水轮发电机组调速系统的可拓控制

为了改善水轮发电机组调速系统的动态性能,应用可拓控制方法设计调速器.以无穷大容量水库-单引水管道-水轮发电机组-无穷大容量电力系统为对象,建立以水力系统弹性水击模型、水轮机线性化模型以及同步发电机经典二阶模型为基础的水机电整体仿真模型,对采用可拓控制方式与经典PID控制方式的控制效果进行仿真对比研究.结果表明,采用可拓控制方式对于改善水轮发电机组调速系统的动态性能具有良好的作用.     

发电机调速附加控制对系统频率稳定的作用

研究了基于复合偏差功率反馈的同步发电机调速系统附加控制方法及其对频率稳定的作用。该方法克服了传统调速控制因转子质量惯性、负荷特性和转速测量死区而造成的控制延时,并且能精确地进行不平衡力矩补偿,从而在扰动初期能进行及时有效的频率稳定控制。对单区域系统的仿真结果表明,汽轮发电机组和水轮发电机组附加调速控制相比传统调速控制而言,减小了频率的偏移幅度,抑制了频率振荡的发生;提前了锅炉燃烧系统对负荷变化的响应时间,从而提高了机组一次调频的持续力;水轮机组的闸门开合次数及频率也都有一定的减小;降低了机械功率的超调和振荡。     

水轮发电机组低频振荡机理与稳定特性

为深入探究水轮发电机组低频振荡机理,揭示系统稳定性规律,本文利用压力引水管道弹性模型、调速器模型和三阶发电机模型,建立水轮发电机组非线性数学模型。通过数值模拟来验证所建水轮发电机组模型与实际系统的一致性和正确性。进一步地,根据水轮发电机组阻尼特性,优化PID参数,系统分析了随调速器参数变化水轮发电机组的低频振荡机理及稳定特性。此外,为了定量探究关键参数对系统稳定性的影响规律,对处于稳定振荡模式下的系统进行阻尼灵敏度分析,得到了对系统稳定性影响较为显著的关键参数。研究成果为机组稳定运行提供理论依据和技术支撑。     

水轮发电机组甩负荷过渡过程性能指标的探讨

本文对国际电工委员会IEC61362(1998)"水轮机控制系统技术规程"中关于水轮发电机组甩100%额定负荷后动态品质指标的影响因素进行了深入的分析讨论.通过水轮发电机组甩负荷过程的仿真计算,分析了改进水轮机调速器控制性能的方法和途径.并对IEC规程中关于甩负荷条款提出了修改建议.     

可调速双馈水轮发电机组控制系统的稳定性分析

为了研究可调速双馈水轮发电系统静态稳定性和控制器反馈系数之间的关系，该文针对变速恒频双馈发电机运行特点和水轮机导叶开度调节结构，首先推导了具有刚性水锤效应的可调速双馈水轮发电机组的数学模型。其次，结合基于动态同步轴系下的双馈发电机双通道励磁控制策略以及有功功率参与反馈控制的水轮机调节系统模型，建立了以有功、无功和转差率为系统调节变量的闭环控制系统的状态方程。最后，利用李雅普诺夫函数概念和方法得到了闭环控制系统具有大域渐近稳定性的充分条件。分析结果表明，可调速双馈水轮发电机组的静态稳定性与控制器的反馈系数密切相关。     

水电机组调节系统建模与仿真研究

在Matlab／Simulink环境下建立与水轮发电机组及其调节系统实际相一致的仿真模型,能够准确的模拟机组的各种工况。其中水轮机模型以水轮机综合特性曲线为基础,采用曲线的方法来表示水轮机流量和力矩与其它参数之间的关系,引水系统采用弹性水击模型,论证了仿真模型的有效性和实用性。     

智能化水轮机调速器性能测试仪的开发与研制

水轮机调速器是水电厂水轮发电机组的重要控制设备。其性能优劣直接影响到电厂的安全运行及电网的电能质量。因此,要求调速器时刻保持良好的运行状态。不仅能正确地控制机组启停,而且能根据系统的运行情况及时准确地调整负荷,以保证系统频率的稳定。近年来微机调速器在水电厂得到推广应用,使得调速技术迈向了一个新的台     

