利用暂态能量流的超低频振荡在线分析与紧急控制方法

发电机原动系统阻尼转矩系数为负是导致超低频频率振荡的重要原因,退出负阻尼机组的一次调频可增加系统阻尼平息振荡,因此紧急控制的关键是在线评估机组原动系统阻尼。文中提出了利用暂态能量流的超低频频率振荡在线分析与紧急控制方法,将低频振荡分析中的暂态能量流法拓展应用至超低频频率振荡分析,证明了能量流法与阻尼转矩法在分析原动系统阻尼时的一致性,根据现有广域测量系统数据情况,提出了原动系统阻尼转矩系数的在线评估方法,以及超低频频率振荡紧急控制的流程。仿真结果验证了文中方法的有效性,为超低频频率振荡的在线防控提供了技术手段。     

UNITROL5000励磁系统低励限制优化整定方法研究

发电机进相运行时,出现UNITROL5000励磁系统低励限制的动作值与整定值不一致的情况,导致机组无法发挥其进相能力,造成运行电压过高,不利于电网安全运行。文中分析两种类型励磁系统低励限制动作特性及影响因素,根据动作特性提出优化的整定方法,并通过实例验证该整定方法的可行性。该整定方法综合考虑机组的进相能力及失磁保护情况,整定定值后机组低励限制动作值接近机组进相能力曲线,并与失磁保护配合合理,为工程实际中UNITROL5000励磁系统低励限制定值整定提供了参考。     

基于非特征谐波正反馈的微电网变流器孤岛检测方法

微电网变流器在微电网系统并网和孤岛工况下需要采取不同的控制策略,在不依赖外部通信的基础上,微电网变流器必须能够自主实现对微电网系统状态的判断。基于电压正反馈的孤岛检测思想,结合微电网变流器实际运行环境,提出采用非特征谐波正反馈与传统过欠压、过欠频等被动检测方法相结合的方式来实现对微电网系统状态的判断。文中分析了正反馈的工作原理、系数取值和非特征谐波的测量方式,并通过仿真和实验研究验证了该方法的可行性。研究结果表明,所提出的孤岛检测方法在多种复杂工况下均可实现对微电网系统状态的准确判断,有利于微电网系统由并网向孤岛模式的平滑切换。     

基于测量阻抗变化轨迹智能识别的发电机失磁保护

为了提高发电机失磁保护的选择性和速动性,提出了一种基于支持向量机（SVM）进行轨迹智能识别的发电机失磁保护方法。机端测量阻抗轨迹蕴含大量发电机运行信息,其运动特征能反映发电机的运行状态。首先对机端测量阻抗轨迹进行运动特征提取,将提取的运动特征序列分别进行统计学参数计算,形成24维特征;其次通过相关系数分析和前向序惯法进行特征选择,形成相应的训练输入特征空间,并采用遗传模拟退火算法对SVM进行参数寻优;最后通过仿真样本验证了该方法可准确识别失磁故障。相比传统失磁保护,该方法提高了发电机失磁保护动作的选择性和速动性。     

澳大利亚100 MW储能运行分析及对中国的启示

2017年12月1日,100 MW/129 MW·h特斯拉(Tesla)锂电池储能电站在澳大利亚南澳州投运,并于2017年12月14日和2018年1月18日维多利亚州的Loy Yang发电站机组跳闸事故中跨区参与电网调频。首先,分析了Tesla储能电池投入澳大利亚电网运行的物理和经济原因,介绍了电池的结构及控制策略,Tesla储能投运后的运行状况;然后,从制定中国储能参与电网运行技术标准和评价体系、发挥储能部分替代火电机组一次调频的能力、借鉴国外快速调频辅助服务模式、探索储能自盈利商业模式等角度深入探讨了Tesla储能运行对中国储能及储—网技术的启示和借鉴。     

