互联电力系统未知机理低频振荡分析

近年来,我国互联电力系统多次发生低频振荡。针对南方互联电网"5.13"功率振荡,首先采用特征值分析法详细分析南方互联电网低频振荡特性,得出主要振荡模式以及发电机组参与因子和模态分布图。其次利用仿真软件PSS/E,对强相关机组的切机、三相短路故障以及原动机周期扰动分别进行时域仿真,并与实际振荡曲线进行对比。结果表明,南方电网此次功率振荡不是因为强相关机组电气侧故障,采用负阻尼机理也不能很好地解释,其产生原因可能是发电机组受原动机周期扰动有关。     

正则形理论在交直流互联电力系统稳定性分析中的应用

基于正则形二阶变换定义的非线性稳定因子,对三机交直流互联电力系统低频振荡模式的非线性相关作用进行分析,得出了正则形变量的稳定区域,进而判断出系统的稳定性。时域仿真结果证明了非线性稳定因子的有效性。     

基于换流母线视角的交直流系统交互无功功率动态特性分析

多馈入交直流电网受扰后,其严峻的无功环境给电网安全运行带来潜在威胁。首先,基于功率视角,分析准稳态运行下交直流系统交互无功功率的组成,系统全面地揭示了其复杂的动态特性;然后,基于换流母线视角,深入探讨影响该动态特性的因素;最后,通过PSCAD平台搭建等值系统模型,仿真分析在受端系统强度、综合负荷特性、故障类型及其位置等因素影响下,交直流系统交互无功功率的动态响应特性。该研究成果对于全面把握交直流互联电网的动态特性具有重要参考价值。     

负荷分布对互联电网低频振荡的影响

负荷是电力系统的重要组成部分,其对互联电网的低频振荡特性具有重要影响。通过Phillips-Heffron模型的推导,研究负荷接入位置及大小对互联电网低频振荡影响的机理。首先,以单机无穷大系统为例,推导含有负荷的阻尼转矩系数表达式,分析负荷分布对阻尼转矩系数的影响变化趋势;然后,将电磁转矩分析方法推广到两机系统,分析区间振荡模式下发电机自身阻尼和系统阻尼受负荷接入位置和负荷大小的影响规律;并通过算例验证理论分析的正确性。     

电力负荷的动静特性对低频振荡阻尼的影响分析

电力系统的低频振荡是现代大型互联系统中的重要问题之一,对它的研究是围绕着振荡阻尼进行的。本文给出了在小干扰下处理现有各种负荷模型的系统方法,其中包括电压或频率相关的静态模型、机理或非机理的动态模型等。从定性、定量两方面分析了负荷的各种动态、静态特性及位置电对力系统低频振荡阻尼的影响。     

基于Prony和稀疏特征值算法的区间低频振荡分析

稀疏特征值算法适用于大规模互联电网低频振荡分析,但初始参数的选择目前仍缺乏系统性方法.用Prony算法分析得到互联电网区间低频振荡模式的估计值作为稀疏特征值算法位移逆变换的初始位移点,可以快速、准确地计算出区间低频振荡模式,并为在相关机组上配置PSS以抑制弱阻尼的区间低频振荡模式提供了有力依据.华北-东北互联电网的低频振荡分析表明了该方法的有效性.     

浅谈电力系统低频振荡

随着系统规模的扩大、互联以及大型机组快速励磁系统的采用,电力系统的低频振荡问题也随之凸现,特别是通过交流输电线互联的系统,由于送电距离长,而联络线又相对较弱,很容易由此引发低频振荡.阐述了电力系统低频振荡的产生机理,讨论了目前常用的分析方法.通过对各种方法的比较分析,阐明了各自的优缺点,并对未来研究的可行方向进行了分析.阐述了目前工程中控制低频振荡的方法,并对其未来发展动向作了进一步的探讨.     

