过程中操作过电压分析

在制定电力系统黑启动方案过程中，为验证方案的可行性，需要对黑启动方案进行各项技术指标（发电机的自励磁、空充线路过电压、频率和电压稳定问题等）的校验，以便成为黑启动方案的备选方案，其中空载线路合闸操作过电压的校验便是其中较为重要的一项。对电力系统黑启动过程中的操作过电压问题进行了理论分析，并用MATLAB／SIMULINK软件进行仿真，将计算结果和仿真结果进行了对比，证明了在黑启动恢复过程中对空载线路进行合闸操作存在过电压的可能，最后结合河北南网的实际情况，用河北南网的某一黑启动方案进行验证，证明了理论分析的正确性，同时提出了抑制空载线路过电压的措施。     

发电机励磁系统与黑启动

探讨了黑启动有关励磁系统需要考虑的因素 ;电压调节范围、励磁控制方式、自励磁、投线路的电压超调、发电机进相能力、低励限制、同期参数、弱网的小干扰和大干扰稳定性等 ,解决了用PSASP程序计算自励磁边界和投线路的电压计算问题。针对宁波电网和舟山电网黑启动方案进行具体计算 ,提出了建议     

贵州电网黑启动方案研究

明确了黑启动的研究方法，在选择并确定黑启动电源的基础上，经过过电压、自励磁及负荷恢复等方面的计算分析，分别对三个黑启动方案进行了深入分析，重点研究了黑启动过程中应注意的问题，保证黑启动方案有较强的可操作性，为黑启动方案的实施奠定了基础。     

异步电机故障自激的一体化阻尼抑制策略

针对异步电机故障自激现象,提出了一种异步电机故障自激的阻尼抑制策略。在对自激原理及阻尼抑制策略进行分析的基础上,推导了变频器-电机一体化系统的传递函数,通过奈奎斯特判据对其幅频特性和稳定性进行了分析,论述了等效电路模型及状态矩阵方程,研究了自激频率点与滤波电容之间的关系曲线,得到了故障自激发生概率较大时的滤波电容取值范围;通过状态矩阵方程和根轨迹法推导出有效抑制故障自激的阻尼电阻取值范围。以MTA A4-200型异步电机为研究对象,通过仿真针对异步电机的故障自激现象及阻尼抑制策略进行了验证,结果表明：阻尼抑制策略对故障自激拥有比较好的抑制效果。仿真结果与分析结果一致,验证了阻尼抑制策略的正确性。     

考虑频率波动的水电孤网发电机自励磁研究

分析了发电机自励磁的物理过程,采用计及线路感抗的线路模型从理论上深入研究了频率对发电机自励磁的影响,推导出了发电机带空载长线时发生自励磁的临界频率表达式,指出当孤网频率超过临界频率的情况下,系统可能由正常状态过渡到发生自励磁的运行状态;并在临界频率的基础上推导出发电机在考虑自励磁后缩小了的运行极限,为避免水电机组孤网运行产生自励磁现象提供了理论依据。采用PSCAD／EMTDC进行仿真,仿真结果证明了所得结论的正确性。     

Influence of idling and short circuits on the self-excitation of a classical double-output induction generator

Experimental results for the capacitor self-excitation of an induction generator with a short-circuited phase rotor and a classical double-output induction generator are compared. The influence of the preceding conditions on the capacitor self-excitation of a classical double-output induction generator is the opposite of that for an induction generator with a short-circuited phase rotor. For the classical double-output induction generator, self-excitation is better after a three-phase short circuit than after idling.     

Self-Excitation of Autonomous Generators. Part 2. Study of Self-Excitation of an Asynchronous Generator Inclusive of the Starter in the Form of Residual Voltage on Excitation Capacitors

This paper presents the results of simulations of the process of self-excitation of the asynchronous generator by using a starter in the form of residual voltage on excitation capacitors. A generator model that was developed in the three-phase inhibited coordinate system and implemented in MATLAB Simulink is described. The results of simulations have shown that the use of the starter in the form of residual voltage on excitation capacitors is initially accompanied by a high-frequency decaying oscillatory process that proceeds smoothly in an increasing oscillation process with the frequency of the EMF generator. The role of the starter in the launch of a self-excitation process is considered. It was found that, during self-maintained conditions, i.e., the presence of positive feedback, it is sufficient to have an arbitrarily small starter to start the process of self-excitation. In addition, the time of self-excitation of the generator can increase to “arbitrarily large” values. It is shown that, in the case of a violation of self-maintained conditions, a powerful starter can change the parameters of the generator up to the establishment of self-maintained conditions followed by the launch of an asynchronous self-excitation.     