三峡电站调速系统对电力系统低频振荡的影响

分析了在电力系统低频振荡的情况下，三峡电站水轮发电机组调速系统的动态特性，从电力 系统低频振荡产生的机理出发，采用改进调速器控制算法的方法，寻求调速系统对系统振荡 产生抑制作用的控制策略。     

水轮机调节系统实时仿真测试系统研究

本文提出了基于MATLAB/RTW环境下构建水轮机调节系统实时仿真系统的方法。以研华工业PC机及I/O板卡为硬件构造出水轮发电机组实时仿真模型,并与YWT-PMC微机调节器构成半物理仿真系统,应用该系统对水轮发电机组进行了开停机过程、空载扰动、负载扰动及甩负荷试验等。该实时仿真系统建模方便、自动生成高效仿真程序、调整参数灵活,试验曲线与原型机试验吻合度高。可作为水轮机调速器研究开发阶段的实验平台,以及试验验收阶段动态特性测试系统。     

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。     

同步发电机的动态阻尼力矩分析

根据由李亚普诺夫定理导出的综合阻尼系数的原理，统一定义了同步发电机的动态阻尼力矩系数和动态同步力矩系数。对同步发电机的阻尼力矩产生的机理进行了分析，并指出了使电力系统稳定装置产生阻尼力矩的同时，不致减少动态同步力矩的理论方向。     

水电机组超低频振荡贡献度排序及抑制方法研究

文章分析了超低频振荡产生机理,构造了哈密顿能量函数,研究了水电机组注入系统能量变化量,将水电机组对超低频振荡的贡献度排序。文中提出一种基于调速器附加阻尼控制的超低频振荡抑制方法,利用TLS-ESPRIT辨识算法和改进的混沌粒子群算法对附加阻尼控制器参数进行优化,实现了对水电机组调速器的相位补偿,抑制了超低频振荡。最后,在改进的四机两区域模型中进行了仿真验证,结果表明所提出的方法能有效评价水电机组对超低频振荡的贡献度,抑制超低频振荡。     

利用水电机组水压反馈改善电力系统稳定性

通过对水电机组复杂非线性模型的仿真,研究了水轮机调速器控制规律对电力系统稳定性的影响,并提出了采用水压反馈改善电力系统稳定的控制思想。仿真研究结果表明：由于水电机组引水系统的水击效应,原动机的自动调节会恶化系统阻尼,使转子摇摆曲线的衰减速度明显减慢,而引入水压的微分反馈可加快振荡过程的衰减,有效改善电力系统的稳定性。文中所提方法简单,易于在水电机组调速器上实现。     

风电场中STATCOM抑制系统功率振荡

含虚拟惯量控制的风电场给系统的小干扰稳定带来了新的影响,在此背景下,研究利用风电场配置的静止同步补偿器(STATCOM)附加阻尼控制对电力系统低频振荡的抑制。利用阻尼转矩法分析了虚拟惯量控制对风电并网系统阻尼特性的影响,提出利用风电场中配置的STATCOM增强系统动态稳定的控制策略。基于自抗扰理论设计了STATCOM附加阻尼控制器,以改善系统阻尼特性。基于DIg SILENT平台搭建典型的4机2区域系统进行仿真,仿真结果验证了具有附加自抗扰阻尼控制作用的STATCOM能有效地阻尼系统功率振荡。     

应用超导储能装置阻尼次同步谐振的研究

提出了一种新的应用超导储能(SMES)装置阻尼电力系统次同步谐振(SSR)的方法。与以往的类似研究相比,由于本方法基于复转矩系数法, 因而不仅可以适应多机复杂电力系统, 还可以得到电气阻尼系数随扰动频率的变化曲线。在引入SMES控制装置后的IEEE第一基准模型中, 根据复转矩系数法的基本原理, 得出了发电机机械复转矩系数和考虑SMES装置时的电气复转矩系数的表达式, 给出了二者之间的定量关系式, 以此为基础研究了应用超导储能装置阻尼次同步谐振的控制策略, 设计了相应的比例积分(PI)控制器,给出了控制框图, 并在IEEE第一基准模型的系统结构和参数条件下得到了控制器参数。在PSCAD /EMTDC环境中将控制策略和超导磁储能装置应用于IEEE第一基准模型进行了动态仿真, 仿真结果验证了该控制方案的有效性和正确性。     

