基于相位角原理的失步振荡解列判据机理研究

就双机等值系统在失步振荡过程中的电压、电流和相位角等电气量进行理论分析和计算,总结出它们尤其是相位角在失步过程中的变化规律;考虑实际运行情况,进一步探讨基于相位角原理的判据在装置上实现时应该注意的问题,指出失步解列装置应能正确区分失步振荡、同步振荡和故障;通过增加启动判据来实现加速启动等辅助条件,进一步补充、完善相位角原理判据,使判据具有先进性和普遍适用性。     

基于相位角原理的失步振荡解列判据机理研究

就双机等值系统在失步振荡过程中的电压、电流和相位角等电气量进行理论分析和计算,总结出它们尤其是相位角在失步过程中的变化规律;考虑实际运行情况,进一步探讨基于相位角原理的判据在装置上实现时应该注意的问题,指出失步解列装置应能正确区分失步振荡、同步振荡和故障;通过增加启动判据来实现加速启动等辅助条件,进一步补充、完善相位角原理判据,使判据具有先进性和普遍适用性.     

音扎线加装失步振荡解列装置的必要性

呼兴电网联网后存在诸多的暂态安全稳定问题,其中乌兰浩特地区机组暂态功角稳定问题尤其突出,威胁着电网的安全稳定运行。通过对乌兰浩特地区机组暂稳问题模拟计算的分析,采取在音扎线装设失步振荡解列装置,可使系统发生故障后将失步机组从系统中解列,保证主网和解列地区电网暂态稳定。     

高渗透率风电并网对电力系统失步振荡的影响

随着风电并网规模的持续增长,风电对电力系统失步振荡的影响不可小觑。文中利用PSD-BPA仿真软件建立"风火打捆"等值单机无穷大系统,创新的采用解列装置动作的时效性作为判断系统失步程度的依据,从风电并网比例、风电场是否配备无功补偿、风机类型以及风电机组运行方式四个方面仿真分析风电并网对电力系统失步振荡的影响。结果表明,对应以上四方面当风电并网容量越多、风电场具备无功补偿、采用笼型恒速风机及风机采用恒电压运行方式时有利于抑制系统的失步振荡,提高系统的暂态稳定性。     

异步联网后云南电网失步特性与解列系统方案研究

云南电网与南方电网主网实现异步联网,云南电网的失步振荡特性随之发生新的变化。利用基于电压比相原理和Ucosφ原理的失步振荡中心搜索方法,对异步联网后云南电网典型方式下的多重严重故障进行仿真研究,确定失步振荡中心的分布区域和失步断面的构成类型。云南电网目前配置的分散独立式失步解列装置,对于复杂断面的失步判别和解列效果均不理想,因此在研究云南电网失步特性的基础上,针对并列式失步断面和长链式失步断面,提出基于Ucosφ判据和电压比相判据的失步解列系统构建方法,设计并初步验证了滇西北、滇中西南、滇东北失步解列系统构建方案与初步策略。     

基于电压频率特性的大区联网失步振荡中心研究

长距离、大区互联电网背景下,研究电力系统失步中心的电气量特性是解决失步解列问题的关键点之一。为此,基于理论分析,从频率的角度研究了失步中心电气量的特性,提出了基于电压频率特性识别与定位失步中心的方法。通过构建与求解电网的失步模型,得到失步振荡时任意位置的电压频率解析表达式,基于此,详细分析了失步中心与非失步中心的电压频率特性,得出相应结果:失步中心的电压频率等于系统两侧等值电势平均电压频率;在失步中心同一侧不同位置的频率在时间轴上存在相似的变化规律且曲线有交点;在失步中心两侧的电压频率变化趋势相反且曲线不相交;距离失步中心越近电压频率振荡越剧烈。四机两区域系统和某实际区域互联电网算例的仿真结果验证了上述方法和结论的正确性与有效性。     

发电机振荡和失步

电力系统中正常运行时各台发电机都处于稳定状态,当系统发生某些重大事故,就会破坏发电机的稳定运行,使发电机产生振荡.在日常工作中,常常可以见到发电机表计的幌动,甚至是"电系突波"(即电力系统中因大的操作或发生了某些故障所产生的波动),但在很短的时间内就恢复正常了,那是因为振荡不严重,还不能发展到失步.如果事故严重,就可能使发电机产生强烈的振荡,使发电机与系统失去同步.发电机失步时,轻者使机组发生振动、系统发生振荡,重者将使电力系统瓦解成若干小系统,给电力网的运行和国民经济带来严重后果,因此应努力避免产生失步现象.     

