调速器死区对水电高占比电力系统频率稳定的影响分析

云南电网在交流联络线断线后发生了死区附近的频率振荡现象.为此,文中对此现象进行了研究.首先,在单机系统的传递函数中加入调速器死区环节并对死区进行分段建模;然后,对不同扰动下的频率进行解析求解,从数学上解释了含普通型死区的系统相轨迹曲线连续、而含增强型死区的系统相轨迹曲线不连续的原因;接着,通过频率解的特征和稳定点证明了含增强型死区的正阻尼系统在特定扰动下会出现频率振荡的结论,并给出了振荡发生的条件.最后,通过多机系统的数值仿真验证了理论分析的正确性.     

水电机组高占比电网频率振荡问题分析

基于云南电网异步运行的经验,说明水电机组高占比的电网频率稳定问题比传统火电机组为主的电网更为突出,深入分析其频率振荡机理对保障电网的安全稳定运行具有重要意义,为此,首先对比分析了水电机组和火电机组调速系统的功率调节特性;其次,通过分析水电机组和火电机组调速系统对电网频率振荡的阻尼作用,揭示水电机组高占比电网频率振荡机理;最后,对水电机组高占比电网频率振荡的关键影响因素进行仿真分析。相关结论表明,在水电机组高占比的电网中,由于水锤效应的影响,水电机组调速系统的负阻尼作用是引起电网频率振荡的主要原因,同时由于缺乏火电机组的正阻尼支撑,电网频率可能出现持续振荡。根据电源结构、系统强度等条件变化,合理设置调速系统比例–积分–微分(proportion-integration-diferention,PID)控制参数K_P、K_I、K_D是抑制频率振荡的重要措施。     

纯清洁能源下水电高占比送端电网频率稳定协调控制策略研究

含大容量密集型直流的送端电网在实现纯清洁能源转型后,其转动惯量和有功调节能力将大幅下降,进一步加剧直流闭锁故障时的频率失稳风险。为保障水电高占比送端电网在纯清洁能源形态下的频率稳定性,提出一种统筹考虑虚拟惯量、需求响应、直流调制和稳控切机的多阶段协调控制策略。以规划的四川中长期目标网架为基础,分析了该电网在纯清洁能源形态下发生直流单极、双极、多极闭锁故障后的频率稳定特性,并通过BPA仿真验证了所提频率稳定协调控制措施的有效性。     

水轮机详细模型对电力系统暂态稳定分析结果的影响

电力系统仿真研究中常采用简化的理想水轮机模型,水轮机详细模型对于电力系统暂态稳定分析结果的影响尚有待研究.文中介绍了水轮机的三种线性模型和三种非线性模型,包括基于全特性曲线的水轮机模型、水轮机内特性模型、水轮机简化解析非线性模型、基于模型综合特性曲线的水轮机线性化模型、基于水轮机内特性解析的线性化模型、理想水轮机模型.针对不同水轮机详细模型对电力系统暂态稳定分析结果的影响和适用范围进行了仿真比较分析.仿真结果表明不同的水轮机详细模型对电力系统暂态稳定分析结果的影响不大;电力系统的暂态过程对水力系统来说不一定是大扰动;不同的水轮机详细模型得出的电力系统中、长期暂态稳定仿真结果是不同的,因此在进行中、长期暂态稳定仿真分析时应采用水轮机详细模型.     

水轮机调速器与电网负荷频率控制

在现代电力系统中，水轮机调速器已成为水轮机控制系统的控制核心。文中叙述了水轮机调速器与电网负荷频率控制之间的关系，分析了调速器在电网一次调频、二次调频中的作用、静态特性和动态特性;通过建模、仿真及现场试验，提出了机组并联于大电网工况下的调速器PID参数整定范围和应有的机组功率控制模式。     

基于统一频率模型的多死区环节对频率振荡影响的分析

电力系统频率振荡是近年来最受关注的频率稳定问题之一。调速器死区对于频率振荡的影响不可忽略,但是目前的研究方法仅能分析单一死区环节,缺乏对于多死区系统的分析方法。为了解决上述问题,文中根据描述函数法的原理,定义应用于非线性组合系统的扩展描述函数,能够定量描述含有多个非线性环节系统的输入、输出关系。然后,基于多调速器的统一频率模型,将配置不同死区的水电和火电机组的原动机和调速器等效为单一的扩展描述函数。在复平面上结合扩展描述函数的负倒数随振幅变化的轨迹与发电机的奈奎斯特曲线,分析系统的稳定性。最后,根据 2条曲线出现交点的条件,计算出使系统产生频率振荡的扰动临界振幅。所提方法能够定量反映多个死区环节的幅值对频率振荡的影响,实际电网仿真验证了利用死区配置抑制超低频振荡的有效性。     