基于Prony和稀疏特征值算法的区间低频振荡分析

稀疏特征值算法适用于大规模互联电网低频振荡分析，但初始参数的选择目前仍缺乏系统性方法．用Prony算法分析得到互联电网区间低频振荡模式的估计值作为稀疏特征值算法位移逆变换的初始位移点，可以快速、准确地计算出区间低频振荡模式，并为在相关机组上配置PSS以抑制弱阻尼的区间低频振荡模式提供了有力依据．华北-东北互联电网的低频振荡分析表明了该方法的有效性．     

电力系统共振机理低频振荡及其影响因素研究

以单机无穷大系统模型为基础,阐述了电力系统共振机理低频振荡的基础理论及其振荡特性,分析了影响电力系统强迫功率振荡的主要因素,并选取算例分析验证.持续的周期性小扰动会引起电力系统共振振荡,当扰动频率接近系统固有振荡频率时,会引起系统谐振,导致大幅度的功率振荡.共振振荡的幅值与扰动的幅值、机组惯性时间常数、系统阻抗以及系统的振荡阻尼有直接关系.     

附加阻尼控制静止无功补偿器对含风电互联系统阻尼特性的影响

静止无功补偿器(SVC)通常用于改善系统电压稳定性,但采用附加阻尼控制(ADC)后也可以抑制系统低频振荡。当互联电力系统中并网风电场装机渗透率达到一定水平后,区域间低频振荡就成为制约区域间电力传输能力和容纳风电能力的瓶颈,采用有ADC的SVC(简称ADC-SVC)有助于增加系统阻尼进而在相当程度上解决这一问题。在此背景下,研究ADC-SVC对含双馈感应风力发电机组(DFIG)的互联电力系统阻尼特性的影响。首先,简要介绍了DFIG的数学模型,导出了在转子电流限制条件下DFIG的无功功率极限。之后,分析了在含SVC的互联系统中与区域模式振荡相关的暂态能量。在上述工作基础上,针对SVC设计了用于改善系统阻尼特性的ADC,并采用特征根灵敏度法确定控制器参数。最后,以IEEE 2区域4机系统为例,分析了SVC电压控制增益与ADC增益对系统阻尼的影响,研究了ADC采用不同输入信号时的系统阻尼特性,并对比分析了不采用SVC、采用传统SVC和ADC-SVC的效果。仿真结果表明,ADC-SVC能有效提高互联系统的动态稳定性水平,对不同的系统运行方式和区域间振荡模式具有较好的鲁棒性。     

地铁直流牵引供电系统振荡机理分析

地铁直流牵引供电系统低频振荡电流是导致DDL保护误动的主要原因。从系统分析的角度,建立了计及电动车辆影响的直流牵引供电系统电磁暂态模型及系统振荡时的非线性二阶动态模型。在唯一平衡点邻域内,利用李亚普诺夫间接法将非线性动态系统转换为线性系统后,确定出系统振荡的结构条件。实例计算和仿真表明,牵引变流器和牵引电机的等效负电阻是系统不稳定的主要电气参量,系统振荡频率主要取决于车载滤波电容与滤波电感,且系统仿真波形在众多特征上与实际记录的电流波形基本一致。     

采用基于频域调制的谐波平衡法进行交直流系统的谐波分析

为定性定量地研究HVDC的谐波问题以及谐波与系统的相互作用，对HVDC中换流站的模型和换流站与交流系统之间的联系在谐波域中进行了分析，采用频域内求解调制过程与谐波平衡相结合的方法来计算系统中的谐波分布。并具体针对HVDC内特定的不同负荷、三相不平衡以及换流站电压混杂谐波分量的情况进行了分析，得到交直流系统中存在的特征谐波和非特征谐波的相关性态。结果表明，这种分析方法采用模块化结构，系统性强，能有效地将各个非线性谐波源分离。为分析多个谐波源的复杂系统提供了有效的工具。     

基于稀疏采样与差分演化的柔性直流输电系统高频振荡抑制技术

为确保电网的安全、平稳运行,提出了基于稀疏采样与差分演化的柔性直流输电系统高频振荡抑制技术,以快速恢复系统平稳供电能力。构建了模块化电平换流器(MMC)高频阻抗模型,获得了链路时延对交流系统高频阻抗特性的影响,以及输电线路参数变化的联合效应。通过A/I转换器,基于差分演化的匹配跟踪算法,实现了高频阻抗信号的稀疏表示,降低了柔性直流输电系统高频阻抗信号的采样率,合理设定附加RLC二阶高通滤波器的截止频率、品质因数、补偿容量参数,可以抑制柔性直流输电系统的高频振荡。仿真实验结果表明:高频振荡抑制后电压信号可快速恢复正常,抑制效果突出。     