振荡中心迁移下的电网失步解列策略

振荡中心迁移严重危害电网的安全稳定,选取合适的解列判据,准确定位并实施解列具有重要意义。基于等值两机系统推导分析振荡中心迁移的理论原因,分析失步过程中电压的变化特点,依据两侧系统频率差与失步中心出现频率的对应关系提出基于支路两端母线频率差的失步解列判据;针对振荡中心迁移对失步解列控制的影响,提出了基于广域测量信息的自适应失步解列策略。通过对某区域互联电网进行仿真分析,发现振荡中心迁移现象,认为失稳模式的改变是振荡中心迁移的直接原因,并进行解列策略的仿真验证。仿真结果证明了所提出的解列策略的有效性。     

多频振荡下的失步振荡中心变化规律及其定位

基于三机等值系统,研究了多频振荡下失步振荡中心的特性及其变化规律。在同一失稳模式下,机组不同调导致振荡中心向不同调侧偏移,不同调越明显,偏移量越大。多频失步振荡过程中,同一个时刻仅有一个断面由于机组振荡导致电压为零,为系统失步振荡中心。失步振荡中心出现时,所在线路两侧等值两机系统功角摆开180°。系统阻抗参数决定了系统振荡中心最大迁移范围,在确定阻抗参数情况下,三机系统功角变化趋势决定了振荡中心迁移方向。传统基于就地信息的解列判据难以适应多频振荡下的失步场景,通过线路两侧相位差摆开180°的判据,可准确定位多频振荡下失步振荡中心出现时刻及其位置。     

基于频率特征的失步解列判据原理

重点研究了电力系统失步振荡时,两侧电动势幅值相等及不等情况下电压频率的特征。研究表明,当系统发生失步振荡时,不论两侧电动势幅值是否相等,电压频率都具有如下特征:振荡中心同一侧的电压频率同时增加或减小;振荡中心两侧的电压频率没有交集;且若振荡中心一侧电压频率增加,则另一侧电压频率减小,反之,则另一侧电压频率增加。提出一种新的基于频率特征的失步解列判据,该判据可以区分同步振荡和失步振荡,识别振荡中心的位置,同时不受系统结构变化和运行方式变化的影响。BPA仿真验证了分析的正确性。     

一种捕捉失步中心位置的新方法

目前工程应用的失步解列装置基本是通过最小测量电压或最小测量视在阻抗幅值去捕捉失步中心的位置,然后判断装置是否实施解列,但仅通过电压幅值或反映电压幅值的视在阻抗幅值不能判断失步中心的位置方向。无功功率与电压存在强耦合的关系,通过u cosφ轨迹过零等方法可以判断出失步中心出现的时刻,此时瞬时无功功率在失步断面联络线上呈单调性分布且在失步中心处大小为0。基于此,提出了通过无功功率捕捉失步中心位置的算法。该算法在确定失步中心的位置范围的同时可判断出失步中心的位置方向,可给出更多的振荡信息。最后,通过仿真进行了必要的说明。     

基于电压相量轨迹的失步振荡中心特性解析及解列断面预判

利用电压相量轨迹信息解析电网失步振荡中心分布特性并实时预判解列断面,能够为主动解列控制提供决策依据。首先针对两机失步模型,证明了沿线各节点的电压相量轨迹是圆,其圆心坐标、半径大小与两侧电势及节点位置有关,依据失步振荡中心的电压过零这一特征,推导出失步振荡中心分布特性是圆或直线的解析方程;其次,针对理想两群摇摆,提出了无需等值参数辨识的失步振荡中心精准定位方法,针对实际电网环境下的失步振荡,利用失步振荡中心所在线路端点的电压相量轨迹与坐标原点的位置关系,构建失步振荡中心所在线路的预判指标,指标存在固定临界值零;最后,提出了失步解列断面预判方法,仅依据线路端点量测即可实现实时预判。500kV两机系统、IEEE-118节点系统和实际交直流混联电网算例验证了方法的有效性,方法计算简单、适用性强、时效性好,具有较高的工程应用价值。     

