多机系统发电机组强励电压倍数优化配置算法

提高发电机组的强励电压倍数可以提高多机系统的暂态稳定性,因此研究了多机系统发电机组强励电压倍数优化配置算法。建立多机系统的单机无穷大母线模型,定量计算了系统的暂态稳定裕量。分别建立无刷励磁方式和静止励磁方式下,强励电压倍数对系统暂态稳定裕量的影响模型,基于影响模型提出多机系统发电机组强励电压倍数优化配置算法。多机系统发生单一故障时,该算法优先提高暂态稳定边际成本低的机组的强励电压倍数;多机系统发生多故障时,该算法优先提高概率暂态稳定边际成本低的机组的强励电压倍数。利用所提算法,对IEEE 3机9节点系统和新英格兰系统的强励电压倍数进行了优化配置。仿真结果表明,在该配置方式下,系统的暂态稳定性优于其他配置方式。     

考虑发电机性能差异性的励磁顶值电压优化配置方法

发电机强励紧急控制配合具备高顶值电压的励磁系统,可充分发挥机组强励功能,改善电网暂态稳定性。发电机励磁系统通常按照统一标准设计,无法兼顾实际故障下机组能够发挥的不同调节性能。考虑调节性能差异性后对发电机实施差异化控制或差异化配置控制参数,可有效优化网源协调性。提出一种考虑机组性能差异性的励磁顶值电压优化配置方法,利用系统暂态稳定裕度指标相对机组励磁顶值电压的灵敏度衡量不同临界机的调节性能,根据灵敏度大小对临界机组励磁顶值电压进行差异化配置。在修改的10机39节点交直流混联系统中,仿真研究表明:差异化配置励磁顶值电压能较好改善系统暂态稳定性,提升区域联络线输送功率,严重故障冲击下对系统暂态稳定性提升作用更显著。     

发电机过励限制网源协调性能优化技术

主流励磁调节器厂家在设计过励限制反时限功能时,均依据发电机额定工况下的转子过流能力进行整定,导致系统发生故障时无法充分发挥机组的强励潜能。根据电机暂态温升理论推导得到大型汽轮发电机转子短时电流变化量与温升的关系式,进而求得发电机转子在不同负荷下的过流能力。在此基础上,提出了充分考虑发电机在不同负荷下真实过流能力且具备二次强励功能的励磁调节器过励限制反时限优化设计及实现方案,采用励磁电流计算转子温升变化量代替原来的励磁电流变化量整定反时限时间,在保障发电机安全的前提下,可最大限度地发挥机组对电网的无功支撑能力,提升电网在故障情况下的暂态稳定性。基于PSASP软件的仿真算例结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

发电机励磁系统强励功能分析与核算

分析了发电机励磁系统强励功能和作用,发电机强励的动作过程及过励限制、顶值限制和相关保护的配合方式。对浙江电网发电机励磁系统强励核查过程中发现的主要问题进行了分析,提出发电机实际强励能力的核算方法和强励功能核查工作的重点,以确保发电机强励功能的实现。     

330MW机组励磁强励功能与滑环安全的完善

对某厂330MW机组励磁调节器在按照强励限制曲线的转子电流和动作时间检验时,应报强励限制而没有报,不满足DL/T843《大型汽轮发电机励磁系统技术条件》和DL/T650《大型发电机自并励静止励磁系统技术条件》的有关规定问题,在励磁调节器屏柜下方加装3个压板,当任意一个可控硅整流柜故障时,退出相应的压板,即可实现强励功能;采用母排极性移位接引方法防止发电机滑环负极电离腐蚀,满足了规程要求,提高了励磁系统运行的安全可靠性。     

大型发电机自并励系统强励倍数计算

本文对大型汽轮发电机自并励系统如何计算强励电压倍数进行了分析.计算表明,自并励系统以机端额定电压计算强励电压倍数,其暂态稳定及电压稳定的性能已相当于或优于交流励磁机整流器励磁系统,因此参考(2)规定以额定机端电压计算自并励系统的强励电压倍数.     

发电机励磁系统强励指标与试验

发电机励磁系统强励指标是影响电网暂态稳定性的重要因素.介绍发电机励磁系统强励试验的性能指标和试验方法.通过实例进行了强励指标计算,与空载和仿真计算结果对比,负载试验所得顶值电压倍数略大于空载计算结果,其响应时间基本相当.     

