风火打捆外送系统220 kV电网次同步振荡监控策略研究

我国新疆等西北地区采用风火打捆外送系统将电能输送至用电紧缺的地区,但是由于系统网架结构相对薄弱等特点,经常发生无规律的次同步振荡。基于以往对风电场群次同步振荡监控策略的研究,当风电场群次同步振荡发生漏监时,通过对谐波产生原因及传播路径的分析,在最佳监控点220 kV电网处构架了由PMU等装置组建的监视系统,并提出分轮分级次同步振荡安全控制策略。最后,将监控策略应用于新疆麻黄沟地区,通过对振荡前后采样值波形图对比分析,验证了该策略的可行性。     

基于余弦自卷积窗的高精度介质损耗角测量算法

介质损耗角(dielectric loss angle,DLA)是高压电容器件预防性试验的重要组成部分,实现DLA的精准测量对电力系统稳定运行具有重要意义。在非同步采样和非整数周期截断情况下,利用加截断窗插值算法来提高快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)检测DLA的精度;在分析余弦窗函数频谱特性的基础上,提出通过卷积运算并以8项余弦窗为母窗构造余弦自卷积窗(cosine self-convolution window,CSCW)函数;再基于双谱线插值算法原理,推导出2阶CSCW函数的双线插值校正公式,并由此提出了高精度DLA测量方法,精度对比实验表明,该算法能高精准地提取信号相位参数。最后,将加CSCW双谱线插值FFT算法应用于电容型器件的DLA测量,验证了算法的有效性和高精度。     

新能源汇集地区广域次同步振荡监测系统研究与构建

新能源汇集地区广泛使用的电力电子设备容易产生大量次同步谐波,引发电力系统次同步振荡现象。为了实时监测及收集次同步振荡信息以研究振荡产生机理和控制方法,提出基于次同步谐波传播通道的PMU、SMU子站部署原则,将子站与WAMS主站呈辐射型互联构建广域次同步振荡监测系统。最后,将系统应用于新疆哈密地区后能实时精准、有效地监测到大量次同步振荡信息,直观地展示了次同步振荡的动态发展过程,为后续研究提供数据基础。     

基于组合型算法的风电并网地区电压闪变参数识别

针对矩形波调制下的闪变信号模型,提出优化能量算子以改善闪变包络提取精准度。将最大旁瓣衰减速率（MSLD）截断窗作为原始母窗,通过卷积运算构造频谱性能突出的MSLD自卷积窗（MSLD-SCW）函数。基于谱线插值原理推导出2阶 SCW函数的参数修正公式,据此实现闪变幅值与频率参数的处理与识别。与对照组算法的仿真结果表明,研究组在单频调制、多频调制、含有整数次谐波与次/超同步分量、基频波动及含高斯噪声等工况下,均保持较高的两大闪变包络参数识别准确性。最后,将组合优化算法应用于新疆某地区实际电网闪变参数识别,验证其工程实用性。     

风电汇集地区次/超同步谐波分析方法研究

对频域特性良好的Blackman窗和4项3阶Nuttall窗做卷积运算得到混合卷积窗函数,并推导出三谱线插值修正公式。基于全相傅里叶变换(apFFT)的相位不变性,利用峰值频点附近最大与次大幅度谱比值,提出Hanning双窗apFFT双谱线插值参数分析算法。因加混合截断窗插值FFT的频率与幅值参数分析误差较低,apFFT可以精准获得相位谱信息,由此提出一种组合型次/超同步谐波参数分析算法。仿真对比实验证明,所提算法在稳态与非稳态下均能有效且精准地实现谐波参数分析。最后,将该算法应用于风电并网模型风电场电流频谱分析及新疆哈密地区次/超同步谐波分析,验证其有效性。     

基于双窗apDFT的高精度电容器介损角辨识算法

介质损耗角(dielectric loss angle,DLA)是反映电力电容器质量的重要特征参数,精准地实现DLA辨识为电容器的早期故障诊断提供可靠数据支撑.当采样频率存在偏差或电网频率波动时,采用离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)对DLA进行辨识会因频谱泄露和栅栏效应而降低测量精度.提高DLA辨识精度的根本途径在于改善采样信号的频谱泄露效应,故采用三角自卷积窗(triangular self-convolution window,TSCW)函数对数据进行全相位预处理,对新形成的数据段分别进行DFT得到全相位DFT(all-phase DFT,apDFT)谱分析结果.进而,利用改进的时移相位差法对谱分析结果进一步校正,再从中提取电压和电流相位差而得到精度更高的DLA辨识算法.由于该算法克服了各次谐波对基波的干扰,因而比传统加窗插值DFT的DLA辨识算法精度更高.仿真对比实验表明,该算法能实现对DLA的准确辨识且受噪声、频率偏移等干扰的影响较小.最后,将算法应用于实际电路的DLA辨识,验证了算法的有效性和高辨识精度.     

基于能量算子和最大旁瓣衰减自卷积窗函数频谱校正的电压闪变参数识别技术及其在风电场的应用研究

风力发电并网和电力电子技术的广泛发展与应用,造成的电压波动与闪变已成为当前智能电网不容忽视的问题。针对人眼更为敏感的矩形波调制下的电压闪变模型,该文提出改进能量算子和加截断窗谱线插值快速傅里叶变换(FFT) 的闪变包络参数识别法。通过优化能量算子采样间隔实现电压波动分量准确提取,以改进的最大旁瓣衰减速率(MSLD)6项组合余弦窗为母窗构建频域性能优良的MSLD自卷积窗(MSLD-SCW)函数,推导基于新型2阶 MSLD-SCW函数谱线插值校正公式,据此实现矩形方波调制的闪变参数识别与分析。仿真结果表明,优化改进算法在单频矩形方波调制、多频方波调幅波调制、含有谐波与次/超同步间谐波干扰、基频变动及含有噪声等干扰源背景下,相较于传统检测算法均保持较高准确性。最后,将优化算法应用于新疆某地区电网电压闪变识别,验证其有效性。