电力系统频率动态与功角振荡的耦合特性分析

为探究频率动态与功角振荡间的耦合特性,文中以双机系统为例推导扰动后系统稳定电网频率动态特性和功角振荡机理,基于扩展等面积准则(extended equal area criterion,EEAC)扩展至多机系统,提出了基于Pearson系数的耦合强度量化评估指标,根据频率动态特征和功角振荡特征对耦合关系进行量化。文中分析了功角振荡对频率动态特征指标的影响,量化评估了不同频率动态指标与功角振荡指标的耦合强度。理论分析和算例结果表明构建的指标体系具有合理性,电力系统的频率动态与功角振荡相互耦合,为频率和功角的优化控制措施提供了参考。     

高水电占比电网频率振荡抑制技术工程实践及展望

西南电网与其他电网异步互联,呈现高水电占比结构特征,电网频率稳定问题突出,频率振荡风险持续存在。为保障大电网安全稳定,构建适用于工程应用的频率振荡抑制整体解决方案的重要性和迫切性日益突出。该文归纳了国内外主要频率振荡事件,阐述该类事件诱发机理,并依托工程实践总结了西南电网频率振荡抑制整体解决方案,探讨了频率振荡抑制技术的若干发展方向,为新型频率稳定控制技术发展提供了参考。     

系统负荷频率特性对电网频率稳定性的影响

分析了电力系统负荷模型对电网频率稳定性的影响,以2009年华中电网一次调频及国内某电网机组跳闸实测数据为依据,对实验结果和仿真结果进行了对比研究。通过调整负荷频率系数,验证了负荷模型及其拟合参数的正确性和有效性。通过仿真证明目前国内频率稳定计算时采用的负荷频率系数偏保守。     

甘南电网孤网运行电压及其频率控制研究

水电群由于故障并网断路器跳闸后与主网裂解形成孤网时,孤网区域内负荷功率极低导致系统功率大量过剩,从而引起频率和电压的大幅变化。针对甘南孤网运行出现的问题,根据甘南电网实际运行情况制定出合理的切机方案从而抑制孤网高频,并通过投切电抗器和发电机进相运行来控制电压变化。利用PSASP对控制方案进行了仿真验证,结果表明,在合理的控制策略下甘南电网可以维持孤网运行时的稳定。     

大容量机组投运对湖南电网的安全运行影响研究

2006年湖南电网将新建大容量电源机组,这些新机组的投运,为湖南电网的可靠供电提供强有力的保障,但这些大容量机组的投运却将给湖南电网带来新的问题.文中着重分析大容量机组通过单一500kV上网对湖南电网输送能力及湘中联变输送功率的影响,同时分析大容量机组投运对暂态稳定的影响,对负荷中心大容量机组跳闸对系统稳定性的影响及鄂湘联络线输送功率的影响也进行了详细分析.根据计算结果,提出了协调大容量机组与湖南电网的安全稳定运行的措施.     

汽轮机阀切换操作不当引发的电网低频振荡分析

通过数据图表对电网低频振荡过程中的主导模式进行分析.结果表明:随着电网单机容量的增大,机组的功率波动极易波及到电网.在大容量机组普遍采用快速励磁系统的情况下,虽然增加了电力系统静态稳定和暂态稳定,但也因系统阻尼减弱而产生动态不稳定.针对我国电网目前存在的机网协调不安全隐患,目前解决的主要办法是投入大机组的电力系统稳定器(PSS)并合理地整定其参数,同时合理设置数字式电液调节(DEH)和DCS一次调频的参数,使其既能满足电网频率快速响应的需求,又能满足机组安全稳定性的要求.而大容量区域电网间的直流稳控联网是最安全、经济的联网方式.     