VSC-HVDC在电网黑启动时负荷恢复阶段提高系统频率稳定性研究

在电网黑启动的负荷恢复阶段,提高系统的频率稳定性对电网的快速恢复具有重要意义。提出基于电压源换流器的高压直流输电系统(VSC-HVDC)作为电网大停电的黑启动电源,建立了交直流混合系统的物理模型,采用VSC-HVDC与发电机调速器协调控制方法,设计了频率作为控制量的有功功率控制器。通过PSCAD/EMTDC环境下仿真,结果表明在电网恢复时采用VSC-HVDC与调速器协调控制可以大幅度恢复负荷,且速度较快,对系统频率具有很好的稳定性。     

提高交直流互联系统暂态稳定性的附加模糊直流控制

在交直流互联系统中,提高系统的暂态稳定性是保证系统安全稳定运行的前提,ＨＶＤＣ系统的快速、高度可控性,从原理上说明,对换流器附加夭当的控制就能有效地提高ＡＣ／ＤＣ系统的动态特性,其关键是如何得到恰当的控制信号。     

电动汽车高频交流功率驱动系统

为了改善和提高电动汽车电气驱动系统的性能 ,提出了一种用于电动汽车的高频交流功率驱动系统。该系统由高频谐振逆变器、高频变压器和高频交流脉冲密度调制变频器组成。高频谐振逆变器将电池组的直流电压逆变为 2 0kHz的高频交流信号 ,由高频变压器分配给系统的各个部分 ,采用零电压开关技术的高频交流脉冲密度调制变频器作为变频电源驱动电机 ,推动车辆行驶。研究表明 ,本文提出的高频交流功率驱动系统可以满足电动汽车不同的功率要求 ,具有噪音低、效率高、体积小、重量轻、能量密度高和动态响应快等优点     

电力传动系统中非线性机电耦合振荡机理研究

为了进一步完善交直流调速技术,提高电力传动系统的调速性能,针对电力传动系统中存在的电机及拖动机械的耦合振动问题,分别从传动机构中的机械非线性与系统变流装置具有的电气非线性角度对系统中的非线性机电耦合现象进行了机理分析研究,这一结论为制定合理的振动控制策略奠定了可靠的研究基础.结果表明,内因和外因的相互作用是造成电力传动系统非线性机电耦合振荡的根本原因.     

基于单片机控制的多功能交直流方波焊接电源

多功能交流方波电源是一种具有手弧焊、直流TIG、脉冲直流TIG、交流方波、脉冲交流方波功能的焊接电源。本文作者设计了一种使用AT89C51单片机控制的多功能交直流方波电源。它能精确调节焊接参数,实时监控电源的工作状态,灵活改变焊接方式。系统抗干扰能力强,工作稳定,性能可靠。     

An LCC-HVDC Adaptive Emergency Power Support Strategy Based on Unbalanced Power On-Line Estimation

基于区域内功率不平衡量估计的直流自适应紧急功率支援策略

李从善¹,郭健,和萍¹,陶玉昆¹,杨存祥¹,Youyi Wang²

(1.郑州轻工业大学 电气信息工程学院,郑州,450002;

2. 南洋理工大学 电气与电子工程学院,新加坡 639798)

摘要：直流紧急功率支援是在交直流互联系统故障情况下,减少切机或切负荷数量的重要措施,也是实现智能输电的要求。本文通过建立系统扰动下区域内不平衡功率的扩张状态观测器,并对观测器参数进行设置,实现不平衡功率的实时准确估计。对直流紧急功率支援限制因素进行分析,进而对紧急功率支援量进行优化,形成最终功率支援量,然后,基于功率支援阶梯递增原则,最终实现功率支援的目标。对于多落点直流输电系统,基于功率支援因子选取用于功率提升的最优直流。在PSCAD中搭建三馈入直流输电系统,对所提方法进行了仿真分析,结果表明了该方法的有效性。

关键词：紧急功率支援,不平衡功率,扩张装填观测器,阶梯递增原则,多馈入直流输电系统。