基于瞬时频率的保护用振荡建模新方法

现有振荡模型的建立都是通过改变“0- t时间段的平均频率”来实现,不能直接反映系统的实 际运行状态。为解决该问题,提出了一种基于瞬时频率的振荡建模新方法,通过对瞬时频率的变化 在约束条件下进行拟合,能准确地仿真出实际系统的振荡过程,不受“0- t时间段平均频率”的束缚。 利用该方法,建立了一种全过程振荡模型,通过 MATLAB中的电力系统仿真软件包PSB对其振 荡以及振荡中发生故障的情况进行了仿真。仿真结果表明,该模型可以准确反映预先设置的频率 变化规律,非常适合于继电保护的研究。     

电力系统振荡频率的实时估算

探讨了系统平均视在频率及振荡频率的概念。根据系统振荡中心附近的电流特征，分析了实际振荡频率同根据假设的振荡频率估算电流突变量在振荡时输出的不平衡量之间的关系，提出了一种实时估算电力系统振荡频率的新方法, 并分析了随机噪声以及系统运行方式变化对估算精度的影响，提出了相应的改进方法, 同时考证了振荡频率发生变化时，该方法的响应速度。结果表明，该方法不受系统运行方式的影响，具有精度高、速度快的优点。     

计及PMU支路电流相量的状态估计模型

评述了相量量测在电力系统状态估计中的各种应用模型，包括仅采用相量测量装置（PMU）的量测进行线性估计、在非线性估计中加入PMU电压幅值和相角量测，以及把非线性估计和线性估计结合等方案。把PMU量测值直接作为估计值虽然可以降低估计的维数，但不一定有利于估计精度。当前PMU的配置还难以满足可观性要求，故必须将PMU量测与其他量测一起用于状态估计。但在非线性估计中，很难直接利用PMU支路电流量测，特别是其相角量测。文中提出通过量测变换来计及PMU支路电流幅值和相角量测的模型。对各种非线性估计模型的仿真说明该模型的估计精度优于其他方案。     

频率偏移对方向元件的影响分析

方向元件是继电保护功能元件的重要组成部分,方向元件的记忆电压用于保证三相出口故障时的正确动作。通过分析电力系统频率偏移对基于傅里叶算法的电流、电压幅值和相位的影响,对正序方向元件的动作特性进行了探讨。针对频率偏移情况下电力系统故障时方向元件记忆电压存在的问题,给出了合理的解决方案。     

基于傅里叶变换的精确频率测量算法

传统的傅里叶频率测量算法，通过傅里叶算法求出相邻2个周期的相位，采用相位差对采样频率进行修正和迭代，计算量大而精度差。文中根据严格推导得到傅里叶算法计算值的准确数学形式，通过对相位差的三角函数进行分解展开，代入傅里叶算法计算值，即可在不需要计算相位的情况下得到相邻2个周期相位差的准确值，从而得到真实的信号频率。仿真分析结果表明，该算法精度高，计算量小，实现简单，完全适合于微机保护测控类装置的实际应用。     

自适应振荡过程的Ucosφ精确算法

提出了自适应跟踪振荡过程的精确计算方法，这种算法将差分全波傅里叶算法作为数字滤波器对输入信号进行滤波，然后用短数据窗（3点）先算出信号的频率，进而精确计算出信号的幅值和相位。用此算法求出的I>Ucosφ数值精度高，收敛性好，更真实地反映了电力系统振荡过程中发生三相短路时保护安装处电压和电流的变化；因此可以大大缩短I>Ucosφ作为电力系统振荡过程发生三相短路判别元件的动作时间，提高整套保护的性能。数字仿真结果验证了该算法的正确性。     

