判断有功功率振荡的检测方法探讨

介绍了根据发电机组有功功率振荡的性质和特点,一种能够准确可靠的判断振荡是否已经发生的方法。该方法对有功功率振荡能迅速做出正确判断,及时发出警告信号,提醒监控人员注意并采取相应措施,同时还能自动地对发电机组相关控制系统或控制方式进行切换．及时消除已发生的振荡,避免诱发区域电网低频振荡的异常发生,提升电网运行的安全稳定性。     

基于VSC的DCIPC阻尼系统功率振荡及限制短路电流研究

根据相间功率控制器(IPC)和电压源型变换器(VSC)的基本原理、工作特性,将二者结合构成移相环节连续可调的动态可控相间功率控制器(DCIPC)。通过参考电压值对VSC进行调节,进而改变电感和电容支路的注入电压,达到快速连续地改变IPC各支路移相角的目的。分析移相角控制对带DCIPC联络线传输功率的调节作用,以发电机角速度变化作为反馈控制信号设定VSC产生的移相电压,从而实现抑制功率振荡的功能。该控制器电感支路由晶闸管控制电抗器(TCR)代替,电容支路由晶闸管控制串联电容器(TCSC)容性微调模式构成,分析TCR支路感抗和TCSC支路容抗对短路电流的限制作用,以晶闸管触发角作为控制信号设定DCIPC的等值参数,从而实现限制短路电流的功能。以经带DCIPC联络线相连的两机系统为例,验证了所提方法的有效性。     

储能型功率补偿系统的无功功率与动态有功功率解耦控制

为降低柴油发电机组的暂态电压与频率波动,并优化其工作效率,以同步旋转坐标系下的发电机数学模型为基础获得了其输出电压和转速的阶跃响应表达式,证明只对其进行无功补偿难以解决输出电压及转速的动态跌落问题.在此基础上提出储能型功率补偿系统与柴油发电机组相并联的联合供电方案,由储能型功率补偿系统提供无功功率和负载动态变化过程的有功功率从而提高系统的动态电能质量.提出了包括无功功率和动态有功功率参考值的产生方法、有功和无功电流闭环解耦控制策略的总体控制方案,给出了相应的仿真和实验结果,结果表明,加入储能型功率补偿系统后,柴油发电机组的功率因数接近1,不输出无功功率,带动阶跃负载时,其输出电压有效值动态跌落远小于5％,动态电能质量得到显著提高.     

基于VSC的超导储能装置中功率调节系统的设计

针对超导储能装置中基于电压源型变流器的功率调节系统,给出了基于电压源型变流器(VSC)和斩波器(Chopper)的超导储能(SMES)装置功率调节系统(PCS)的主电路拓扑结构和使用占空比表达的PCS低频数学模型,提出了使用非线性变换实现状态方程线性化的方法,通过状态方程的线性化实现有功功率、无功功率及直流侧电压解耦控制的系统设计。Matlab/Simulink环境下系统仿真结果表明,设计的PCS系统控制器对阶跃和正弦波功率指令具有很强的跟踪能力,且直流侧电压有很强的抗干扰能力。     

基于VSC的动态可控相间功率控制器改善系统暂态稳定性的研究

根据电压源换流器(VSC)和相间功率控制器(IPC)的基本工作原理及特性,以VSC代替IPC的移相环节,晶闸管控制电抗器(TCR)代替电感支路,晶闸管控制串联电容器(TCSC)代替电容支路,构建了动态可控的相间功率控制器(DCIPC);基于DCIPC的原理结构,建立了VSC注入电压与联络线传输功率的关系,对无IPC与带IPC的简单系统的功角特性曲线进行分析,说明DCIPC可以改善系统的暂态稳定性机理,确定提高系统稳定的参数可控制范围。针对VSC的移相环节,设计了直流电压外环、输出电流内环的比例-谐振(PR)控制器;搭建了带DCIPC的简化系统模型进行仿真。仿真结果验证了控制器的有效性,并说明通过控制DCIPC中VSC的注入电压,可以改善带DCIPC电力系统的暂态稳定性。     

