发电机转动惯量的计算对PSS参数整定的影响

阐述发电机转子转动惯量和发电机转子惯性时间常数的基本概念后,分别介绍了汽轮机专业和电气专业计算发电机转子转动惯量和转子时间常数的公式,并根据不同的计算数据进行现场试验,分析不同的计算转动惯量对电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)参数整定计算的影响及对发电机振荡的抑制效果,提出进一步探讨发电机转动惯量计算公式的设想。     

基于电力电子接口的储能系统惯性特征研究

该文从惯性参考系下宏观物体的惯性特征入手,通过惯性是能量的固有属性这一物理观点,引出电势能和磁场能惯性的概念并给出其表征方法。根据能量守恒定律,给出电势能与磁场能的等效转动惯量的计算方法,形成基于电力电子接口的储能系统惯性特征理论研究方法。在此基础上,以电池储能系统为例,论证储能电池本体及储能变流器的等效转动惯量计算方法。通过搭建储能系统仿真模型,对比不同控制方式下储能变流器等效转动惯量参与系统调频响应,并验证在虚拟同步发电机控制方式下的储能变流器及储能系统等效转动惯量计算方法的有效性。     

基于实测参数模型的发电机进相运行仿真研究

在开展发电机组进相试验前一般要进行系统仿真计算,但传统的仿真计算方法得出的结果常与试验结果存在一定差异。对此,分析影响进相运行的因素,并根据实测机组厂用电负荷数据,建立变厂用电负荷模型,以此提出一种基于实测参数负荷模型的发电机进相运行仿真计算方法,该方法能有效提高发电机进相运行仿真计算的准确性。     

发电机组转子转动惯量获取方法研究

针对发电机甩不同负荷所获得的发电机组转子转动惯量差别大问题,根据发电机组转子转动过程中能量转换特性,提出了一种转子转动惯量改进算法,并给出相应的转子转动过程能量转换平衡方程。将该方程应用于发电机组转子转动惯量计算,结果表明提出的改进算法由于考虑了机组甩负荷过程中的阻力影响,大大提高了转子转动惯量的精度,从而确保了发电机动能参数的准确性。     

汽轮发电机功率测量环节参数测试方法研究

研究了汽轮发电机功率测量环节时间常数的试验方法,对汽轮发电机组甩负荷法和模拟信号输入功率变送器测试法进行了对比分析,指出了这两种试验方法的优缺点。通过仿真说明了试验后的数据处理过程。对电网稳定计算中所使用的模型参数测试与完善具有一定的借鉴作用。     

660 MW汽轮发电机失磁后稳态异步运行过程分析

某电厂660 MW汽轮发电机因失磁故障进入稳定异步运行,发电机的机端参数和阻抗轨迹呈现有规律的振荡。分析了事故中发电机失磁后进入异步运行的过程。并针对这起事故,采用Matlab建立仿真模型,研究了大型火电机组中励磁回路的结构、发电机失磁前所带的负载、发电机的转动惯量以及发电机铁芯的空载特性4个因素对发电机失磁过程的影响。仿真结果和实际案例较为一致,说明了仿真模型的正确性。仿真结果对大型发电机组的失磁保护有一定的参考意义。     

基于时域仿真抛载法的同步发电机参数辨识方法

获取准确的发电机参数是提高电力系统仿真计算准确性的重要依据,有利于电网的安全稳定运行。应用抛载法对发电机的抛载过渡过程进行理论分析,基于时域仿真抛载法提出同步发电机参数的辨识方法。利用抛载法进行发电机现场试验,获得发电机空载、灭磁和d/q轴抛载试验数据并进行分析处理。模拟现场试验工况,建立发电机空载、灭磁及d/q轴抛载的时域仿真模型,将仿真结果与试验结果进行对比分析,辨识得到全套发电机参数。为验证提出参数辨识方法的有效性,建立发电机异步自励磁仿真模型并利用辨识参数与原厂提供参数进行异步自励磁工况仿真,将仿真结果与试验波形进行对比,表明辨识参数具有更高的准确性。     