带整流性负载的分布式发电系统孤岛检测研究

为了准确评估孤岛检测的实际性能,在传统的反孤岛测试电路的基础上,给出一种带整流性负载的反孤岛测试电路。利用公共连接点(Point of Common Coupling,PCC)处功率流的规律,得出了功率不匹配度的表达式。在不同的功率不匹配度下,利用该测试电路与传统的测试电路,分别对过/欠压、过/欠频以及电压谐波检测方法进行仿真分析与比较。仿真结果表明,整流性负载的存在会导致过/欠压、过/欠频检测方法的检测盲区(Non-Detection Zone,NDZ)发生偏移,且偏移程度与整流性负载电阻、滤波电容的大小有关;同时,带整流性负载的测试电路是有效和实用的。该测试电路能准确反映孤岛情况下电压谐波的实际响应特性,且电压谐波的大小与整流性负载电阻的大小有关。     

弱联工业企业电网两阶段紧急控制方法

工业企业电网负荷具有感应电动机占比高和功率因数低的特点，当同主网唯一的联络通道故障开断时，工业企业电网失稳风险突出，给紧急控制带来严峻挑战。首先，从网架、负荷和技术人员需求等方面阐述了工业企业电网的特点。并基于选用的负荷仿真模型，分析了短路故障下工业企业电网的电压频率耦合特性以及传统紧急控制措施的适应性。其次，针对故障后需要避免暂态低压高频和稳态过压低频的紧急控制需求，研究了考虑设备保护和系统保护并行动作，以及电气量响应驱动的应对策略，提出了工业企业电网两阶段紧急控制方法。最后，基于某实际工业企业电网验证了所提方法的可行性和有效性，表明通过优化控制时机可协调暂态低压快速恢复和稳态过电压的矛盾。     

Optimization method of P+ ω PSS parameters for stability and robustness enhancement in a multimachine power system

Recent steady increase of electric power demand causes power sources to be large and far from cities. Wide area power interchanges lead to larger and more complex power systems. This makes the network susceptible to poor damping power swing oscillations of relatively low frequencies which influence the whole system. This paper describes a newly developed generator's double input signal PSS (P+ ω input PSS) design method. Several power system conditions (power flow and/or power patterns) are considered to satisfy a well‐stabilized power system for each system condition. Major features of this method are: (1) Weighting factor for eigenvalue sensitivity of the oscillation mode is considered when the parameters of the PSS are updated during the optimization process. (2) The new method provides good results for the generator's local and interarea oscillation modes under peak and off‐peak power flow conditions. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 131(1): 19–31, 2000     

发电机外部故障切除后励磁调节器动态特性仿真研究

励磁调节器改善了发电机的调压特性,但对其引入电流测量值后的分析存在不足。为了研究电流测量值对励磁调节器调整特性的影响,分别建立了发电机单机运行和并网运行两种仿真模型,得到了两种运行状态下励磁调节器的调整特性,并利用戴维南等效电路对励磁调节器中的电流进行分析。仿真分析结果表明,励磁调节器在发电机单机运行和并网运行故障切除后的调整特性不同,且引入的电流测量值是由发电机电势与系统电势矢量差振荡产生,是呈低频振荡特性的交流电流;仿真进一步表明,加装自动励磁调节器后会在一定程度上加剧发电机与系统间的低频振荡。     

电流控制型与功率控制型分布式电源并存场景下过欠电压与过欠频率的检测盲区分析

目前孤岛检测研究中鲜有针对不同控制策略并存时被动法检测性能的研究分析,选取过欠电压检测法与过欠频率检测法,面向电流控制策略与功率控制策略并存场景,通过求取其检测盲区解析解并分析可得,负荷品质因数和负荷消耗无功与有功的比值只影响过欠频率检测法检测盲区,不同控制型逆变器输出有功与负荷消耗有功的比值主要影响过欠电压检测法检测...     