基于有功功率反馈的异步电机双PWM变频调速系统

介绍了基于有功功率反馈的双PWM变频调速系统,该方法通过整流器和逆变器的功率平衡控制,将逆变器的有功功率直接反馈到整流器的电流环给定上,推导了整流器电流环给定值的计算公式。该方法可以有效抑制直流侧电压的波动,提高系统的抗扰性能及动态反应速度。与常规双PWM变流器的对比试验,表明了该控制方法的有效性。     

动态信号参数及有功功率的小波包计算方法

针对电力系统中广泛存在的非平稳信号,基于两种基本动态信号模型,采用小波包法将电压、电流进行正交小波包分解,利用分解系数计算动态信号的有效值、总有功功率及各子带有功功率.数值仿真实验表明:论文方法可用于计算动态信号的参数和有功功率,精度可达10-4,充分体现了小波包法的实用性.     

基于锁相环的并网VSC暂态失稳机理与控制方法

针对基于锁相环（phase locked loop, PLL）的电压源变流器（voltage source converter, VSC）面临的暂态失稳问题,考虑功率环的影响,对跟网控制型VSC的暂态失稳机理与控制方法进行了全面研究。首先,通过对PLL和功率环进行建模,推导VSC的暂态失稳边界;其次,以电网电压跌落为例,揭示同时考虑功率环和PLL影响时VSC并网系统的暂态失稳机理;然后,提出一种基于d轴重定向的自适应无功控制方法,该方法同时改善VSC功率外环和PLL同步环的暂态稳定运行边界,有效提高基于PLL的VSC并网系统的暂态稳定性;最后,通过硬件在环实验对所提出的暂态失稳机理和控制方法进行实验验证。研究结果表明,功率外环存在时VSC失稳的本质原因是功率环失稳,而非PLL同步失稳。     

基于平均有功功率的单相电路谐波和无功电流检测方法

为解决电网电压畸变时单相电路谐波和无功电流检测问题,本文提出了基于平均有功功率的单相电路谐波和无功电流检测方法.理论分析和仿真验证表明,该方法能够实时检测出单相电路瞬时无功电流、基波无功电流及谐波电流,并且在只检测瞬时无功电流时无需锁相环电路.与基于瞬时无功功率理论的检测方法及有功电流分离法相比,该检测方法概念更清晰、...     

基于结构保留模型的低频振荡功率增量分布计算与分析

基于电力系统结构保留模型,构建了计及详细发电机模型、励磁系统模型和负荷频率特性模型的电力系统状态方程,并利用计算线性化状态矩阵得到的特征值和特征向量,建立了求解低频振荡中的功率振荡增量在网络中的分布的计算方法.计算所用模型均在极坐标下建立,回避了传统方法中繁琐的坐标变换.该方法不仅可以计算低频振荡过程中发电机、支路和负荷处振荡功率增量的分布情况,而且可以分析负荷动态特性对功率振荡的影响.对四机算例系统进行仿真与分析,算例结果表明所提算法在准确地计算各机电振荡模式的振荡功率增量分布情况的同时能够分析负荷频率特性对振荡功率增量分布的影响.     

基于结构保留模型的低频振荡功率增量分布计算与分析

基于电力系统结构保留模型,构建了计及详细发电机模型、励磁系统模型和负荷频率特性模型的电力系统状态方程,并利用计算线性化状态矩阵得到的特征值和特征向量,建立了求解低频振荡中的功率振荡增量在网络中的分布的计算方法。计算所用模型均在极坐标下建立,回避了传统方法中繁琐的坐标变换。该方法不仅可以计算低频振荡过程中发电机、支路和负荷处振荡功率增量的分布情况,而且可以分析负荷动态特性对功率振荡的影响。对四机算例系统进行仿真与分析,算例结果表明所提算法在准确地计算各机电振荡模式的振荡功率增量分布情况的同时能够分析负荷频率特性对振荡功率增量分布的影响。     

考虑频率耦合特性的VSC序阻抗建模

基于序阻抗模型的稳定性理论在并网电压源换流器(Voltage Source Converter,VSC)系统稳定性分析中得到了广泛应用.为了更准确地描述VSC的外部阻抗特征,提高稳定性分析的准确性,文章将锁相环和直流母线的非理想特性引入到VSC序阻抗建模过程中.首先,分析了这二者对序阻抗的影响,指出这二者使得序阻抗中含...     