基于录波曲线的电力系统低频振荡事故原因分析与抑制策略

如何快速确定电力系统低频振荡的原因并进行有效抑制,一直是一个备受关注的课题。提出基于录波曲线的电力系统低频振荡问题分析及抑制一体化新策略。首先,进行系统的特征值分析,根据系统是否存在与现场录波曲线振荡频率一致的振荡模式,判断系统发生的低频振荡属于强迫振荡还是弱阻尼振荡。然后,根据系统振荡的类型采用不同抑制策略,若系统振荡属于强迫振荡,进一步以探测排查的方式确定强迫振荡源的位置并消除振荡源,从而消除低频振荡;若系统振荡属于弱阻尼振荡,进一步通过阻尼转矩分析判断弱阻尼是由励磁系统还是调速系统引起,针对由励磁系统及调速系统引起的弱阻尼低频振荡,分别提出采用配置电力系统稳定器及优化调速系统参数进行振荡的抑制。方案的有效性和正确性通过实际系统的算例得到验证。     

负荷特性对跨区大电网低频振荡的影响研究

研究了动静态负荷特性对跨区域互联电网低频振荡阻尼特性的影响.介绍了电力系统研究中常用到的静态和动态负荷模型,其中动态负荷模型为考虑感应电动机机械暂态过程的电动机和恒定阻抗的组合.以研究电力系统低频振荡常用的单机无穷大系统(Phillips-Heffron模型)为例,运用阻尼转矩分析法.对模型中分别采用动静态负荷模型时,系统振荡模式的阻尼转矩系数进行了分析计算.并列写出其详细表达式.在4机2区域系统中对采用不同负荷模型及其相关参数发生变化时区域振荡模式的阻尼和频率特性进行了计算仿真,得到了系统阻尼比随负荷特性增大或减少的变化趋势.并且在跨区域大电网及华中电网2008年枯小运行方式下对相关结论进行了验证.计算结果与理论分析和仿真结果一致.     

Damping of system oscillatory modes by a phase compensated gas turbine governor

The proliferation of gas turbines in power systems increases the scope for taking advantage of mechanical torque control for improved network damping. This paper describes a phase compensated governor for a gas turbine and explores its potential contributions to system damping in a multimachine context. It is shown that the inclusion of phase compensation in the governor control loop is capable of achieving dynamic stability for the system without the need of a power system stabilizer (PSS) in the generator excitation control loop and without adversely influencing terminal voltage control. In addition, it is demonstrated that a phase compensated governor (PCG) is also capable of significantly improving transient stability and by complementing the effectiveness of a conventional PSS, enables a superior overall contribution to network damping.     

基于转矩面积的UPFC稳定控制器优化设计

通过推导统一潮流控制器(UPFC)稳定控制器的状态方程,分析了UPFC稳定控制器对同步发电机电磁转矩的影响。同步发电机的同步转矩分量和阻尼转矩分量是影响电力系统稳定性最直接的因素。考虑到利用UPFC稳定控制器提高系统阻尼转矩时有可能会恶化系统的同步转矩,文中利用转矩面积对UPFC稳定控制器进行了优化设计,较大的转矩面积可以确保同步发电机同时拥有足够的同步转矩和阻尼转矩。优化后的UPFC稳定控制器在提高系统阻尼转矩的同时,改善了系统的同步转矩,从而有效提高系统的稳定水平。最后给出一个算例进行验证,EMTDC的仿真结果证实了该方法的有效性。     

基于数字化模型的水轮机调速系统状态监测与分析

从状态检修角度出发,提出了基于数字化模型的调速系统状态监测与状态分析方法.该方法通过调速系统设备分析确定了测点布置和数据采集方案,在状态监测的基础上,以机组运行工况为线索,结合调速系统数字化模型对水轮机调速系统设备进行状态评估,采用事件触发和约束传播机制进行设备故障诊断,并以可视化模型指示调速系统设备健康状态和变化趋势,为实现调速系统状态检修打下基础.