应用于电力系统仿真计算的燃气轮机调速系统模型

在对燃气轮机调速系统模型进行理论研究和对国内主流燃气轮机调速系统实际特性进行试验研究的基础上,开展了现有电力系统仿真软件的适用性分析.分析结果发现,现有仿真模型不能代表目前国内主流燃气轮机的调频特性.进一步开展了燃气轮机调速系统建模研究,建立了适用于国内主流燃气轮机调速系统的仿真模型,仿真计算结果与试验结果对比表明该模型能够模拟燃气轮机的实际调频作用.随着国内大批燃气轮机的投入运行,采用该模型进行电力系统仿真计算将能够模拟电力系统的真实系统动态特征,对解决目前国内电力系统安全所面临的问题具有重要意义.     

基于VSC-HVDC技术的风力发电系统并网研究

分析了基于电压源换流器的高压直流输电系统(VSC-HVDC)和双馈异步风电机组的数学模型及控制策略。针对并网风电场暂态过程稳定裕度偏低的问题,提出了采用VSC-HVDC技术提高并网系统的稳定性。在电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory中建立了包含风电场的交直流混合输电系统模型,研究了VSC-HVDC输电系统改善双馈异步发电机风电场暂态稳定裕度的贡献。仿真表明VSC-HVDC采用改进的无功功率控制器的并网系统能够在系统遭受大扰动后快速恢复稳定,并且可以避免由风电机组转矩不平衡引起的风力发电机超速问题,交直流混合输电系统的动态稳定性得到较大的提高。     

交直流电力系统多时间尺度全过程仿真和建模研究新进展

综述了以电力系统分析软件为基础的交直流电力系统多时间尺度全过程仿真和建模研究的新成果。在仿真方面的新成果有电力系统机电暂态-电磁暂态混合仿真、机电暂态-中长期动态全过程仿真、大规模电力系统小扰动稳定性计算、短路电流计算、静态电压稳定计算、最优潮流计算等;在建模方面的新成果有发电厂电力系统模型、发电机励磁和调速系统新模型、风力发电、直流输电系统模型、FACTS装置模型、负荷模型、保护与控制系统模型等。这些研究成果丰富和完善了交直流电力系统仿真能力,进一步提高了我国电力系统仿真与建模的技术水平。     

自校正PID方法在水轮发电机调速系统中的应用

建立了水轮发电机调速系统的CARMA模型 ,给出了模型参数的在线辨识方法 ,设计了调速系统的极点配置自校正PID控制器。仿真研究表明 ,这种控制方法能够有效地克服系统时变、非线性及干扰对控制性能的影响 ,使调速系统的动态性能及鲁棒性都得到明显地改善。     

基于模糊协调控制策略的同步发电机励磁系统研究

安全稳定是电力系统运行的基本条件,提高励磁系统的控制性能,对同步发电机和电力系统的安全稳定运行都有着重要意义.利用PID良好的电压调节特性,并结合线性最优励磁控制器(LOEC)良好的动态和阻尼特性,建立了PID+LOEC模糊协调励磁控制器.根据系统状态的变化,模糊控制器可以通过加权系数协调控制PID和LOEC的输出,从而提高对系统状态变化的自适应能力.通过在Simulink中建立系统仿真模型,把基于模糊控制器的PID+LOEC协调控制分别和PID、LOEC做了比较,结果显示,基于模糊控制的协调控制策略,具有更好的动、静态性能.     

汽轮机调速系统参数辨识方法研究

为使电网稳定计算中所用的汽轮机调速系统模型技术参数准确可靠,文中以MATLAB软件开发平台及差分进化算法为基础,研发出了一套汽轮机调速系统仿真建模及参数辨识软件。软件提供了BPA、PSS/E、PSASP三种标准调速系统仿真模型以及模型自定义功能,能够根据汽轮机负荷扰动试验数据快速准确地计算出调速系统的各项性能参数,为电力系统仿真计算提供准确的参考数据。     

柴油发电机调速系统迭代学习控制

针对柴油发电机调速系统大多采用传统PID控制,提出采用以PID作为学习律的迭代学习控制(ILC)策略,利用其具有不依赖于被控系统的精确数学建模,跟踪收敛快的特性,设计了柴油发电机调速系统控制器。在MATLAB/Simulink中建立了柴油发电机调速系统仿真模型,对3种基本工况进行了仿真研究,详细分析了ILC在柴油发电机调速控制过程中的跟踪特性,并将控制效果和传统PID控制进行了对比,从仿真结果发现,基于ILC建立的控制器不仅适用于柴油发电机调速系统,而且表现出更好的动态性能。为柴油发电机的控制提供了新途径。     