基于有功功率小扰动分析的动态安全域求解

动态安全域(DSR)的暂态稳定边界可以近似表示为超平面,由此提出了一种DSR的快速求解方法.该方法分别对事故前系统的稳定运行点、事故中系统的故障轨迹和事故后系统的暂态稳定性进行有功功率的小扰动分析,然后依据整个暂态响应过程中状态变量的连续性,将不同阶段的分析结果联系起来,最终推导出了超平面形式的DSR解析表达式.应用暂态能量函数分析给出了注入空间上的实用动态安全判据,以此来量化暂态稳定性指标,从而实现对事故后系统的有功功率小扰动分析.该方法的有效性在New England 10机39节点系统上得到了验证.     

新疆主电网多台发电机有功功率调节装置的作用分析

新疆电网相对独立，频率变化范围大，需要多电厂共同参与调频。提出了一种新的调频方案对其自动发电控制(AGC)系统加以改进，能尽量发挥调频系统中多台发电机有功功率调节（TPR）装置的调节能力，同时可以保证系统稳定、可靠、经济运行。对新方案进行了周密的论证，并在运行实践中验证了其实际效果。     

新疆主电网多台发电机有功功率调节装置的作用分析

新疆电网相对独立,频率变化范围大,需要多电厂共同参与调频。提出了一种新的调频方案对其自动发电控制(AGC)系统加以改进,能尽量发挥调频系统中多台发电机有功功率调节(TPR)装置的调节能力,同时可以保证系统稳定、可靠、经济运行。对新方案进行了周密的论证,并在运行实践中验证了其实际效果。     

动态电压恢复器的最小视在功率控制

动态电压恢复器(DVR)是补偿电压凹陷最有效的装置，控制方式是其技术核心。文中从能量角度提出了DVR的最小视在功率控制方式，该方式在使DVR的视在功率最小的同时，大大减小了DVR的容量、无功功率和注入电压幅值，并降低了DVR的造价，而且控制简单、计算量小，是一种综合性能较好的控制方式。对采用最小视在功率控制时DVR各方面性能的改进做了详细的理论论证。仿真结果验证了理论论证的正确性。     

动态电压恢复器的最小视在功率控制

动态电压恢复器(DVR)是补偿电压凹陷最有效的装置,控制方式是其技术核心。文中从能量角度提出了DVR的最小视在功率控制方式,该方式在使DVR的视在功率最小的同时,大大减小了DVR的容量、无功功率和注入电压幅值,并降低了DVR的造价,而且控制简单、计算量小,是一种综合性能较好的控制方式。对采用最小视在功率控制时DVR各方面性能的改进做了详细的理论论证。仿真结果验证了理论论证的正确性。     

基于改进定有功功率控制特性的VSC-MTDC系统仿真

对基于电压源型换流器的多端直流输电(VSC-MTDC)系统在不同运行状态下的协调控制策略进行了研究。提出了改进的VSC-MTDC系统直流电压—有功功率控制特性曲线,在现有定有功功率控制的调节特性曲线中增加了斜率控制和定直流电压控制,并基于此实现了系统的协调控制策略;推导了环网式接线的VSC-MTDC系统正常运行时各换流站直流侧电压与所传输直流功率的关系式,并给出了各换流站直流电压—有功功率控制特性曲线中拐点处直流电压的计算方法。最后,在PSCAD/EMTDC中分别对不同运行状态下的VSC-MTDC系统进行了仿真,仿真结果表明,该协调控制策略能够满足系统在不同运行状态下的运行要求。     

采用变速恒频机组的风电场有功功率波动对系统节点频率影响的动态评估模型

并网风电的功率波动是由风速的随机性引起的,会影响电力系统的频率质量。为了研究采用变速恒频机组风电场的风电功率波动对电网节点频率的影响,提出了考虑直流潮流、发电机和调速器的动态模型以及采用节点动态频率的定义的评估模型。基于该模型评估了并网风电对主要负荷或传输节点频率所造成的影响,同时考虑了网络结构及发电机和调速器的动态特性等因素,能够适用于多风电输入及多节点频率输出的评估。基于RTDS系统的仿真结果证明了理论的正确性。