负荷特性对跨区大电网低频振荡的影响研究

研究了动静态负荷特性对跨区域互联电网低频振荡阻尼特性的影响.介绍了电力系统研究中常用到的静态和动态负荷模型,其中动态负荷模型为考虑感应电动机机械暂态过程的电动机和恒定阻抗的组合.以研究电力系统低频振荡常用的单机无穷大系统(Phillips-Heffron模型)为例,运用阻尼转矩分析法.对模型中分别采用动静态负荷模型时,系统振荡模式的阻尼转矩系数进行了分析计算.并列写出其详细表达式.在4机2区域系统中对采用不同负荷模型及其相关参数发生变化时区域振荡模式的阻尼和频率特性进行了计算仿真,得到了系统阻尼比随负荷特性增大或减少的变化趋势.并且在跨区域大电网及华中电网2008年枯小运行方式下对相关结论进行了验证.计算结果与理论分析和仿真结果一致.     

水轮发电机组低频振荡机理与稳定特性

为深入探究水轮发电机组低频振荡机理,揭示系统稳定性规律,本文利用压力引水管道弹性模型、调速器模型和三阶发电机模型,建立水轮发电机组非线性数学模型。通过数值模拟来验证所建水轮发电机组模型与实际系统的一致性和正确性。进一步地,根据水轮发电机组阻尼特性,优化PID参数,系统分析了随调速器参数变化水轮发电机组的低频振荡机理及稳定特性。此外,为了定量探究关键参数对系统稳定性的影响规律,对处于稳定振荡模式下的系统进行阻尼灵敏度分析,得到了对系统稳定性影响较为显著的关键参数。研究成果为机组稳定运行提供理论依据和技术支撑。     

湖南电网发电机组一次调频功能投入的研究

通过分析湖南电网"2.10"低频事故,对各发电机组一次调频进行初步调研,分析了目前湖南电网发电机组一次调频投入的现状,从而对各发电机一次调频各主要参数设置进行探讨,并提出相关建议.     

调频关键参数对电网频率特性的影响及其灵敏度分析

为应对高比例新能源接入给系统频率稳定性带来的不利影响,除开发新能源参与调频的控制策略外,还需提高系统自身的调频能力。系统调频关键参数决定了系统的调频能力,分析调频关键参数对系统频率响应指标的影响是选择调频关键参数、提升电网频率响应的关键。在频率响应模型的基础上,理论分析了包括惯性时间常数、调频死区、调差系数等频率控制关键参数对系统频率特性的影响。并对上述参数进行了灵敏度分析,确定了不同参数对频率响应指标的影响程度。利用电力系统分析综合程序(PSASP)建立36节点系统模型对理论分析结果进行了仿真验证,为调频关键参数选取提供了参考。基于研究结果对新能源参与系统调频的定位进行了分析。     

大功率低频、超低频放大器实现途径及特点

提出了关于无线电低频、超低频频段大功率放大器的实现方法,并介绍了4种放大器的特点.低频、超低频放大器随着应用的发展,所需要的功率等级越来越大,从20世纪50～60年代的几十千瓦到现在的几百千瓦、几兆瓦,尤其是军事、导航和高频加热等领域,几兆瓦的需求比比皆是,放大器的功率从小到大,到超大功率在迅猛地发展.就此提出了基于4...     

考虑频率稳定的新能源高渗透率电力系统最小惯量与一次调频容量评估方法

随着新能源渗透率逐步提高,系统在大功率扰动下的频率稳定问题日益严峻,限制了系统新能源的消纳能力。为了合理规划新能源的接入容量,亟需对系统的最小惯量和一次调频容量进行评估。为此,针对大功率扰动下惯量响应与一次调频响应间的相互作用进行了研究。首先,以传统单机模型为基础,推导出了计及调频死区的频率响应过程表达式。然后,以扰动后的最低频率限值为动态频率稳定约束条件,建立了系统最小惯量与一次调频容量评估模型,估算了系统最小功频静态特性系数和最小惯性时间常数,计算并绘制了惯量响应和一次调频响应的功率曲线。最后,在DIgSILENT PowerFactory仿真软件中搭建了IEEE 10机39节点模型,验证了所提最小惯量与一次调频容量评估方法的准确性和研究价值。     

高稳定度高压电源的研究与系统特性分析

为提高200 k V级透射电子显微镜的性能,满足其分辨率优于0.25 nm的性能指标,要求配备最高输出电压为200 k V、稳定度优于2×10-6/min的高稳定度高压电源。通过研究影响高压电源稳定度的直接因素,为高稳定度高压电源的研制提供了理论参考依据。分析了该款高压电源主电路原理和设计要点。建立了电源闭环稳压系统的数学模型,分析了系统频率特性,系统的良好增益裕度为电源的正常运行提供了保障。结合研制经验提出了改善高压电源整机性能的措施。