频域转矩分析方法的数学实质及适用性判据——LOEC输入功率信号处理方法讨论

结合特征值计算，探讨了应用频域转矩方法分析线性最优励磁控制(LOEC)过程中电磁功率信号两种处理方法的异同。应用选择模式分析（SMA）方法的基本思想，发现并证明了频域转矩分析的数学实质为对应特征值函数的近似处理，其适用条件取决于文中所提出的迭代过程的收敛性。上述结论通过一个实例计算得到了验证。     

LCI驱动同步电机调速系统中转矩脉动的工程计算方法研究

LCI(Load Commutated Inverter)驱动的同步电机调速系统在大容量的调速场合仍有着广泛的应用,而谐波电流引起的脉动转矩是这类系统中不可忽视的一个问题.在计算脉动转矩时,传统的时域方法存在着计算速度慢,收敛困难,不易得到转矩的频谱分布等缺点.本文提出一种计算LCI驱动同步电机调速系统脉动转矩的工程方法,从频域的角度出发,应用开关函数调制理论建立了晶闸管三相桥及整个六脉渡LCI驱动同步电机调速系统的数学模型.基于该模型可以求得系统中各次电流谐波的精确值,进而可以求出电磁转矩及其频谱分布.针对一般的调速系统,对上述模型进行了简化,保证了系统精度,并提高了运算速度.计算结果证明该方法与传统时域方法相比,具有很高的精度,并可以大大提高计算速度.     

应用飞轮储能系统阻尼电力系统低频振荡

飞轮储能系统(FESS)具有独立的有功和无功功率调节能力,通过适当的控制策略补偿系统振荡功率,能快速平息振荡,达到抑制低频振荡的目的.文中应用阻尼转矩法从理论上分析了FESS阻尼系统低频振荡的机理,并在此基础上提出FESS最佳安装地点、阻尼控制器回路、反馈信号的选择及附加阻尼控制参数整定的解决方法.以4机系统为例,特征值计算和时域仿真都表明了分析结果的正确性.     

自动发电控制振荡中元件与控制环节的阻尼特性分析

电力系统中的有功频率控制过程包含一次调频环节和自动发电控制(AGC)环节,频率振荡中与AGC环节强相关的振荡被称为AGC振荡。为研究不同的有功频率控制过程对于AGC振荡的阻尼贡献,将阻尼转矩法应用到AGC振荡分析中,提出AGC振荡中的机械功率阻尼转矩系数的计算方法,在单机单负荷系统中阻尼转矩系数可通过传统的将特征值代入传递函数的方式得到,但传统方法在多区多机系统中不适用。为此,提出了利用模态计算阻尼转矩系数的方法,推导了阻尼转矩系数与AGC模式稳定性的关系。结果表明,阻尼转矩系数为正时,机械功率为系统提供正阻尼,相反则提供负阻尼,且验证了阻尼转矩法在AGC振荡中的适用性。将阻尼转矩系数分解到各有功频率调节过程中,结果显示在AGC振荡中,由于AGC环节的相位滞后较大,而一次调频环节的相位滞后较小,故AGC环节整体上提供的阻尼转矩系数容易为负,而一次调频环节整体上提供的阻尼转矩系数容易为正。但具体到单台机组中,AGC环节和一次调频环节提供的阻尼转矩系数皆既可能为正,也可能为负。最后,利用阻尼转矩法分析了部分参数对于AGC振荡的影响。     

基于多进程的电力系统频域特征值并行搜索算法

对大规模电力系统进行小干扰稳定分析时,特别是在线动态安全预警系统中,由于系统线性化矩阵的规模庞大,求解特征值的串行算法难以满足计算速度的要求.近年来,多核CPU技术发展迅速,充分利用多核CPU的计算机硬件资源,采用并行计算技术是大幅提高小干扰稳定计算速度的有效途径.提出了基于多进程的电力系统频域特征值并行搜索算法,并应用于国内广泛使用的电力系统小干扰稳定性分析程序(PSD-SSAP)中.该算法具有计算准确、实现简单、并行计算效率高等优点.实际大规模电力系统的算例测试和分析验证了该算法的正确性和有效性.     

