双馈风机下垂控制对系统小扰动功角稳定的影响机理分析

附加下垂控制可以改善双馈风机响应系统频率变化的特性,但同时将改变其与系统同步机动态特性间的耦合关系,进而影响系统小扰动功角稳定特性。针对该问题,文章用阻尼转矩分析法研究了双馈风机下垂控制对系统小扰动功角稳定的影响机理。首先从双馈风机下垂控制的基本原理出发,针对扩展两机系统,分析了风电接入点频率与系统同步机频率间的关系,进而采用阻尼转矩分析法揭示了双馈风机下垂控制影响系统小扰动功角稳定的机理。在此基础上,分析了下垂控制增益对系统小扰动功角振荡模式阻尼的影响特性及其与风机接入位置、同步机惯性时间常数的关系。最后,利用模态分析法验证了理论分析的正确性。分析结果表明,双馈风机附加下垂控制对系统振荡模式阻尼的影响性质和程度与双馈风机接入位置和系统同步机惯性时间常数的分布相关。     

基于相似性的双馈风机小干扰稳定性分析及锁相环的影响

借鉴同步机功角及其小干扰稳定的基本理论,从电压空间矢量关系和小干扰分析模型的角度对双馈风机的小干扰稳定性进行了分析。首先,根据内电势、端电压等电压空间矢量关系,定义了双馈风机功角。然后,通过风机锁相环动态方程,建立了双馈风机的小干扰稳定分析模型,并分析了其与同步机小干扰稳定分析模型的相似性。在此基础上,利用模态分析法研究了锁相环对双馈风机小干扰稳定性的影响。研究表明,锁相环参数是决定双馈风机小干扰稳定的关键因素,其参数配置不当可能导致风机小干扰失稳。最后,通过时域仿真和模态分析验证了锁相环参数对双馈风机功角变化及其小干扰稳定的影响。     

基于状态矩阵和摄动理论的双馈风力发电机与同步机小扰动互作用机理

随着大规模双馈风力发电机的并网,研究双馈风力发电机与同步机间的小扰动互作用机理值得重视。为揭示该互作用机理,首先分析了双馈风力发电机端电压相角变化与转子侧矢量控制的关系;然后建立了风力发电机端电压相角变化和锁相环与电网电压角频率偏差的关系方程,在此基础上,基于单同步机单双馈风力发电机无穷大系统,建立了风力发电机锁相环与同步机功角耦合的状态矩阵,并采用摄动理论和模态分析研究了该状态矩阵对应模态间的耦合互作用,揭示了风力发电机锁相环模态与同步机功角模态间互作用的产生机理;最后,通过模态及其主导状态变量与参与因子的比较验证了分析结果的正确性。     

基于安全域的大规模风电并网系统低频振荡稳定分析

以安全域方法为基础,研究大规模风电并网对电力系统振荡稳定的影响,对比分析双馈风机替换同步机前后系统可保持小扰动稳定的运行区域的变化,并借助时域仿真探索小扰动稳定域的变化机理。分析输电距离、双馈风机有功控制回路与无功控制回路PI参数对系统低频振荡稳定性的影响。研究表明,双馈风电场并网对系统低频振荡稳定的影响受输电距离与双馈风机励磁控制回路的PI参数影响显著;较小的比例系数和积分系数则可降低双馈风电场对系统低频振荡稳定的不利影响,甚至改善系统的低频振荡稳定特性。     

大规模风电并网对送端系统功角稳定的影响研究

随着我国风电能源的不断发展,大规模风电集中接入电网对送端系统暂态功角稳定的影响问题仍然不容忽视。以双馈型风电集中接入受端大系统为分析对象建立等效模型,并基于双馈风机的功角特性和暂态特性展开分析。首先,采用单端送电系统同步机的电磁功率解析表达式,通过分析风电等出力置换火电出力接入系统对电磁功率方程的影响推断出风电接入对同步机初始功角的影响。其次,通过负负荷接入与风电接入两种接入方式的对比分析了双馈风机在故障发生后有功功率和无功功率特性对同步机电磁功率方程的影响,并基于等面积定则(EAC)分析了双馈风机接入对系统暂态功角稳定性的影响。研究结果表明,风电等出力置换火电出力时同步机初始功角减小,暂态稳定性升高;双馈风机的有功功率和无功功率特性对系统暂态功角稳定性具有正向作用。最后,通过仿真验证了理论的正确性,并在实际电网中得到了验证。     

