电力系统中机电扰动的传播特性分析

【摘要】随着我国工业化进程的不断加速,大量的发电机应用在我们的日常工作生活中,在大量使用的同时,也产生了许多负面影响,其中以机电扰动最为常见。机电扰动主要以小扰动的方式存在,使得供电系统在低频振荡的模式下运行。在同一个供电模式下,会造成发电机抵消互相之间的本地模式以及机电扰动模式的分量,这样就会不断增加区问之间的分量。因此,本文笔者根据个人多年来相关行业工作经验,并结合当前我国电力系统中机电扰动的传播特性先对低频振荡的概念进行描述,继而对低频振荡的现象进行分析,再对机电扰动的传播速度进行叙述,最后再对机电振荡模式进行详细的论述,希望可以起到抛砖引玉的作用,在推动我国电力系统不断向前发展的同时,也为我国经济的可持续发展增添新的动力。     

电力系统低频振荡中的非线性奇异现象

低频振荡是影响电力系统稳定运行的一个重要方面.阐述了低频振荡产生的机理和分析方法,利用Hopf分歧理论,针对一个四阶模型的单机无穷大系统,分析了在临界点附近时可能出现的非线性奇异现象.研究表明:由于分歧的存在,导致系统稳定性在临界点附近出现奇异,从而影响了电力系统的稳定域.     

基于随机子空间方法的低频振荡同调机组识别

低频振荡是电力系统稳定运行中备受关注的问题。传统基于系统物理模型的低频振荡分析方法存在不少局限性。文中应用随机子空间法进行电力系统低频振荡同调机组划分。利用随机子空间法辨识系统状态矩阵并分析其特征值,找出基于实测信号辨识的电力系统同调机组划分方法。对16机68节点系统进行的算例分析表明本文采用方法的适用性。     

静止式气波机振荡器振荡机理分析及振荡特性的研究

静止式气波机振荡特性取决于振荡源的形式。以共鸣器为振荡源，从管路阻抗的角度和射流噪声的角度对其振荡机理进行了分析。对机器振荡特性进行了实验研究，结果表明，从射流噪声角度解释共鸣器振荡机理更为合理，同时发现机器运行过程中出现了“压力变频”现象，在稳定的高频振荡区和低频振荡区所形成的激波强度相差很大。从而为静止式气波机的效率的提高及结构的改进提供了有益的结果。     

一类电力系统的分岔和奇异性分析

研究了单机无穷大系统在外部周期性激励负荷扰动作用下的非线性动力学行为：运用多尺度法分析了单机无穷大系统主共振的解析解及其稳定性,根据系统的分岔方程,运用C-L方法分析了主共振响应在不同系统参数下的不同分岔模式,研究表明该系统的不同分岔模式与其运行参数和结构参数有密切联系;数值仿真表明随着激励幅值的变化,该系统具有由倍周期分岔通往混沌直至增幅振荡失步的丰富动力学行为,从而为电力系统中同步发电机的同步运行、振荡失步提供理论指导。     

PSS(电力系统稳定器)对电力系统影响的探讨

本文在分析了电力系统稳定器(以下简称:PSS)在国内研究现状的基础上,针对PSS的低频振荡抑制原理进行了较为详细地分析、研究,最后以一工程实例来证明PSS在提高机组阻尼比、抑制低频振荡、提高电力系统动态稳定性等方面的作用。     

电力系统低频振荡分析控制方法研究

随着电网的扩大,低频振荡问题越来越成为影响电力系统稳定的重要因素.讨论电力系统低频振荡常用的分析方法和抑制措施,并对各方法和抑制措施进行分析比较,阐明各自的优缺点.     

地区电网低频振荡分析与抑制

在举例分析贵州地区电网低频振荡事件基础上,分析低频振荡产生的机理与特点,并有针对性地提出低频振荡的抑制措施与建议。     

电力系统低频振荡分析方法综述

本文介绍了低频振荡的相关概念及产生机理,总结了低频振荡分析方法的相关理论,归纳和对比了现有算法,并对各自的优缺点进行了总结。     

大规模新能源集中外送系统源网协调风险及仿真评估

大规模新能源集中外送系统新能源占比高、耐受直流故障扰动冲击能力低,在源网协调方面存在较为突出的问题。该文分析了我国大规模新能源集中外送系统主要的风险隐患,包括电压波动、频率波动和低频振荡问题。指出大规模新能源集中外送系统源网协调仿真评估的建模重点,包括励磁系统辅助控制环节、发电机涉网保护、含动力系统的发电机调速控制精细化建模等方面。提出了大规模新能源集中外送系统源网协调仿真评估流程及注意事项,可为实际电网源网协调提供参考。     

Alberich型吸声覆盖层的低频吸声机理分析

声波垂直入射Alberich型吸声覆盖层时激起沿厚度方向传播的轴对称波,而决定覆盖层低频性能的最低阶波可等效为“准平面波”,通过共振特性分析了覆盖层的低频吸声机理,指出达到低频有效吸声需要满足的轴对称波相速度的近似条件。低频吸声机理要点包括：（1）吸声覆盖层的共振是粘弹性圆柱腔体的共振;（2）吸声覆盖层的吸声峰值频率对应覆盖层的反共振频率而不是共振频率;（3）绝对软背衬的最低吸声峰频率比绝对硬背衬低一半左右。     

参外联合激励下一类混沌系统的动力学机理

旨在揭示频域两尺度耦合导致的快慢效应及其产生的机理。以一类典型的混沌系统为例,引入参外联合激励,当两激励频率远小于系统固有频率时,会产生诸如簇发振荡等特殊行为。考虑了两激励频率满足严格共振和非严格共振两种情形下系统的动力学特性。基于两种情形下的广义自治系统随慢变量变化的分岔分析,得到了两种情形下不同的簇发振荡及其分岔机理。发现在严格共振下,两激励频率比的变化,会导致含不同涡卷数的簇发振荡。而在非严格共振情形下,随着频率的变化,系统则出现了周期与概周期簇发振荡之间的交替变换。     