电力系统强迫功率振荡扰动源的对比分析

电力系统中持续周期性小扰动由于共振可能引起联络线的大幅度强迫功率振荡,扰动源很难发现和捕捉。文中以两机等值系统模型为基础,在机理上研究了原动机功率与负荷两者持续周期性小扰动所造成电网功率振荡的区别,阐述了2种扰动源的不同性质。基于MATLAB对两者引起的电网强迫功率振荡进行了时域仿真分析。结果表明:相同幅值和频率情况下,原动机功率扰动比负荷扰动所引起的电网功率振荡幅值更大,接近其理论放大倍数。原动机功率扰动引起电网强迫功率振荡的可能性更大。该研究结果对理解目前电力系统存在的低频振荡现象具有一定的参考价值。     

单相电路瞬时谐波及无功电流实时检测新方法

为了解决单相电路瞬时谐波及无功电流检测方法算法复杂的问题，对单相电网电流进行了分解，并提出了一种新的单相电路瞬时谐波及无功电流的检测方法。该方法采用与电网电压同频的单位正余弦信号分别与电网电流直接相乘，并经低通滤波后得到电网电流中的瞬时基波有功电流及瞬时基波无功电流，进而得到瞬时谐波电流。对检测方法中锁相环的作用进行了详细的理论分析，指出了其可以省略而简化算法的条件。仿真和实验证明该方法能实时准确地检测出单相电路中瞬时谐波及无功电流，且算法易于实现。     

电力系统频率测量综述

较为全面地综述了国内外在电力系统频率概念及其测量技术方面的研究成果。以观测模 型为依据，探讨了各种电力系统频率概念的异同；针对频率测量的目的，提出测量的基本要 求；以测频主算法的数值特征为线索对历史上各种测量算法进行了系统的分类与评述；讨论 了测量的硬件实现及其测试；最后对电力系统频率测量的发展趋势提出看法。     

基于混合量测的电力系统线性动态状态估计算法

针对当前电力系统中广域测量系统（WAMS）和数据采集与监控（SCADA）系统并存的现状，利用量测变换技术，将SCADA系统下支路功率量测和节点注入功率量测转换为等效的电流相量量测，并与WAMS组成混合量测系统，在此基础上提出了直角坐标系下的线性动态状态估计算法。该算法采用Holt两参数线性指数平滑技术，结合线性定常系统Kalman滤波原理，实现了系统状态的预测和估计。该算法具有常数雅可比矩阵，从而大大减少了动态状态估计的计算时间，保证了动态状态估计的计算精度。通过IEEE 14节点系统的仿真结果，验证了该算法的有效性和优越性。     

抽水蓄能机组调速器测频的研究

分析了水轮机调速器测频环节的各个方面,包括测频原理、测频方法、测频信号来源、测频冗余等;最后介绍了桐柏抽水蓄能电站调速器有关测频方面的硬件、软件配置与设计,希望能对调速器测频的研发、设计等提供一定的参考意见。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制(二)电网负荷频率控制仿真研究

在现代电力系统中，水轮机调速器已成为水轮机控制系统的控制核心。文中叙述了水轮机调速器与电网负荷频率控制之间的关系，分析了调速器在电网一次调频、二次调频中的作用、静态特性和动态特性；通过建模、仿真及现场试验，提出了机组并联于大电网工况下的调速器PID参数整定范围和应有的机组功率控制模式。     

互联电网中区域调频责任及其分配方式

鉴于目前互联电网不能保证公平分配区域一、二次调频责任，提出一种更加合理的区域调频责任分配方式。该方式结合国内频率偏差系数设定方法，以保证频率质量和公平分配区域调频责任为目标，通过合理确定系统总的频率偏差系数及公平分配各区的频率偏差系数，实现自上而下地对各控制区安排一个更加合理和理想的二次调频特性。同时，为规范和改善区域一次调频能力，要求各区一次调频能力应达到该区被指定的二次调频责任，进而实现区域一、二次调频责任的公平分配。由此频率偏差系数被赋予了一个新功能:通过合理整定各区频率偏差系数，使得频率偏差系数不仅能够规范和约束区域的二次调频特性，同时可成为引导和改善区域一次调频能力达到目标要求的指挥棒。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制