基于感应磁场方法的异步电机鼠笼转子故障检测

阐述了基于感应磁场的鼠笼转子故障检测方法,并应用时延嵌入重构相空间方法将测试线圈感应电势波形变换到相空间平面中,计算出特征值。通过设定特征值的阀值检测出性能有故障的转子。采用该方法较以往的电机电流监测方法或电机转矩测试法更有利于提高生产效率,减少检测成本。     

用准精确等效电路计算异步电动机的性能

本文对在异步电机精确等效电路中令r_m=0的准精确等效电路进行了实例分析计算,同时用精确和简化等效电路进行了对比计算.结果表明,用准精确等效电路计算,电磁转矩T_m,最大转矩T_(max)及发生最大转矩时的转差率S_m等,可用简捷的实数形式表达,且有关电机各项性能的计算结果与用精确等效电路计算出的结果十分接近,这给实际应用带来了很大方便.     

电压型逆变器供电的异步电动机转矩的分析与计算

由于电压型逆变器输出的电压和电流波形中含有大量谐波,使异步电动机低速时的转矩脉动,转速波动。文中采用频域法推导了PWM型逆变器供电时,异步电动机转矩的计算公式,并就其中的恒定转矩和谐波转矩分量进行了分析,对一台2．2KW,SPWM电压源逆变器供电的三相异步发动机低频稳态时的转矩计算和实验结果进行了比较,结果较接近,在已矩逆变器输出电压波形和电机参烤的情况下,利用本方法计算电机输出转矩,方法简单实用。     

基于dSPACE的永磁同步电动机直接转矩控制研究

直接转矩控制在应用中要解决的主要问题就是低速区较大的磁链脉动和转矩脉动.空间电压矢量直接转矩控制(SVM-DTC)应用于永磁同步电机(PMSM)驱动系统中,能够有效地减小磁链脉动和转矩脉动.本文基于定子电流进行磁链观测,进而根据磁链误差电压矢量方法,借助空间矢量调制方法,计算同时满足磁链和转矩要求的电压矢量.通过dSPACE硬件在回路仿真平台进行验证,验证了控制方法的有效性.     

负载振动与气隙偏心下电机电流调制机理分析

分别分析了感应电机负载转矩振动和气隙偏心对定子电流的调制机理,同时针对转矩振动频率与电机转子转频一致时,两者对定子电流调制结果在频域上难以区分开的特点,利用Wigner时频域分析方法,计算了负载转矩振动和气隙偏心时电流边频分量的相位差,指出二者时频分布特征的区别,为有效、准确地进行电机气隙偏心故障诊断提供理论依据。     

复转矩系数法应用于多机电力系统的修正

研究了复转矩系数法的过程 ,指出传统复转矩系数法研究多机系统存在的局限性 ,提出复转矩法的概念 ,推导出具一般性的SSR判据 ,求出非研究发电机的转子角增量 ,并以IEEESSR第二标准模型为基础 ,采用特征值分析和新的SSR判据对两机系统进行对比验证 ,认为发电机之间的相互作用主要影响低频部分 ,一般性的SSR判据能够反映多机系统的真实现象。     

复转矩系数法的适用性分析及其时域仿真实现

针对广泛应用于电力系统次同步振分析的复转矩系数法,对其成立的基本前提进行了分析,在此基础上,研究了其适用范围。对复转矩系数法与小扰动特征值分析法进行了比较,系统地评述了小扰动特征值分析法的特点,指出了复转矩系数法的到之处。提出了用时域仿真计算复转矩系数的方法,论证了本方法的可行性,并用时域仿真的方法计算了一个具体系统的复转矩系数。     

一种基于48脉波电压源逆变器的静止同步串联补偿器及其控制系统的设计与建模(上)

本文详细阐述了基于48脉波电压源逆变器的静止同步串联补偿器（SSSC）的实现,控制系统设计及建模,在8个三相逆变器的输出电压回路中增加了一个电磁回路,该回路由18个单相三绕组变压器和6个单相双绕组变压器组成,基于这个电路设计,提出了对应的等值回路模型及相应的比例积分（PI）控制方案,比例积分控制器的增益是通过对IEEE第一个次同步谐振分析模型（FBM）进行特征根分析而确定的。仿真结果表明控制器的增益选择至关重要。不当的增益会引起轴系扭矩增大而发生振荡。     