光伏并网发电系统孤岛检测技术研究

介绍孤岛产生原理及其带来的不利影响,简要分析传统的被动式和主动式孤岛检测方法。针对在孤岛检测中采用的各种策略,进行了比较分析,提出功率扰动方法,并进行了实验验证。实验结果表明,采用该算法的光伏逆变器满足IEEE Std.2000-929标准,并验证了提出的孤岛检测方法的有效性。     

柔性电负荷平衡装置对孤岛电网调频过程的影响研究

孤岛电网是一种容量较小、频率和电压稳定度较差的特殊电网。文中针对此类电网运行情况,利用基于晶闸管的柔性电负荷平衡装置,建立一种考虑负荷端与发电机端协同出力的调频模型。采用ETAP仿真平台对苏拉威西某工业园电力系统使用不同调频模型的效果进行了仿真对比分析,结果表明:当系统突甩大负荷时,相对发电机单独调频模型,负荷端与发电机端协同出力的调频模型可使得系统频率波动更小,稳定频率更接近额定频率;当系统将接入大负荷时,提前投入电负荷平衡装置可以避免系统频率断崖式下跌,将频率下跌过程进行拆分,缓解系统内设备的压力。     

基于动态下垂控制的温控负荷一次调频控制策略

利用温控负荷(thermostatically controlled load, TCL)作为调频资源参与电网调频是应对高比例可再生能源发电并网导致电力系统维持频率稳定能力下降的有效手段。文中提出一种基于动态下垂控制的TCL一次调频控制策略,考虑聚合商TCL平均温度状态(state of temperature, SOT)、调频容量和系统频率变化率,构建动态下垂控制模型,实时调整下垂控制系数,改变TCL聚合商调频参与度。当向上调频时,锁定关状态TCL;当向下调频时,锁定开状态TCL,确保频率快速恢复至额定值附近。同时,为确保用户的舒适度,利用TCL的SOT优先级排序列表派遣法,确定TCL参与调频顺序。在Matlab/Simulink平台上进行仿真分析,仿真结果验证了文中所提策略在确保用户舒适度、改善频率质量等方面的有效性。     

“7·6”思林水电厂功率振荡事件分析及改进措施

2017年7月6日,贵州铜仁地区220kV思林电厂在2号机组升功率期间,电压持续跌落后发生功率振荡。文中结合现场录波和BPA,RTDS仿真,详细分析了功率振荡发生原因,并对该起事件中的振荡过程进行了复现。针对事件中暴露的机组无功控制模式设置不当及电力系统稳定器(PSS)装置因转速测量误差引发的低频段缺陷,提出了电厂手动定无功功率模式应用原则及通过优化PSS装置斜坡函数参数提升低频段阻尼的方案。经RTDS和现场试验验证后投入运行,所提出的方案能够有效改善电厂阻尼特性;同时,结合现场试验对于PSS整定标准提出了改进建议。     

下垂控制型微电网孤岛检测盲区通用性求解方法

目前孤岛检测研究中针对下垂控制策略下过/欠电压检测法与过/欠频率检测法的检测盲区分析尚不完备,相关参数对检测盲区的分布影响不清晰且分析方法难以适用于复杂实际微电网.为此,面向下垂控制型微电网实际运行工况,首先分析得到下垂控制方程、负荷等效方程、线路功率方程、稳态功率平衡方程4类通用性方程,并将其联立采用牛顿-拉夫逊法迭代求解检测盲区.然后,以可视化方式探究了负荷等效模型、线路阻抗参数及下垂控制特性对检测盲区的分布影响,揭示了下垂控制的检测盲区特性.最后,利用仿真软件验证了检测盲区分析的正确性,并证实了检测盲区求解算法适应求解不同工况的优异性能.     

