双馈风机与电网机电扭振互作用可能性分析

为了研究大规模双馈式感应发电机风电场并网是否能引发双馈风电机组与交流电网间的机电扭振互作用问题,分析了双馈风电机组与交流电网间机电扭振互作用的机理,并基于双馈风电机组轴系特性对其与交流电网之间发生机电扭振互作用的可能性进行了探讨.分析得出由于交流输电系统串补度的限制,双馈风电机组与交流电网之间发生机电扭振互作用的条件较难满足,由此引发次同步谐振的可能性很小.通过时域仿真算例验证了结论的合理性.     

汽轮发电机组次同步谐振的数字仿真分析

电力系统中采用串联补偿电容可以提高线路输电能力和系统稳定性,但也可能引发电力系统的次同步谐振。以串补电容电力系统次同步谐振模拟机为研究对象,建立了机电互作用下汽轮发电机组轴系扭振响应的机电统一模型,对动模扭振模拟系统进行在电网故障工况下次同步谐振的数字仿真分析。分析了不同补偿度下的扭振响应和次同步谐振电流,为轴系的结构动态设计和机组安全可靠运行提供重要价值。     

基于STATCOM的双馈风机机网扭振抑制策略研究

风力发电系统中风电机组传动轴的扭振现象使机械轴系零件,尤其齿轮箱常处在疲劳运行状态,长期运行很容易造成零件的损坏。提出一种基于静止同步补偿器(STATCOM)的双馈风机机网扭振抑制策略。通过建立STATCOM的数学模型,找出其无功功率控制方法,在此基础上利用STATCOM的无功功率输出动态特性快速的特点,在电网发生故障或者干扰时,及时控制无功功率的输出以稳定风机母线电压,从而有效地抑制机网扭振。最后,在Matlab/Simulink上进行仿真验证,结果表明,对于由传输线路末端无限大电网的电压暂降和电压突升的干扰引起的风机轴系扭振,STATCOM能够有效地进行抑制。     

海拉尔热电厂轴系扭振保护装置的应用

受伊冯可控串补与呼辽直流输电工程的影响,海拉尔热电厂三期机组轴系存在发生次同步振荡（SSO）不稳定的可能性。为避免机组轴系因次同步振荡造成轴系的某些部件如联轴器断裂或疲劳损伤,经仿真分析和调研后决定在机组上加装汽轮发电机组轴系扭振保护（TSR）装置,以保证机组和电网的安全运行。     

汽轮发电机组扭振模型和算法综述

阐述了扭振机电网综合模型,包括汽轮发电机组轴系(由汽轮机转子、发电机和励磁机转子构成)、汽轮机及其调速系统、发电机及其励磁调节系统、电力网络和机网接口。汽轮发电机组轴系模型和机网接口问题比较突出,对此进行了详细介绍,并指出了扭振模型和算法存在的问题及发展趋势。     

基于VSC-HVDC并网的海上风电场无功补偿控制策略

随着规模的扩大和并网距离的增加,海上风电场对电网电压稳定性影响愈加显著。针对经VSC-HVDC并网的双馈型海上风电场,逐一分析双馈机组(Double-fed induction generators,DFIG)特性和VSC-HVDC系统结构特征以及控制模型。在此基础上提出利用风电场侧换流站、风机网侧变流器和转子侧变流器三者相协调的无功控制策略,以提高系统电压稳定性。最后以CIGRE B4-39系统为例,运用DIgSILENT软件进行建模仿真,分析海上风电场出口母线电压发生跌落事故时并网点电压、各无功电源输出功率和风电场有功功率波动曲线,验证该控制策略的有效性。     

直驱永磁风电机组轴系扭振的非线性控制

从抑制轴系扭振的角度,以直驱永磁同步风力发电机组为对象,建立了包括风力机、传动系统、发电机和电网的数学模型,提出了协调控制的非线性控制策略,有效处理风电系统受到扰动时永磁风机轴系扭振的问题。将设计的非线性控制方法与线性最优控制方法做仿真对比,结果表明当系统受到短路扰动,功率变化扰动和端电压扰动时,非线性控制方法能更好地抑制风力机和发电机之间功角位移偏差的振荡,减少轴系扭振事故的发生,提高系统稳定运行的能力。     