串补输电系统中次同步谐振的模态阻尼推导

水轮机调节系统是一类典型的非最小相位系统,为抑制其右半复平面零点所造成的负调,提出一种二自由度内模控制（IMC） — 比例 — 积分 — 微分（PID）控制和模糊逻辑设定值加权的混合控制策略。基于内模控制设计的二自由度PID控制器不但能够减小负调,而且可以独立调节系统的目标跟随特性和干扰抑制特性,引入的模糊逻辑设定值加权系数可以在线修正控制器的比例增益,从结构上有效抑制负调的产生。仿真结果表明,该控制器对水轮机调节系统具有良好的控制效果。     

Frequency-response analysis of torsional dynamics

This paper introduces a frequency-domain approach for investigation of the phenomenon of torsional dynamics. The Nyquist criterion is adopted by the proposed method to identify stability regions with respect to torsional oscillations. This paper also introduces two performance indices to evaluate torsional dampings and propensity of the system to experience torsional oscillations. The proposed method is an alternative approach to the eigenvalue analysis method and the complex torque method for investigation of torsional dynamics. The salient features of the method as compared with the aforementioned two methods are: 1) its computational efficiency since it utilizes the open-loop transfer-function matrix of the system and inherently more advantages for large size systems; 2) its performance indices that readily reveal "damping of" and "propensity to" a torsional oscillatory mode; and 3) its capability to formulate a multimachine system which includes both induction and synchronous machines. The proposed method is applied to the First IEEE Benchmark Systems for SSR studies and the results are verified based on comparison with those obtained from eigenvalue studies and digital-computer time-domain simulation.     

水轮机调速系统转矩系数分析

水轮机调速系统包括水轮发电机组对象和调速器,其小波动暂态的阻尼特性是影响机组稳定性的主要因素,本文对调速系统附加机械阻尼以及同步力矩的形成机理和计算进行了系统的研究。以典型调速器结构为例,建立包括机组对象和控制器在内的水轮发电机组线性化模型框架,给出了水轮机及其调速系统附加机械阻尼系数和同步力矩系数的计算方法。分析机组运动特性和阻尼系数的构成,定义了稳态和动态阻尼系数两种类型,并提出以机电振荡模式特征根近似计算机组自振频率的方法。仿真表明,适当调整调速器PID参数可以提高机组动态阻尼系数,本文所提出的计算方法是有效的。     

一种基于48脉波电压源逆变器的静止同步串联补偿器及其控制系统的设计与建模(下)

本文对基于48脉波电压源逆变器的静止同步串联补偿器（SSSC）进行了特征根分析,仿真结果表明控制器的增益选择至关重要,不当的增益会引起轴系扭矩增大而发生振荡。     

HVDC控制系统对汽轮发电机组次同步振荡的影响

运用复转矩系数法与特征根法,对位于高压直流输电系统(HvDC)整流侧的汽轮发电机组的次同步振荡(SSO)特性进行了研究.对整流站控制与逆变站控制对汽轮发电机组的电气阻尼特性的影响进行了详细分析.研究表明,不同的控制方式与运行条件对次同步振荡特性的影响有显著差别.     

定常扭矩对柔性转子运动稳定性的影响

以两端简支的单圆盘柔性转子为例,利用系统的特征值,从理论上研究了定常扭矩对其运动稳定性的影响,并阐述了它们的变化规律。     

Investigation of SSR characteristics of unified power flow controller

The unified power flow controller (UPFC) is the most versatile flexible ac transmission system (FACTS) controller which can be used to control active and reactive power flows in a transmission line in addition to the bus voltage. The active series compensation is provided by injecting series reactive voltage. The voltage at the two ports of UPFC are regulated by control of shunt current and series real voltage. It also has several operating control modes such as voltage and power regulation, line impedance compensation, etc. This paper presents the analysis and study of sub-synchronous resonance (SSR) characteristics of UPFC. The various combination of operating modes of shunt and series converters are considered for investigating their effect on SSR characteristics.The analysis of SSR with UPFC is carried out based on frequency domain method, eigenvalue analysis and transient simulation. The frequency domain method considers D-Q model of UPFC for the computation of damping torque for quick check in determining torsional mode stability. The study is performed on IEEE First Benchmark Model (FBM).