考虑PLL和接入电网强度影响的双馈风机小干扰稳定性分析与控制

国内外风电事故表明:风电经远距离线路外送时,系统容易在发生扰动的过程中出现频率为几到几十Hz的功率振荡现象,且其振荡原因难以用传统同步发电机小扰动振荡的机理完全解释。考虑到风电机组主要通过锁相环与电网之间实现功率耦合,从而锁相环动态特性将会影响系统小干扰稳定水平。该文首先建立了含有锁相环动态特性的双馈风电机组–无穷大系统的动态模型;采用特征值分析研究了风机不同运行状态下其接入电网强度变化对风电系统中各个振荡模式的影响规律;然后通过复转矩分析理论解释了风电系统的失稳机理,研究结果表明:锁相环振荡是导致风电系统并入弱电网系统发生小扰动失稳的主要原因。最后,提出一种基于相位补偿的风电机组阻尼控制器来抑制该振荡现象,仿真验证了其有效性。     

双馈风电机组虚拟惯量控制对系统小干扰稳定性的影响

含虚拟惯量控制的双馈风电机组与电力系统的动力学特性存在耦合关系,而锁相环的跟踪能力将直接影响虚拟惯量的控制输入量,因此,考虑虚拟惯量控制的双馈风电机组在锁相环作用下,对系统小干扰稳定性的影响成为亟需解决的问题。首先,计及双馈风电机组的转子电压、锁相环、虚拟惯量控制、转子侧变频器、风电机组机械部分等暂态特性,建立了考虑锁相环与虚拟惯量控制的双馈风电机组并网的互联系统小干扰模型。在此基础上,考虑到锁相环与虚拟惯量控制均会影响同步发电机振荡模态,采用解析的方法从机理上揭示了二者共同作用下系统的小干扰稳定性,即对于含虚拟惯量控制的双馈风电机组,锁相环主要通过影响虚拟惯量对系统的参与程度进而影响系统阻尼:锁相环比例—积分(PI)参数越小,虚拟惯量控制状态变量对区间振荡模态的参与因子越小,机电振荡模态阻尼比越大,这与不含虚拟惯量控制的双馈风电机组中锁相环对系统阻尼特性的影响相反。仿真结果验证了所建模型的合理性与分析结果的正确性。     

双馈风电机组轴系扭振的稳定与控制

在侧重研究双馈风电机组与电网的动态作用时,双馈风电机组轴系可用等效两质量块模型表示。在外界扰动下,轴系动态以振荡方式呈现,并反映在输出功率上,由于这一振荡频率接近电力系统低频振荡,因此会对同步机组的功角稳定产生影响;不仅如此,轴系振荡还会影响双馈风电机组自身的稳定性以及使用寿命。本文首先采用小信号分析方法,对有功控制回路进行电气阻尼特性分析,得出双馈风电机组在最大功率跟踪控制下的负电气阻尼特性,不利于轴系稳定;随后,提出一种轴系镇定器,包含电气阻尼和电气刚度两个回路,增加电气阻尼可以使轴系振荡得到有效抑制,对双馈风电机组和电力系统的稳定有利;增加电气刚度,等效加强了轴系的耦合强度,可有效抑制转速振荡的幅值,有益于延长机组寿命。     

含虚拟惯量的双馈风电机组动态能量模型及振荡稳定性研究

针对含虚拟惯量的双馈风电并网系统振荡稳定问题,从动态能量的角度揭示了虚拟惯量对双馈风电机组(doubly fed induction generator,DFIG)参与系统振荡的作用机理。首先,构建了不同振荡模态下含虚拟惯量双馈风电机组的动态能量模型,并探究了虚拟惯量直接和间接通过锁相环影响机网耦合的能量通道。在此基础上,定义了耗散强度指标,表征双馈风电机组对各振荡模态的耗散作用,并分析了不同接入位置、不同控制参数、不同振荡模态下虚拟惯量通过各能量通道对双馈风电机组耗散强度以及机网耦合作用的影响,揭示了含虚拟惯量风电机组与网侧能量交互诱使系统振荡发散的作用机理。最后,以IEEE四机两区系统进行实时数字仿真(Real Time Digital Simulator,RTDS)仿真验证,结果表明:当锁相环(phase-locked-loop,PLL)自激振荡模态与网侧机电振荡模态频率相距较远时,含虚拟惯量风机接入送端区域产生负耗散作用,接入受端区域产生正耗散作用。当PLL自激振荡模态与网侧机电振荡模态频率接近时,受模态强耦合共振影响,风机通过锁相环自耦合能量通道和虚拟惯量能量通道与电网强交互...     