基于小信号模型的VSG并联系统惯量特性分析

虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)技术是解决以电力电子变流器为接口的新能源渗透率逐渐提高导致系统惯性与阻尼减小问题的有效方法。而其核心参数虚拟转动惯量一直缺少选取原则,特别是在多机并联以及出现的越来越多的变参数控制策略的情况下,参数选取不当极易造成系统震荡。以一个两机系统为例,搭建改进高阶小信号模型,对具有同步发电机特性逆变电源虚拟转动惯量J变化对系统的影响进行了详细分析,提出适用于自适应等灵活控制的J的选取原则,根据稳定阈值及系统运行要求对参数进行选取,可提高系统的稳定性能,并通过仿真和实验验证了分析结果的正确性。     

基于抛载法和BPA仿真的发电机参数辨识方法

发电机参数是影响电力系统仿真计算准确性的关键因素.为了提高发电机参数的准确性,针对作图法辨识发电机参数精度不高的缺点,提出了一种基于抛载法和BPA仿真的发电机参数辨识方法.基于抛载法的基本原理,现场对某台机组进行了d/q轴抛载试验,并利用BPA软件建立与抛载试验相同工况的仿真模型,通过仿真结果与现场试验的对比分析,辨识得到发电机的d、q轴参数.仿真结果表明,利用该方法辨识出的参数切合实际、精度较高.     

凸极同步电机静稳定边界的解析法和应用

凸极同步发电机的静态稳定边界点是其进相试验的主要测定内容,也是关系其进相运行能力和实际运行中发电机组静态稳定性的决定因素。通过对水轮发电机派克方程和矢量图的分析,并考虑在电力系统中的实际连接情况,建立一种精确的水轮电机静态稳定边界计算方法－－牛顿解析法,此方法应用于多台发电机组的进相试验,其静态稳定边界点所有参数的计算结构与试验实测值相比较,误差很小,达到了足够的准确度,可作为发电机组进相运行静态     

基于虚拟同步发电机控制技术的V2G系统研究

随着新能源汽车的普及,V2G(Vehicle-to-Grid)技术受到越来越多的重视。针对电动汽车并入配电网低惯性的特点,选取虚拟同步发电机控制技术(VirtualSynchronousGenerator, VSG)作为控制方案,结合同步发电机的功角曲线和转动惯量的特性,提出了一种转动惯量的自适应控制算法。利用有功转子环节功率变化量与频率变化量之间存在一阶惯性的特点,通过分析转动惯量与此一阶惯性环节时间常数之间存在的关系,设计了转动惯量的自适应控制算法。并分析了同步发电机的调差系数、阻尼系数与下垂系数之间的关系。最后在Simulink仿真平台搭建模型,验证了所提算法的有效性。     

甩负荷试验转子转动惯量计算方法研究

通过甩负荷试验测取汽轮发电机转子转动惯量的计算方法不一，结果整别较大。针对甩负荷试验转子飞升曲线波动的特点．论述了汽轮发电机转子转动惯量测取原理。以某国产引进型300MW机组甩负荷试验的实测数据为基础．对转速飞升曲线采用3类函数进行了拟合，求取转子的初始飞升速率，但结果差别很大：在对转子飞升过程机理分析的基础上．提出了采用2点邻近点平均或快速傅立叶FFT滤波(平滑)对数据进行处理．再用调节汽门延迟关闭时间范围内转速线性拟合的方式求取转速初始飞升速事。该方法得到的曲线仍然呈现波动．但对甩50％和100％负荷试验计算的转子转动惯量取得根好的一致性。     

永磁同步电机伺服系统参数自整定策略

针对传统PI控制存在的缺陷以及永磁同步电机伺服系统运行过程中转动惯量变化的问题,提出了永磁同步电机转动惯量在线辨识PI自整定的控制方法。在伺服系统运行过程中,通过模型参考自适应算法在线辨识转动惯量,对系统中的电流环、速度环以及位置环进行参数整定。建立伺服系统仿真模型,并与传统PI控制方法进行对比。研究结果表明,参数自整定控制方法在转动惯量发生变化时,其动态误差几乎没有变化,比传统方法误差减小了3.23%。该方法具有更好的动静态性能,为解决转动惯量变化以及参数自整定问题提供依据。     