柔性励磁提升受端电网暂态稳定特性研究

目前同步机采用的传统励磁系统暂态强励能力有限且无法有效维持,而柔性励磁系统能有效提升机组的暂态强励顶值,并通过直流母线电压的控制维持其故障期间及故障清除后的强励能力,因此针对关键机组应用柔性励磁系统以提升局部电网暂态稳定特性进行了研究。介绍了柔性励磁的硬件拓扑结构及控制方法,分析提升机组暂态稳定特性的柔性励磁控制目标。在存在暂态稳定问题的受端实际电网有针对性地对关键机组进行柔性励磁应用,并在仿真中验证应用实施后该电网暂态稳定提升效果。结果表明,有限的关键机组应用柔性励磁后,能有效提升电网的暂态稳定特性。     

大机组静态自并励励磁系统的短路电流特性分析

分析了 6 0 0MW机组全静态自并励励磁系统在发生机端三相短路时的暂态过程 ,得出自并励发电机短路电流在短路初始衰减比他励发电机慢 ,而后期又快 ,故而影响暂态过程中发电机的强励能力的结论 ,提出了应对的措施。     

同步发电机叠加强励励磁系统的强励特性分析研究

研究同步发电机叠加强励励磁系统的强励能力,建立叠加强励励磁系统的仿真模型,并与传统自并励励磁系统进行对比分析,然后构造具有叠加强励励磁系统的发电机35 kV电缆输电线路模型。仿真分析结果表明叠加强励励磁系统的强励能力优于传统自并励励磁系统,且强励过电压不会对发电厂输电电缆绝缘造成影响。     

励磁起励对直流电源影响的研究和整改措施

自并励励磁系统水轮发电机机组励磁起励控制回路方式一般采用交流电源起励、直流电源起励和残压起励,起励控制回路的合理设计有利于发电机机组的可靠起励。由于直流电源起励有利于发电机的黑启动,因此很多自并励励磁系统水轮发电机机组励磁起励控制回路方式选择直流电源起励,但是直流电源起励的控制方式会消耗大量直流电能,给直流电源造成较大冲击和谐波干扰,威胁直流电源、继电保护及安全自动装置及其他设备的安全运行。某发电公司在对机组进行增容改造的过程中,自并励励磁系统水轮发电机机组励磁起励时对厂站直流电源系统生产的大冲击和谐波干扰,造成该发电公司35 kV一条线路断路器和故障录波装置开入量误动。针对此次事故,开展原因排查、试验和事故分析,提出了整改措施并实施,保障设备的安全稳定运行。     

电力系统暂态稳定性闭环控制（七）——实现方案与控制效果

给出基于广域测量系统的暂态稳定性闭环控制系统实现方案,该闭环控制系统应用实时测量信息,依据系统相轨迹几何特征,实测、预测暂态不稳定并实时计算、分配切除超前机组,实现电力系统暂态稳定性的闭环控制。讨论了闭环控制系统的系统结构框架和物理实施条件,包括系统控制主站、发电厂子站的功能和软件流程图,以及子站与主站间的配合。IEEE 39节点系统和三华电网系统仿真表明,在单一重大扰动、连续重大扰动及前期控制作用下,所提方案都能对暂态稳定性作出准确预测,并对将要失稳的系统施加有效、经济的切机控制。     

太平湾发电厂发电机励磁方式改造及实践应用

发电机励磁系统是保证其可靠运行的重要系统,应满足正常工况下维持机组电压静态稳定性,提高发电机动态稳定和暂态稳定,发电机事故时对转子绕组迅速灭磁要求,以保护发电机安全。介绍了太平湾发电厂机组励磁系统改造为具有励磁变压器的自并励系统的过程,阐述了改造必要性、相关设备选择、机组动态稳定计算和投运试验过程。     

考虑励磁误强励的高温气冷堆发电机过电压保护及励磁系统配置

励磁系统误强励对发电机本体、励磁系统及电网安全稳定运行都具有极大的危害,本文对自并励励磁系统空载及负载情况下误强励的影响进行介绍,对高温气冷堆核电站示范工程在最严重的空载误强励情况下的灭磁能力及发电机过电压保护进行了分析,建议修改发电机过电压保护出口方式及增设发电机空载过电压保护,可有效防止励磁系统误强励而造成的设备损坏。     

柔性励磁系统的强励协调控制策略

为了提升电力系统暂态稳定性,根据等面积法则,提出了一种柔性励磁系统强励协调控制策略。当通过故障时增大直流侧电压的方法增大励磁电压顶值,提升系统强励能力,解决了现有柔性励磁系统强励能力受限于直流侧电压的问题。采用以直流侧电压平方值为控制量的线性化间接电压外环控制和基于合成矢量的无电感电流内环控制,提升电压外环动态响应能力,降低网侧电感对控制效果的影响,保证直流侧电压快速响应能力,提供更好更强的强励效果,实现强励协调控制。最后,基于柔性励磁的单机无穷大系统进行了仿真分析,验证了本文所提控制策略的有效性及其相对于传统控制方法的优异性。     