神经网络在高压直流输电控制系统中的应用

采用PSCAD建立HVDC(高压直流输电)模型,采用MATLAB编写神经网络控制器算法,通过PSCAD/MATLAB接口,用神经网络控制器取代HVDC系统电流控制器,从而取得较好的控制效果。     

阻尼和短路时间对轴系扭振疲劳寿命损耗的影响

讨论了汽轮发电机组在短路工况下阻尼和短路时间对轴系扭振疲劳寿命的影响,根据计算结果提出了“临界阻尼”的概念。本文所得到的结论,可用于轴系扭振问题的进一步研究和分析实际机组扭振疲劳特性时参考。     

直驱型变速恒频风力发电系统建模及仿真分析

在PSCAD/EMTDC中建立了包含风速、风力机、直驱同步发电机、轴系扭振模块、变流器及其控制部分的并网直驱变速恒频风力发电系统模型,提出了基于最大风能跟踪控制结合变桨距控制的策略,研究了在变风速输入和网侧出现单相短路故障时直驱型变速恒频风力发电系统的动念响应特性,仿真结果表明了并网直驱风力发电系统模型及其控制策略的正确性和可行性.     

呼辽直流控制系统对电气阻尼特性的影响分析

基于电磁暂态仿真平台PSCAD/EMTDC建立了呼辽±500kV高压直流输电系统现场模型,进而运用时域仿真实现的复转矩系数法--测试信号法计算出了发电机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性曲线,并重点研究了整流侧控制方式(定电流控制和定功率控制)及参数(比例放大系数K和积分时间常数T)对汽轮发电机组的电气阻尼特性的影响规...     

Oscillation analysis of a DFIG-based wind farm interfaced with LCC-HVDC

With the increasing capacity of wind farm, HVDC technology has become a promising transmission scheme for long distance transportation of large-scale wind power. However oscillation caused by this system will have a great influence on the security and stability of power system operation. In this paper, the oscillation of a doubly-fed induction generator(DFIG)-based wind farm interfaced with line commutated converter(LCC) based HVDC is discussed. Low-frequency oscillation and subsynchronous oscillation(SSO) are studied since these two oscillations are the particularly concerned oscillations in the stability study of power system in recent years. The model of a DFIG-based wind farm interconnected with LCC-HVDC is developed. The impact of drive train model's structure and parameters on the oscillation characteristics is analyzed. Eigenvalue and participation factor analysis are used to identify the three main modes, which include controller mode, electromechanical mode, and shaft mode. The effects of DFIG controller's parameters, wind speed and operating conditions of HVDC on those modes are studied. Electromagnetic transient simulations are performed to verify the results of the eigenvalue analysis.     

水平轴海流能机组传动链主动阻尼控制技术

为了减小海流能发电机组在弱阻尼状态下的传动链谐振,借鉴风电领域的动态加阻技术,为海流能传动链设计主动阻尼控制器,通过海流能发电机组的转矩控制系统,给发电机施加和转速波动方向相反的波纹转矩. 主动阻尼控制使传动链系统极点远离虚轴,为传动系统增加等效阻尼,减小谐振. 为了准确得到传动链的低阶模态,利用多体系统法和有限元仿真方法,对传动系统的参数进行辨识,根据传动系统拖动实验的转速波动信号,对理论分析的结果进行验证. 通过Matlab/Simulink的建模仿真以及650 kW海流能机组在低流速工况下的等效海试实验,验证了主动阻尼控制对传动系统的有良好的减振效果.     