在现代电力系统中，水轮机调速器已成为水轮机控制系统的控制核心。文中叙述了水轮机调速器与电网负荷频率控制之间的关系，分析了调速器在电网一次调频、二次调频中的作用、静态特性和动态特性;通过建模、仿真及现场试验，提出了机组并联于大电网工况下的调速器PID参数整定范围和应有的机组功率控制模式。     

一种基于离散傅里叶变换的频率测量算法

对一种基于离散傅里叶变换（DFT）的频率测量算法进行了分析，该算法认为信号的频率偏移量在邻近的2个周期保持不变，因此在信号频率变化较快时频率计算误差较大。针对此问题，提出了一种改进算法。在计算频率偏移量时，除原方法外，还考虑了频率变化率带来的相邻周期相角差的影响。给出了2种方法以获得该算法所需要的信号频率变化率:一种是利用前次计算所得到的频率变化率，另一种是利用相对固定的频率变化率。仿真计算结果表明，改进后的算法具有较好的频率及频率变化率测量精度。     

基于S7-200 PLC的调速器频率测量单元开发

基于可编程序控制器(PLC)的水轮机调速器，受PLC内部高速计数器最高计数频率的限制，频率测量大多通过PLC外部单元来实现。通过对调速器工作原理及传递函数的分析，根据调速器动态特性、静态特性对频率测量的实时性和精度要求不同的特点，应用西门子公司S7-200 PLC CPU226基本单元中内置的高速计数器以及相应的外围电路，实现了水轮发电机组频率的测量。在满足技术要求的前提下，提高了调速器整机可靠性，降低了成本。     

水力机械运行中的拍振和共振问题探讨

拍振和共振是常见的自然现象,对水力机械稳定运行危害很大,但在对其研究中存在将二者混淆和对部分虚假拍振信号辨识不清等问题,需深入探讨。本文首先介绍了拍振波的基本原理,通过对几种特殊情况的分析说明了拍振波的拍振频率和幅值范围,并在分析拍振波本质特征、共振基本特征、扰动频率和固有频率差别的基础上进一步论述了拍振和共振的区别,提出了扰动频率和系统固有频率接近不会产生拍振、两个不同的扰动波即使频率相同也不可能产生共振等新见解;其次,本文还分析了采集信号不健全和高频载波两种虚假"类拍振波"的产生原因,提出了提高信号采集频率避免类拍振波和依据拍振波本质特征辨识拍振波的简单方法。     

基于正多面体算法的水文频率自动计算研究

基于正多面体算法能有效地解决包括带约束的非线性规划的最优化问题在内的各种类型的优化问题,将正多面体方法引入到水文频率计算领域,用来自动获得皮尔逊Ⅲ型分布3个参数E(X),Cv,Cs的最佳估计值,使经验点据尽可能地接近理论曲线,从而取代目估适线,实现了频率参数的自动优化.以洛阳地区水资源评价为例,验证了本文方法在理论和应用研究中取得较好的效果.     

贵阳南部电网“7·7”事故的仿真反演和分析

针对2006年7月7日贵阳南部电网事故，根据实际系统，用NETOMAC程序建立了原动机、调速器和汽轮发电机过速保护的详细模型，采用实际系统能提供的参数，缺省参数则通过参照典型数据和现场试验获得。在此基础上，对故障进行了仿真反演和研究，仿真结果较为成功地模拟出了整个故障过程。并就此进行了进一步的研究性仿真，发现并论证了孤网故障高频的主要原因是对机组一次调频速率不合理的限速设置，提出了抑制高频稳定系统的措施。文中研究说明了目前电网存在频率稳定的安全隐患，大电网孤网高频稳定问题亟待深入研究。     

特大值处理对频率计算结果影响分析

为研究特大值处理对频率计算结果的影响,通过对官寨水文站实测资料进行频率计算,对其中一次较大洪水的考虑,采用了不同方法进行处理,再运用皮尔逊Ⅲ型曲线进行配线,得到设计频率下的设计洪水值,并对所得结果进行对比分析,以说明较大洪水视为特大洪水与否对工程设计的影响,从而给水文工程设计者提供较为合理的建议。