暂态稳定分析典型励磁模型仿真研究

在电力系统运行中,发电机励磁系统的电压调节特性和强励性能对整个系统的稳定运行有重要影响,为深入认识该特性和与之相关的影响因素,以IEEE Std 421.5-1992标准推荐的交流励磁机励磁系统和静止励磁系统为基础,构建了单机-无穷大网络数值模型和励磁控制数值模型,交流励磁机励磁系统主要包括AC1～AC6 6种模型,静止励磁系统主要包括ST1～ST3 3种模型。励磁系统主要考察发电机在额定转速解裂运行方式下的90%额定电压起励特性、10%阶跃响应特性和在并网额定运行方式下三相短路故障后的励磁电压动态调节特性,比较了不同励磁模型在相同工况下的控制品质和对系统稳定运行的影响,分析了励磁强励特性的影响因素。     

风电机组对电力系统暂态稳定性影响分析

风电机组作为环境友好型发电的最大来源在电网中的规模日益扩大,必将影响电力系统的稳定性。文章首先对比了恒速异步(CSWT),双馈变速(DFIG)及直驱同步(DDSG)等市场上广为应用的三种风电机组的结构,分析了各个机组的降阶数学模型;通过一款基于Matlab的电力系统分析工具箱PSAT研究了不同故障持续时间下的风电机组暂态稳定性和系统暂态稳定性,对三种机组及其系统的暂态稳定性进行了分析对比;最后讨论了风力发电机组参数对机组暂态稳定性的影响,得知,发电机参数Rr的增加和Xr、Xs的减小有利于恒速风电机组暂态稳定性的提高,Xm、Rs对机组暂态稳定性影响不明显。     

双馈风电机组故障行为及对电力系统暂态稳定性的影响

由于双馈风电机组具有不同于同步发电机的运行特性,且不同型号双馈风电机组在实现故障穿越时采用不同的控制策略,造成大规模风电并网的电力系统暂态稳定性发生变化。文中通过对双馈风电机组控制特点及故障行为的深入研究,指出双馈风电机组的故障行为由故障穿越运行控制策略决定,并给出其等效外特性。基于等面积定则定性分析了双馈风电机组接入单端送电系统后,其故障行为对系统暂态稳定性影响的机理。在理论分析基础上进行了时域仿真验证,仿真结果表明,故障期间减小双馈风电机组有功给定值、增加无功注入控制比例系数有利于系统的暂态功角稳定性,故障清除后有功恢复控制对系统的暂态功角稳定性影响不大,验证了所提理论分析的正确性。     

风电场接入新疆某地区电网暂态电压稳定性研究

基于电网网络特性和三相短路故障等因素,通过对普通异步风力发电机和双馈风力发电机风电场接入新疆某地区电网的仿真计算,得出了风电场暂态电压极限功率,分析了系统的暂态电压稳定性。根据仿真结果可以得出,短路容量大的系统暂态电压稳定性越强;双馈风力发电机组能够通过转子变频器进行无功电压调节控制,所以在三相短路故障时其暂态电压稳定性比普通异步风力发电机组更稳定。     

改善基于双馈感应发电机的并网风电场暂态电压稳定性研究

提出了改善基于双馈感应发电机的并网风电场暂态电压稳定性的措施以实现风电场的低电压穿越(low voltage ride through, LVRT)功能。目前，大部分基于双馈感应发电机的变速风电机组不具有故障情况下的暂态电压支持能力，当电网侧发生严重短路故障时，风电场的暂态电压稳定能力会影响到电网安全稳定。该文在DIgSILENT/PowerFactory中建立了具有暂态电压支持能力的变速风电机组转子侧变频器控制模型及用于故障后稳定控制的桨距角控制模型，通过包含风电场的电力系统仿真计算验证了模型的有效性及其对风电机组和电网暂态电压稳定性的贡献。仿真结果表明，当电网侧发生三相短路故障时，风电机组转子侧变频器暂态电压控制能够控制风电机组发出无功功率支持电网电压；桨距角控制能有效降低变速风电机组机械转矩，避免出现风电机组超速及电压失稳。得出结论：采用变频器暂态电压控制及桨距角控制能够改善基于双馈感应发电机的并网风电场的暂态电压稳定性，确保风电机组低电压穿越(LVRT)功能的实现及电网安全稳定。