基于模糊协调控制策略的同步发电机励磁系统研究

安全稳定是电力系统运行的基本条件,提高励磁系统的控制性能,对同步发电机和电力系统的安全稳定运行都有着重要意义。利用PID良好的电压调节特性,并结合线性最优励磁控制器（LOEC）良好的动态和阻尼特性,建立了PID+LOEC模糊协调励磁控制器。根据系统状态的变化,模糊控制器可以通过加权系数协调控制PID和LOEC的输出,从而提高对系统状态变化的自适应能力。通过在Simulink中建立系统仿真模型,把基于模糊控制器的PID+LOEC协调控制分别和PID、LOEC做了比较,结果显示,基于模糊控制的协调控制策略,具     

联网燃气轮机的动态特性分析

介绍了燃气轮机发电机组及其励磁系统和调速系统的数学模型,并在MATLAB中建立了燃气轮机励磁系统的仿真模型,对其动态特性进行了仿真计算.利用电力系统分析综合程序(PSASP 6.1版)建立了燃气轮机励磁系统及调速系统的用户自定义模型,并结合典型配电网,对并网后的燃气轮机进行了暂态分析和小干扰稳定分析计算,分析了励磁系统及调速系统的有关参数对燃气轮机动态特性的影响,为研究分布式电源对电力系统暂态特性的影响奠定了基础.     

大型水轮发电机组水门开度控制零动态设计方法

针对一类非线性非最小相位系统,利用微分几何控制理论,首先通过引入动态反馈对其扩维以获得稳定的零动态,然后采用标准的线性系统方法设计非线性控制器;进一步利用哈密顿 — 雅可比 — 贝尔曼方程和中心流形理论分别证明所设计控制律的最优性以及闭环系统的稳定性。结合水轮机调速系统模型,求得大型水轮发电机组水门开度非线性最优控制律。对川渝—华中电网的仿真结果表明,与常规控制器相比,所设计的调速系统控制律能够显著提高电力系统的暂态稳定性。     

汽轮机超速保护控制对电网频率的影响研究

在孤网运行状态下传统超速保护控制(OPC)由于汽轮机转速的较大波动会使汽轮机调节阀频繁动作,影响电网频率的稳定性.为此,以中间再热式汽轮机为例,建立了多区域单机无穷大系统仿真数学模型.通过对孤网运行状态下不同OPC保护定值对电网频率稳定性影响的仿真,提出了孤网运行状态下发电机组解列时适当提高OPC保护定值的措施,以及在OPC控制逻辑中增加并网、解列、孤网运行3种控制方式的方案.     

计及火电机组OPC保护模型的电力系统机电动态仿真分析

首先论证了电力系统机电暂态仿真程序中考虑火电机组OPC保护模型的必要性。通过对东北典型火电机组超速保护OPC动作特性的实际调研,在电力系统分析综合程序(PSASP)中搭建了OPC保护相应的数学模型,并通过东北电网典型事故实际仿真对比验证了模型的正确性。最后,结合东北电网实际的频率稳定问题案例对火电机组OPC机网协调管理提出了相应的建议和整改措施。针对具有较大孤网风险的局部地区电网,建议采取调整火电机组OPC保护动作定值、优化OPC保护在系统频率上升和下降阶段的控制策略等措施,以提高其孤网运行成功的概率。     

茂名热电厂110 kV系统小网运行分析及应对措施

茂名热电厂1号机组改造后,由于容量的增加而暴露了110 kV系统的薄弱性,母联断路器及系统联络变压器两侧断路器跳闸均会造成110 kV系统小网运行,影响供电安全。通过采取装设有小网运行和超速保护(OPC)功能的数字电液(DEH)控制系统、装设电超速保护及机械超速保护、装设高频切机保护等措施,可提高电网运行可靠性,改善电压质量,确保电网安全运行。     