基于质量放大局域共振型声子晶体的低频减振设计

针对低频结构振动控制,设计了一种质量放大局域共振型声子晶体。基于周期结构的Bloch定理和有限元方法研究了无限声子晶体的能带特性,同时基于有限元法研究了弹性波在有限周期结构中的传播特性。在此基础上,对声子晶体质量放大带隙与局域共振带隙的形成机理和带隙特性进行了研究。最后以梁框架结构低频减振为目标,将设计的质量放大局域共振声子晶体嵌入框架结构中,综合应用声子晶体带隙特性和黏弹性材料阻尼特性,实现低频宽带振动抑制效果。进一步,对框架结构一阶固有频率,进行声子晶体结构优化设计,实现了一阶固有频率处振动的高量级抑制,并设计制备实验样件,进行实验验证。结果表明,这种质量放大局域共振声子晶体可以为结构低频减振提供一种新的实现方法。     

局域共振型空腔覆盖层的低频吸声机理及调控规律研究

声学覆盖层的低频吸声特性对潜艇声隐身性能具有重要影响.综合考虑空腔型覆盖层结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能,建立局域共振型空腔覆盖层的有限元模型,研究复合结构在10 Hz～2000 Hz频段内的吸声特性,并采用局域共振理论和模态分析揭示复合结构的吸声机理,进一步得到复合结构低频吸声性能的调控规律.研究结果表明:(...     

基于WAMS的电力系统广域SVC阻尼控制问题

随着全国联网战略的实施,远距离大功率互联的工程实例越来越多.低频振荡己成为限制区域联络线输送功率大小,甚至影响互联电网安全稳定运行的主要因素之一.SVC作为一种应用较广的FACTS装置,其主要功能是通过可控的并联补偿维持系统的电压水平,且随着同步相量测量单元(PMU)在电力系统中的广泛应用,广域测量系统在国内外工程应用也更加突出.本文针对现有利用广域测量信号为输入设计SVC的附加阻尼控制(PSDC)阻尼区域间低频振荡的问题的方法进行了归纳,并对提出了在设计时需要解决的相关问题及展望.     

基于WTSD-EMDLPF的低频振荡信号降噪

针对电力系统低频振荡信号监测易受环境、设备等噪声污染问题,提出联合小波阈值软降噪和经验模态分解低通滤波的降噪方法,称之为WTSD-EMDLPF。首先,通过小波阈值软降噪滤除大部分白噪声,再利用经验模态分解低通滤波去除经验模态分解的首个固有模态分量以进一步减弱残余噪声,最后合成余下固有模态分量,重构低频振荡信号。运用数值信号算例、IEEE四机两区域系统产生的有功功率低频振荡信号算例仿真以及北美电网实测数据的降噪实验分析,证明WTSD-EMDLPF对低频振荡信号降噪的有效性。     

温度对表面等离子体振荡传感器的作用

本文采用棱镜型角度检测的方法,对表面等离子体振荡传感器进行精密检测.首先从理论上分析了温度对棱镜型表面等离子体传感器的作用机理,并根据机理进行了实验系统的设计.基于所设计的棱镜型角度检测SPR装置,研究了温度对表面等离子体振荡(SPR)共振角度的影响.实验给出了表面等离子体共振角度随被测液体温度的升高而下降的数值结果,斜率为-7.843×10-3/℃,并证明了温差控制对光传感技术中表面等离子体振荡(SPR)技术的实用化的重要性.     

四方折叠梁声子晶体低频带隙特性研究

提出一种二维四方折叠梁声子晶体结构,通过有限元仿真分析该结构的低频带隙特性和几何参数影响,阐述多重共振耦合机理。结果表明:二维四方折叠梁局域共振型声子晶体的几何尺寸即四方折叠梁宽度的增大,可以导致带隙变窄,甚至消失。折叠梁、基体材料和谐振子连接处的几何尺寸对带隙的影响具有一致性,其尺寸的增加仅可以使第一带隙向低频移动。大原胞的不同排列组合可以打开或者关闭低频带隙。设计思想丰富了声子晶体低频带隙相关理论,可为其相关结构设计提供一定的理论指导,在超低频频率范围内的多共振现象说明该声子晶体结构在低频能量回收方面有潜在的应用价值。     

悬丝支承摆式加速度计低频振荡故障分析

针对悬丝支承摆式加速度计的输出低频振荡故障问题,文中通过故障树图进行了机理分析和试验验证,得出了输出低频振荡是由产品摆组件上两个焊丝片焊接的悬丝不共线导致了摆轴和输入轴的交叉耦合系数过大所致的结论,并提出了解决措施。     

一种考虑时延的双气泡耦合振荡模型

基于单气泡Keller-Miksis振荡方程,在考虑时延的情况下,建立了一种双气泡耦合振荡计算模型。该模型将气泡振荡的周期分成若干份,初始扰动引起第一个气泡的半径在极短时间内变化而产生振荡并辐射声压,声压在传播一定时间后作用到第二个气泡,第二个气泡同样在短时间内做耦合振荡并反馈到第一个气泡,然后重复此过程。利用数值仿真在此模型的基础上分别研究了气泡振幅、半径、间距等参数对耦合振荡的影响。结果表明:初始扰动越大、两个气泡半径越接近,气泡耦合效应越明显;初始半径和平衡半径较大的气泡对耦合振荡有显著影响,振荡的频率向低频移动;气泡间距越大,耦合效应越弱;在某个特定距离处,气泡耦合效应的阻尼会异常减小或者增大。