水轮发电机和汽轮发电机失磁和自励磁仿真

随着发电机容量的增大,机组一旦出现事故,即会造成不可估量的后果,故有必要对发电机的异常运行工况进行仿真。对水轮发电机和汽轮发电机失磁异步运行及自励磁工况进行动态过程仿真。先用模块化建模法建立包括发电机、调速器、励磁系统、输电线在内的全系统元件数学模型,再分别建立失磁及自励磁的系统模型,最后用M atlab中调用Fortran程序的方法编写仿真程序,仿真结果详细、逼真地再现了水轮发电机和汽轮发电机在各种失磁故障方式下的动态过程及同步自励磁、异步自励磁下的动态过程,为继电保护的整定和辅助装置的研制提供了一种有效的分析工具。     

配电网串联电容补偿对电机机端电压调节性能的影响

电力系统配电网中一般有较多的波动性或冲击性电动机负载,造成电压偏低、波动严重,严重影响电能质量和电机的运行性能。针对这一问题,提出采用串联电容就近对电动机进行补偿的方法,计及电机的负载特性,通过对比计算确定了在配电变压器高压侧进行串补对机端电压调节的效果最好。仿真计算了波动性负荷情况下串补装置不同补偿方式对电机机端电压调节性能的影响。结果表明:采用低度过补偿方式,可以在避免自激的情况下,在较大的范围内提升线路末端电机的电压性能,消除由于波动性负荷引起的电压波动,为配电网中改善电动机的运行性能和机端电压质量提供了一条新的思路。     

Self-excitation of autonomous generators: 1. Theoretical aspects

This article shows that, in works devoted to the self-excitation, the notions of “hard” and “soft” self-excitation are used, first, to determine the degree of impact on the system; second, to determine the nature of the change in the output value under self-excitation; and, third, to determine the impact and nature of the change of the output quantity. This article explains that these terms need to be used only to determine the nature of the change of the output quantity. The article, drawing an analogy with s dc generator, proposes that the self-excitation conditions of an asynchronous generator be violated in two areas: the starter and auto generator (self-oscillatory). It has been experimentally proved that, in a demagnetized system (a weak starter), self-excitation of a dc generator is accompanied by an abrupt change of voltage; that is, there is a hard self-excitation mode. It was found that. after working in the alternator mode, the generator remagnetized (was a strong starter) and, during the second self-excitations, voltage changes are not observed. In this article, it is proposed to call such self-excitation, in which a strong starter in the form of residual induction gets rid of the “hard” nature of self-excitation, “pseudosoft.”     

旋转整流器式无刷励磁电路自励特性

本文对旋转整流器式无刷励磁电路的自励特性进行了深入的理论和计算机仿真分析。结果表明，一般情况下桥式整流励磁电路的自励作用比零式整流励磁电路的要小，自励量随转速和整流后负载电阻的变化而变化，并存在一个极大值。在正常运行时．两种整流方式下励磁回路均不大可能产生完全自励，但在其些故障情况下仍可能产生完全自励。本文还对产生完全自励的必要条件进行了分析，得出励磁电流最小值小于零是完全自励的必要条件     

Capacitor braking of double-cage induction motors

Capacitor braking relies on the self-excitation process and represents a well-established technique of braking of single-cage induction machines. However, there appear to be no papers on the capacitor braking of double-cage induction motors. Since the self-excitation process constitutes the basis of capacitor braking, a correct representation must include the effects of main flux saturation in the induction machine model used. The paper first summarises the mathematical model of a saturated double-cage induction machine and then presents experimental results together with results of a comprehensive simulation study. Both symmetrical three-phase and asymmetrical single-phase capacitor braking techniques are considered. The results are shown for two different double-cage induction machines. The experimental and simulation results are found to be in good agreement.     

基于模式判别法的多机自励磁数学建模及其仿真分析

阐述了同步发电机产生自励磁现象的基本原理．并从理论上建立了在电网（即多机系统）中进行全网机组自励磁判定的数学模型，提出在多机网络下可建立系统的自励磁状态方程组。运用特征根判别法，通过方程的矩阵特征根和相关因子的性质来判断系统是否发生自励磁及其发生位置，由相关因子和灵敏度的计算确定主要的影响因素及其特性，并可用一维搜索方法寻找到系统的临界状态参数。该方法可有效判别各台发电机是否发生自励磁．对制定黑启动方案策略具有实际的参考意义。