基于双馈风力发电机的次同步振荡及其抑制策略

双馈感应发电机(DFIG)也称双馈风力发电机,其变速恒频的优点在风电场中得到了广泛应用。随着大量风电能源并网,远距离高压输电使用串补电容技术容易引起电网发生次同步振荡(SSO)。DFIG的定子绕组直连电网,因此在运行过程中极易受到电网SSO的影响。针对DFIG的SSO及抑制策略进行研究。首先,建立了DFIG系统数学模型,分析DFIG系统的控制策略;接着,针对SSO采用一种改进的基于2阶广义积分器(SOGI)的锁相控制技术;然后,在转子侧变流器(RSC)采用准谐振控制器(QRC)抑制SSO对于定子输出的影响;最后,通过MATLAB/Simulink软件仿真,验证了控制方案的正确性和有效性。     

双馈风电机组电力系统低频振荡阻尼特性

由于风力发电机组没有功角,采用数学模型方法分析含风电场的电力系统的低频振荡可能会产生一定的误差,提出基于实测信号的随机子空间算法对大规模双馈风机并网后的系统阻尼特性进行了分析.以含完整双馈发电机组动态模型的电力系统为例,分析了含双馈风电机组的电力系统阻尼特性.分析结果表明,随着风电接入容量的增加,阻尼比并非单调变化,而是存在一个最佳风电接入容量;含双馈风机组的电力系统由于装设了高响应速率的电力电子器件——换流器,有利于系统的小干扰稳定;风电场的阻尼特性与风电场接入位置和故障点之间的电气距离有紧密联系.     

最佳跳闸—重合闸过程的研究

针对输电线路继电保护跳闸—重合闸电气操作全过程,综合考虑电力系统稳定性和发电机轴系扭振两项指标,提出了最佳跳闸—重合闸过程。发生故障时,在最佳跳闸时刻只切除故障相;瞬时故障时,在最佳合闸时刻分相重合,若重合不成功,在最佳跳闸时刻分相跳闸;永久性故障时,在最佳跳闸时刻分相跳开非故障相,闭锁重合闸。仿真结果表明,该方案不仅大幅提高了电力系统稳定性,增强了系统之间的联系,还明显削弱了对机组的冲击,提高系统综合效益达40%以上。     

基于Prony辨识的复杂交直流系统次同步振荡特性分析

电力系统中的次同步振荡是一类严重的系统稳定性问题,不但会使系统产生振荡现象,而且极易造成汽轮发电机组的大轴损毁,准确分析系统的次同步振荡特性对其防止和抑制有重要意义.以往提出的基于系统线性化方程求解的小扰动分析方法在实际复杂系统中的应用非常困难,极易形成"维数灾".为解决上述问题,使用Prony辩识技术分析次同步振荡模式的方法,对2008年贵州电网这一复杂交直流混合输电系统的次同步振荡特性进行了分析,并且提出了提高辩识精度的有效方法,NETOMAC电磁暂态仿真计算证明了此方法的有效性.对今后复杂交、直流输电及含有FACTS装置的灵活交流输电系统的次同步振荡特性分析提供了可行途径,为抑制次同步振荡的阻尼控制器的设计提供了参考.     

大规模风电外送中的次同步振荡问题

目前,中国正在建设7个千万kW级风电基地,大规模风电外送成为必然.串补交流输电和高压直流输电作为风电外送的2种重要方式可能会诱发次同步振荡问题.分析鼠笼异步型、双馈感应型和永磁同步型风电机组的结构特点,论述次同步谐振、装置引起的次同步振荡以及风电机组控制器引起的次同步振荡,并分析总结不同类型风电机组可能发生的次同步振荡类型.最后,指出亟待研究解决的问题.     

转子动态过程弯扭耦合振动的仿真和实验

利用弯扭耦合振动微分方程,仿真研究了弯曲振动与扭转振动的相互影响。研究结 果表明,轴系上的不平衡使得弯曲振动和扭转振动之间产生耦合,导致轴系上发生扭转振动。 当轴系上发生扭矩冲击时,将发生频率为固有频率的扭转振动,弯振的振幅稍有增大。实验 研究证实了仿真研究的结果。仿真研究表明,当轴系转速在弯扭耦合区而没有发生弯扭耦合 时,扭矩冲击可能会导致转子发生较大的弯曲振动和扭转振动。