计及风电附加频率控制作用的电力系统暂态稳定性分析

含附加频率控制的风电机组可响应电力系统的动态行为,同时也对系统的动态特性存在影响。首先基于惯性中心等效理论(center of inertia,COI),分析了大规模含附加频率控制系统双馈风电机组接入电网后,系统暂态特性的变化,并推导了惯性中心同步机转子运动方程;其次基于双馈风电机组自身运行特性,分析了其运行极限与运行模式对响应系统动态行为能力的影响;将上述分析结合得出含附加频率控制系统双馈风机对系统暂态稳定性影响的关键因素。最后在电力系统综合程序PSASP中,搭建接入双馈风机的IEEE-3机9节点电力系统模型,验证上述结论的正确性。     

一种发电型FACTS控制器—异步化同步发电机

介绍了一种发电型FACTS控制器一异步化同步发电机（ASG）的结构及分类,分析了交流励磁异步化同步发电机的调速原理、介绍了ASG与异步发电机的区别。阐述了研究ASG的意义。     

异步发电机

论述了异步发电机的分类、结构和工作原理、主要技术指标、设计要点以及典型应用,给出了异步发电机配套用电力电容器技术数据。     

大型机组发电机断路器配置分析

自从厂网分开后,发电厂起动/备用电源若由邻近的变电站引接,除了要承担发电厂输电线路基建设备投资外,运行以后还要向电网公司长期支付昂贵的变压器基本电费,因此,各设计院和发电厂对新建项目工程反复优化设计方案,努力提高机组投产后的上网竞价能力。本文通过经济、技术和安全几个方面的比较与分析,对是否配置发电机出口断路器进行综合论述,得出发电机出口断路器配置的几点意见,可为建设全寿命周期内效益最大化高效电厂提供参考。     

单摆发电机

通过对现有的发电机转子和定子部分以及电刷换向部分的设计,实现了发电机可以在摆过一定角度时就可以完成交流电的换向,往复摆动过程完成交流电周期。新型发电机能将摆动能量转换电能的,实现摆动能量的直接发电,从而实现对现实生活设备的电力供给或电能储存。针对单摆发电机的特点,做出了具体实用场合的分析,实现设备的直接利用。     

重复频率Marx发生器

研制了一台电感隔离型重复频率Ｍａｒｘ发生器，其基本参数是：级数８，充电电压２５ｋｖ，重复频率５Ｈｂ。该装置用于爆发式连续工作模式，取得较好的结果。     

暂态信号发生器

论述了研制电力系统暂态信号发生器的必要性、可行性以及它的原理结构，并实际应用于“输电线路故障测距装置ＸＣ—１１”的调试中。研制成功的暂态信号发生器由８０３１单片机和高速Ｄ／Ａ转换器组成，能够把ＥＭＴＰ计算结果转换成模拟量输出，是调试检验各种继电保护及安全自动装置的有力工具。     

Fuel-efficient Induction Generator Based Diesel Generator Set for Stand-alone Supply Systems

This article proposes a fuel-efficient, diesel engine driven, self-excited induction generator based diesel generator set for stand-alone supply systems. The system uses a static compensator along with a battery energy storage system. The static compensator with a battery energy storage system provides the voltage control, load compensation, harmonics elimination, load balancing, and reactive power compensation. The fuel efficiency of the generator is improved by loading the generator continuously between 80% and 100% of its rated capacity. The battery energy storage system takes the power from the generator during light load periods and supplies the power to the load during overloads. In addition, a continuous loading of the generator eliminates the problem of frequency variation of the induction generator under varying loads. The proposed system is designed to feed both three-phase as well as single-phase loads. A zigzag transformer is used for neutral current compensation. A power balance theory based control algorithm has been used to estimate the reference source currents.     

双馈风力发电机机侧变频器控制策略的研究

根据低电压穿越技术的基本特点,以双馈感应发电机组(DFIG)作为研究对象,在电网电压发生不平衡跌落时,对转子侧变流器采用比例-谐振控制,以提高在电网故障时风机不间断运行能力.通过PSIM仿真软件以1.65 MW风机为模型进行仿真并且在1.65 MW风电机组功率试验台进行实验.仿真和实验结果证明在电网电压不平衡跌落时对转子侧变流器采用的比例-谐振控制能够快速、有效地控制转子电流,提高了整个控制系统和风电机组的不间断运行能力,对DFIG风电机组实际运行中具有相当重要的实际应用价值.     

西门子发电机保护在燃气发电机组应用的研究

燃气机组发电机保护配置与燃煤机组基本相同,但是上海崇明燃机电厂的电气主接线的特殊性给发电机保护提出了部分新的要求,通过对上海崇明燃机电厂的全厂的保护设计、整定、调试的全程参与,对西门子发电机保护在燃机电厂中的应用和应注意的事项提出个人的见解。