基于能量原理的新型发电机失步预测及失步保护的研究

介绍一种基于等能量原则的微机发电机失步预测及失步判断的新方法。在扰动消失时刻就能 够预测振荡是否为非稳定振荡，必要时发出失步预测信号；在发电机到达其动稳极限点时就 能够准确地作出是否将要失步的判断，便于及时采取抑振措施，最大限度地消除非稳定振荡 或减少振荡持续时间。     

南方电网多通道受电断面失步振荡及解列措施

针对多通道受电断面解列装置动作存在解列时刻偏晚及不同通道解列不同时性的问题,结合南方电网多通道断面振荡解列装置动作行为,采用时域仿真分析方法提出缩短解列装置判别周期和建设广域失步解列系统联切剩余通道的改进措施,有利于解列后送受端电网快速恢复稳定。分析得出电磁环网解环、低压减载措施、高频切机措施等因素均会引起多通道受电断面振荡中心迁移,并研究振荡解列动作时间对送受端电网的其他第三道防线措施量的影响。     

SCS-500L功率振荡解列装置的研制

SCS-500L功率振荡解列装置的判据基于功率振荡轨迹,原理简单,可控性好,工程应用方便。该装置采用高速数字信号处理技术,具有运算速度快、精度和可靠性高、人机界面友好等方面的优势,可适应电网结构和系统工况的灵活多变性。最后利用数字仿真验证了该判据和装置的有效性。     

基于相位角的失步解列判据在复杂场景下的适应性及对策

明确基于就地信息解列判据在大电网适应性,以及对指导复杂大电网运行与控制具有重大意义。分析了失步振荡中心两侧等值电势电压幅值不等、解列装置安装位置和多频振荡对失步过程中相位角变化规律的影响,研究了基于相位角解列判据在复杂场景下的适用条件,提出了适用于大电网的配置原则和应对策略。以失步振荡中心为分界点,配置在等值电势电压较高侧的解列装置存在不能正确识别系统失步的风险,现有工程判据适用于等值电势比小于1.4的场景,配置在等值电势电压较低侧的解列装置存在误判失步周期问题。针对潜在风险,提出统一失步振荡中心方向判断逻辑,在备选解列断面双侧配置解列装置和闭锁反方向失步判断逻辑等应对策略。以多频失步振荡场景,验证了改进策略的正确性。     

福建电网失步断面的仿真与预测

论述了电力系统失步断面分析在系统解列研究中的意义,对福建电网典型故障模式下的失步断面位置进行仿真预测分析,为解列点的选择提供依据。     

关于振荡中心的研究

基于对振荡中心(oscillation center)的位置及其漂移特征的研究,指出了振荡中心漂移的原因,并提出了失步中心(center of out-of-step)的概念。认为失步断面联络线就是失步中心所在的联络线,并叙述了在不同振荡周期中,失步中心位置可能不同的原因。失步中心落到机组内部会对机组造成严重的破坏,影响系统的整体运行。基于振荡中心漂移的研究,给出了判断失步中心能否落到机组内部的判据。最后通过仿真进行了必要的验证。     

基于改进ucosφ的电网振荡解列判据研究

针对传统的ucosφ解列判据,研究其有效性以及局限性,基于等值两机系统,指出发电机相对功角在0°或者360°附近时刻时,ucosφ并不能正确反映振荡中心的电压,ucosφ解列判据容易发生误判.此时,需要对判据进行适当的修正处理,可以较为准确地捕捉到失步系统的振荡中心所在位置,对于防止装置误判、事故后的解列控制,以及减少由于解列造成的大电网故障损失具有重要意义.基于四机两区域系统的仿真验证了该方法的准确性和有效性.     

大型核汽轮发电机带励磁失步振荡的计算

给出了核汽轮发电机系统的基本参数,给出了数学模型及研究方法,采用SIMSEW仿真软件进行了分析计算,给出了计算结果,包括发电机出口发生三相突然短路时的定子三相电流曲线及电磁转短曲线,主变压器高压侧发生三相突然短路时的定子三相电流曲线为电磁转短曲线。