Analysis of a self‐regulated,self‐excited,brushless three‐phase synchronous generator,which includes the effect of core losses

This paper presents a novel analysis of a self‐regulated, self‐excited, brushless three‐phase synchronous generator, which includes the effect of core losses. The core losses are modeled by equivalent core loss resistances connected to additional windings on the generator's magnetic coupling model. A magnetic circuit is drawn from the magnetic coupling model, and an electrical equivalent circuit of the generator is derived by utilizing a duality between the magnetic and electric circuits. Using this equivalent circuit, the generator's steady‐state performance is theoretically predicted, and the results are verified through experiment. In addition, the power losses during power generation are analyzed quantitatively. The proposed analysis takes into account the nonlinearity of the exciting impedances due to magnetic saturation. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 131(2): 51–60, 2000     

一种基于简化能量比的直流线路故障区间定位方法

高压直流输电线路及其边界对故障暂态信号高频分量都有明显的衰减作用,这一故障特征被广泛运用于暂态保护,且有研究显示,相较于线路边界,长线路对故障暂态高频分量的衰减作用可能更大,为避免这种情况引起的保护误动,目前常用的故障特征提取方式为利用不同尺度的小波变换获取暂态信号能量比。但基于小波变换的暂态保护存在算法相对复杂,基波选取模式不统一等问题。因此提出一种新的比值算法,针对故障暂态信号中的能量比,用全电流代替低频分量,简化了直流线路故障信息处理过程,由此设计出了新的直流线路故障定位方法,并且利用该判据可直接实现故障极判断。在MATLAB中进行了大量仿真验证,证明该保护算法可以正确反映出故障特征,逻辑简单,并且能够迅速可靠动作。     

柴发主电源型孤岛微电网频率优化控制方法

针对以柴油发电机(Diesel Generator,DG)为主电源的孤岛微电网,存在负荷扰动下频率波动大、动态响应慢等问题,本文提出一种改进辅助调频方法以改善系统的动态响应过程。首先,建立了柴油发电机系统的模型,分析了柴发主要参数包括转动惯量、响应延时对柴发动态过程的影响。其次,提出储能(Energy Storage System, ESS)在下垂控制的基础上,增加惯量调频的方法进行辅助调频,并给出了适用于工程应用的储能辅助调频参数设计以及储能功率裕度设计方法,并通过建立柴储并列的小信号模型分析了该系统的稳定性。最后,搭建了柴储微电网的动模试验平台,试验结果表明,应对微电网内的静止负荷或者电动机类负荷,本文所提控制策略均可以有效减小系统在动态过程中的频率波动。     

基于电流突变量的自适应过电流保护新原理

针对线路外部故障切除时负荷自启动对配电网过流保护的影响,提出了一种基于电流突变量的自适应过电流保护新原理。利用线路在配电网内部故障与故障切除过程中电流存在的明显差异特征,实现对负荷自启动过程的准确识别。当连续两次检测到电流突变量大于设定门限值并满足两个判据时,即判定负荷产生自启动过程。给出了一套过电流保护整定方法,可根据负荷变化做出动态调整,从而构建自适应过电流保护方案。仿真结果表明,基于电流突变量的自适应过电流保护新原理是有效和实用的。该原理不受负荷自启动与负荷变化的影响,可有效增大后备保护的保护范围,保证了保护的可靠性和灵敏度。     

Unit commitment scheduling by Lagrange relaxation method taking into account transmission losses

Since the application of the Lagrange relaxation method to the unit commitment scheduling by Muckstadt in 1979, many papers using this method have been published. The greatest advantage of applying the Lagrange relaxation method for the unit commitment problem is that it can relax (ignore) each generator's output dependency caused by the demand–supply balance constraint so that a unit commitment of each generator is determined independently by dynamic programming. However, when we introduce the transmission loss into the demand–supply balance constraint, we cannot decompose the problem into the partial problems in which each generator's unit commitment is determined independently and have to take some measures to obtain an optimal schedule by the Lagrange relaxation method directly. In this paper, we present an algorithm for the unit commitment schedule using the Lagrange relaxation method for the case of taking into account transmission losses. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 152(4): 27–33, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20119