风力发电对系统频率影响及虚拟惯量综合控制

针对大规模风电接入引起系统等效转动惯量下降、系统频率稳定风险上升的问题,在分析电力系统调频过程与风电常规虚拟惯量调频的基础上,建立了含风电的电力系统频率动态响应模型,研究了风电及调频参数对系统频率动态特性的影响及变化规律。提出了基于选择函数的风电机组新型虚拟惯量综合控制方法,利用有限风电机组转子动能,有效增加了系统等效转动惯量,同时避免了传统控制所造成的功率二次跌落。在MATLAB/Simulink中建立了系统仿真模型,仿真验证了控制策略有效性及对频率动态特性的改善作用。     

永磁同步电机转动惯量辨识研究

永磁同步电机伺服系统的控制性能不仅受到电机参数的准确性影响,还受到负载转矩变化等因素影响。为了使伺服系统具有良好的动态响应特性,需要对电机机械参数进行辨识,对负载转矩进行前馈补偿。将负载转矩和扰动转矩进行合并,应用状态观测器对合并后的扰动负载转矩进行辨识。采用积分辨识法对扰动负载转矩进行计算,得到转动惯量辨识结果。仿真和试验验证了该方法的可行性和有效性。     

基于RBF的VSG转动惯量和阻尼系数自适应控制策略

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)通过控制策略使电力电子变换器具备同步发电机的转动惯量和阻尼系数,但这两个参数在调节过程中与频率为非线性关系,传统方法都将其作为线性关系来设计控制策略。该类控制策略只能粗略调整两个参数,且调节频率过高。针对这一问题,文章提出了一种基于径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络的VSG转动惯量和阻尼系数协同控制策略,通过人工智能算法改进传统控制策略。从VSG数学模型、输出特性和小信号模型三个角度对转动惯量和阻尼系数控制方法进行了分析,给出了对应参数的取值范围;并针对VSG特有的非线性关系建立了双输入双输出的RBF神经网络控制策略;最后,通过MATLAB/Simulink仿真比较传统策略与文章提出的控制策略的瞬态响应,验证所提控制策略的有效性。     

基于自适应虚拟惯性的微电网动态频率稳定控制策略

微电网作为分布式电源的有效载体,通过分布式电源并联连接形成独立电网。而微电网中传统下垂控制的输出频率动态响应速度快,在负荷频繁波动下易受到较大扰动。为了提高微电网频率的动态稳定性,文中提出了一种基于自适应虚拟惯性的同步发电机的控制策略,该方法模拟同步发电机的行为,构造频率变化率与虚拟惯性的关系,自适应改变虚拟同步发电机控制的惯性,从而提高微电网系统抗干扰能力和过载能力。相比于传统的交替惯性方法,所构造的自适应惯性算法不需要采样频率微分项,避免了引入系统噪声,同时实现了惯量的平滑灵活调节,具有较强的鲁棒性。另外,利用李雅普诺夫稳定理论分析了所提算法的收敛性和稳定性。仿真和实验结果表明所提方法提升了微电网频率的动态稳定性,从而验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于自适应旋转惯量VSG控制策略光储微网系统

针对光伏储能并网发电系统采用常规虚拟同步机VSG(virtual synchronous generator)控制策略在负荷扰动时系统的稳定性和动态性能欠佳的问题,本文提出一种基于自适应旋转惯量VSG控制策略的光伏储能并网发电系统。在常规VSG控制策略的基础上,利用同步发电机的功角特性曲线及转子角速度振荡周期曲线,分析了自适应旋转惯量对系统频率的影响,并对自适应旋转惯量VSG控制策略的稳定性分析及关键参数整定设计。最后,将自适应旋转惯量VSG控制策略应用于光伏储能并网发电系统中并建立其仿真模型。仿真结果表明:在负荷扰动情况下,采用自适应旋转惯量的VSG控制策略的光伏储能发电系统的稳定性和动态性能较好。相比常规的VSG控制策略频率波动及输出功率的波动性明显得到抑制。