汽轮发电机组OPC控制策略的分析及优化

现代化大型机组采用数字电液控制（DEH）,普遍具有电超速保护控制系统（OPC）,其中一个很重要的方面是防止汽轮机超速。但如果OPC的控制策略不当,不仅起不到应有的超速保护作用,而且造成汽门频繁启闭,产生“乒乓”现象。通过对OPC振荡机理的分析,发现在电网侧发生扰动时,OPC的控制参数不合理及与其他保护措施不配合是引起系统振荡的根本原因。对OPC的动作时限及阀门开度提出相应的修改,针对2006年7月7日贵阳南部电网事故,根据实际系统,用NETOMAC程序建立了原动机、调速器和汽轮发电机过速保护的详细模型,根据理论分析的结果提出了3种OPC的动作方案并仿真证明了分析结果的正确性。最后提出相应的改进建议。     

贵州主网及其地区电网孤网运行的安全稳定控制

首先分析了汽轮机超速保护控制(over-speed protection control,OPC)的动作逻辑及其对系统安全稳定的影响机理,从保证汽轮机设备安全和电力系统稳定运行的角度提出了OPC逻辑调整的建议;然后针对贵州主网及其地区电网孤网运行可能出现的高频问题,提出了发电机高频切机与汽轮机OPC协调配合的保护方案,给出了防止地区及大型送端电网解列后高频运行的3层次安全稳定控制措施。文章提出的思路和方法可为我国电网安全稳定措施的配置提供借鉴。     

珠海发电厂700 MW机组DEH系统的调试

介绍珠海发电厂700MW机组DEH系统的结构、功能及调试情况,包括回路检查、静态调试、动态调试,给出了调试的结果。着重阐述转速控制、负荷控制和OPC（超速控制）功能的实现,分析调试中所遇到的问题并提出解决方法。     

多馈入直流输电系统受端电网动态特性

以2010年夏季大方式下的南方电网为对象,详细研究了其受端广东电网内部严重故障和直流输电线路故障对南方互联电网其他直流输电系统的影响,以及对整个南方电网系统的影响。首先用机电暂态仿真软件PSD-BPA进行仿真计算,筛选出对系统有严重危害的故障;然后对原始广东电网进行等值,建立包含详细直流模型的适当规模的网络结构;最后用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对等值网络进行仿真模拟。研究结果表明,广东电网结构坚强,能够满足安全稳定导则中一级、二级安全稳定标准要求。     

电网故障与火电厂机组控制应对

美加电网大面积停电，普遍关注的焦点是电网的安全。从电厂的角度出发，通过实践总结电厂应对电网故障的方案。电网发生有限故障时，电厂首先的应对是机组良好的、宽负荷范围的一次调频和及时恰当的二次调频作用，电网发生故障特别是当电厂存在脱离系统而带局域电网运行的可能时，汽轮机组精确完善的超速保护控制(OPC）是维持局域电网运行的极重要功能，当电网发生严重故障发电厂孤立运行时，成功实现机组快速甩负荷(FCB)功能带厂用电运行是电网恢复的最佳对策。就一次词频、OPC、FCB等电厂控制方案在上海宝钢电厂的实践展开讨论，以说明完善的电厂控制可减轻电网故障程度。     

电力系统动态仿真中的安全稳定控制系统建模

针对目前电力系统动态仿真分析难以准确反映安全稳定控制系统动作特性的问题,提出一种安全稳定控制系统通用建模方法。采用分层次、面向对象的建模思路,实现了对实际电网中的安全稳定控制系统特性的准确模拟,以及含安全稳定控制系统模型的动态仿真计算。该方法层次清晰、建模方便,克服了以往仿真软件因潮流转移导致的过负荷引起距离三段动作、反时限原理保护动作和涉网保护动作等导致系统元件的开断,特别是连锁故障引起的大面积停电等复杂故障情形,不能真实反映安全稳定控制系统动作行为的缺点,同时减轻了仿真计算的工作量。仿真结果表明,含安全稳定控制系统模型的动态仿真程序,为分析电力系统全过程动态稳定性、研究防止连锁故障引起大面积停电的措施提供了有力的仿真工具。     

OPC技术在电力设备监测系统中的应用

介绍了OPC技术的特点及其在电力设备在线监测系统中的应用情况。首先,结合OPC技术在工业控制系统中的应用,分析了该技术在开发监控系统方面存在的优势。接着,通过深入阐述OPC客户端/服务器程序接口的创建方法及过程,说明OPC规范在修改后已得到进一步的完善。以开发的CBS2000系统为例,指出采用OPC标准设计监控系统软件,可大大提高软件的开发速度并减少软件的维护工作量。实践表明,利用OPC技术开发不仅能增强系统的稳定性和可靠性,还能提高系统的开放性和兼容性,在电力设备监测系统开发领域具有良好的前景。