混流式水轮机调节系统的建模与非线性动力分析

为深入探究混流式水轮机调节系统的非线性本质,在发电机组额定工况运行时有小波动的情况下,考虑水轮机及发电机的非线性特性,建立了一个新的水轮机调节系统非线性数学模型.在此基础上通过分岔图、时域图、相轨迹图及Poincare图分析了水轮机调节系统在压力管道流量变化、电网频率扰动以及负荷变化3种情况下的复杂非线性动力学特性.通过数值模拟得到了系统在稳定、临界及失稳情况时调节器的参数范围,并且得出当参数远离分岔点时有利于水轮机调节系统的收敛与稳定,为保证系统安全稳定地运行提供了理论依据.     

电网电压不平衡时双馈感应发电机的运行特性

分析了电网电压不平衡理论,建立了电网电压不平衡时双馈感应发电机在正、负序参考坐标系下的数学模型,在此基础上,推导出了电网电压不平衡时双馈电机输出功率、电磁转矩以及网侧变频器电压和电流方程,研究了电网电压不平衡时双馈感应发电机的运行特性.研究表明,当电网电压存在负序分量时会导致双馈电机的电磁转矩存在2倍频波动,定子输出有功功率中有偶数次频率的波动,交直交变频器的网侧变频器的交流侧产生奇数次谐波,而直流侧电容电压产生偶数次纹波分量.仿真结果证明了理论分析的正确性.     

自动跟踪同期控制的反标架正规化设计与研究

论文采用了反标架正规化多变量控制系统设计方法,利用人机对话计算机辅助设计技术,对某冲击发电机组的调速起动及自动跟踪同期闭环控制系统进行了控制器设计。仿真结果表明,所设计的控制系统跟踪迅速,超调及静差很小,并能较好地满足机组自动跟踪同期时的鲁棒性要求。系统还实现了发电机电压与转速的解耦调节,使机组在电网电压、频率波动情况下仍能快速而平稳地跟踪同期。     

电网电压偏差对水轮发电机转子温度场的影响

研究了电力系统电压发生偏差时对水轮发电机转子温度场的影响．以一台水轮发电机为例,给出了水轮发电机电磁场数学模型,计算了电力系统电压发生偏差时气隙内磁感应强度值,在此基础上计算了转子的附加损耗．并建立转子温度场的数学模型,把转子的附加损耗考虑到转子温度场的数学模型中,采用三维等参元计算了电网电压偏差时的转子温度场．研究了电网电压升高或降低时转子温度场的变化情况．     

新型交流励磁直驱风力发电机的空载特性

为解决现有双馈异步风力发电机低风速段运行范围窄和直驱永磁风力发电机励磁不可控的问题,提出一种新型的采用交流励磁的直驱式风力发电机.利用已经设计的发电机参数,推导新型直驱交流励磁风力发电机的数学模型,同时利用MATLAB的Simulink功能建立发电机空载模型.结果表明,励磁频率、定子频率及转子机械转速频率间存在线性关系;发电机机械转速在低风速段时,通过调节励磁频率和励磁电流,发电机仍能输出额定电压,最终增加了发电机的运行范围.     

考虑频率电压空间分布特性的电网实时减载及负荷恢复策略

由于网络架构、机组参数和负荷特性等多种因素的影响,故障后电网各节点的频率电压表现出一定的空间分布特性,因此在不同节点实施稳控措施和负荷恢复策略对系统稳定性影响存在差异.同时,应考虑频率、电压、有功及无功等多种强耦合性电气量的交互作用对负荷减载或恢复过程的影响,以提高负荷调节效果.在此背景下,提出一种新的基于负荷控制灵敏度指标的低频低压减载及负荷恢复策略,该方法综合考虑频率电压的空间分布特性以及各种耦合电气量的交互特性.基于实际省级电网的时域仿真表明:在负荷减载和恢复阶段,根据负荷控制灵敏度指标的负荷调节策略均有利于电网稳定性提升.     

改善风电场电压波动水平的风电机组附加调差系数优化整定研究

随着风力发电的大规模并网,风电场内的无功电压问题日益突出。将同步发电机组的励磁系统调差系数的概念引入风电机组的无功电压控制中,以提高风电场内部电压水平为目标,以发电机的安全运行极限和电网潮流为约束,以风电机组的附加调差系数为控制变量,建立了提高风电场内电压水平的风电机组附加调差系数优化整定模型,采用准蒙特卡洛方法,提出了风电机组附加调差系数优化设置策略。选取吉林地区某个含有58台DFIG的风电场进行分析。结果表明,对DFIG的附加调差系数进行合理整定可以充分发挥双馈风机的无功调节能力,有效改善风电场内部的电压波动。     

河北红松风电场接入电网稳定性问题浅析

随着大批风电场的建设,风电机组在电网中所占比例越来越高。由于风力发电机组的可控性远弱于火力发电机组和水力发电机组,所以给电网带来了许多新的技术问题,尤其是并网风电机组在持续运行和切换操作过程中产生的电压波动和闪变,会对当地电网的电能质量产生不良影响。结合河北红松风电场实际情况,从并网风电机组输出的功率波动、无功功率补偿、电网稳定性等方面出发,分析了风力发电引起电网电压波动和闪变的主要原因,对降低电网电压失稳进行了浅析。     

考虑频率电压空间分布特性的电网实时减载及负荷恢复策略

由于网络架构、机组参数和负荷特性等多种因素的影响,故障后电网各节点的频率电压表现出一定的空间分布特性,因此在不同节点实施稳控措施和负荷恢复策略对系统稳定性影响存在差异.同时,应考虑频率、电压、有功及无功等多种强耦合性电气量的交互作用对负荷减载或恢复过程的影响,以提高负荷调节效果.在此背景下,提出一种新的基于负荷控制灵敏度指标的低频低压减载及负荷恢复策略,该方法综合考虑频率电压的空间分布特性以及各种耦合电气量的交互特性.基于实际省级电网的时域仿真表明:在负荷减载和恢复阶段,根据负荷控制灵敏度指标的负荷调节策略均有利于电网稳定性提升.     

分布式光伏电源对配电网电压的影响研究

分布式光伏电源并入配电网中易导致电压波动甚至越限的问题,对电网安全运行产生不利的影响。针对此问题建立了分布式电源并网引起电压波动的数学模型,并从理论上分析了其产生波动的原因。为了提升电网的安全运行,通过增大短路容量降低电网中电压波动,采用环网结构增大了接入点短路容量。最后,基于Matlab/Simulink建立光伏电源以及IEEE13节点配电网模型,仿真结果验证了环网结构增大了短路容量降低了节点电压波动,利于光伏产业的发展。