超导故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响分析

根据超导故障限流器(SFCL)失超后表现出的阻抗特性,可将SFCL分为2类电感型和电阻型.针对单机无穷大系统,推导出了在输电线路不同位置发生短路故障时,投入超导故障限流器后的总转移阻抗和发电机的输出功率表达式.从功角特性曲线上分别分析了电感型和电阻型超导故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响情况,从数学上进行了证明,并从物理上进行了解释.最后用改进欧拉法编程,对接入SFCL的电力系统进行了暂态稳定时域仿真研究.     

超导故障限流器对电力系统 暂态稳定性的影响分析

根据超导故障限流器(SFCL)失超后表现出的阻抗特性,可将SFCL分为2类:电感型和电阻型。针对单机无穷大系统,推导出了在输电线路不同位置发生短路故障时,投入超导故障限流器后的总转移阻抗和发电机的输出功率表达式。从功角特性曲线上分别分析了电感型和电阻型超导故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响情况,从数学上进行了证明,并从物理上进行了解释。最后用改进欧拉法编程,对接入SFCL的电力系统进行了暂态稳定时域仿真研究。     

限流器对单机无穷大输电系统的稳定性影响

短路限流器在电力系统中的应用领域不断扩大,由于在输电系统中引入了短路限流器,即使输电系统的输电容量在不断提高,对输电设备短路容量的提升也并不十分明显.本文重点研究了短路限流器接入单机无穷大功率输电系统后,在传输线发生短路时,其等效电路及等效电路中的阻抗值,输电线路中阻抗的变化对输出功率的影响.研究了发生短路时,当短路限流器为纯阻抗、纯电感和R-L型阻抗时,对发电机转速及转角的影响,对发电机功角特性曲线的影响,对发电机无穷大功率母线系统工作稳定性的影响以及限流器自身的有功损耗问题.     

基于MATLAB的电力系统稳态仿真分析

通过matlab中的sumilink电力系统仿真模块,搭建了一个单机无穷大系统,设置短路故障并采取电力系统稳性措施,通过仿真系统输出相角、电压、转速的波形进行对比分析,结果表明:电力系统稳定器、快速切除故障、故障限流器、能够提高电力系统暂态稳定性.     

同步发电机实用参数分时段辨识研究

同步发电机在动态过程的不同时段起主导的实用参数不同。对比研究同步发电机实用参数在励磁扰动故障下的轨迹灵敏度特性,给出不同参数在不同时段内的灵敏度大小的不同。提出一种分时段辨识策略,即先利用励磁扰动前、后的稳态数据辨识同步发电机的稳态参数,然后分别根据次暂态和暂态时段数据辨识次暂态和暂态参数,最后以单机无穷大系统为例验证此方法的有效性。     

线性最优励磁控制器的设计与仿真

在线性控制理论的基础上设计同步发电机的最优励磁控制器,基于Matlab编程的时域仿真验证,表明:设计的系统有良好的动态响应速度和阻尼特性,具备良好的静态和暂态稳定性.通过对最优励磁控制系统暂态稳定性的分析,验证增大强励倍数对提高电力系统暂态稳定性起到的积极作用;对于单机无穷大系统短路点距线路首端越远,该线路的极限切除时间越大.     

单机系统中计及详细模型的暂态能量在网络中的分布特性研究

在结构保持模型的基础上分析了计及励磁调节器和调速器的单机无穷大系统的暂态能量在网络中的分布特点,以及暂态能量的分布与系统的暂态稳定性之间的关系,并推导出单机无穷大系统计及详细模型的网络暂态能量函数。仿真结果表明计及调节器的暂态能量在网络中的分布同样具有聚积性的特点,即全系统的稳定性问题的研究可以映射为网络局部环节稳定状况进行分析。     

双馈风力发电机组的动态模型仿真

为满足在电网发生故障时风电机组需保持与电网连接并向系统不间断供电的要求,提出了双馈风力发电机的动态模型、变流器模型、变流器保护及电网模型,以研究双馈风力发电机的暂态特性.以1.5.MW SUT1500双馈风力发电机为原型,由一个无穷大电源等效电网模型,变流器模型采用定子磁链的定向电流矢量控制方法,利用PSCAD软件对双馈电机的暂态特性进行仿真.仿真结果表明,矢量控制能够实现双馈电机的有功、无功解耦,并可改善系统的低压穿越能力.     

同步发电机励磁系统的最优控制仿真

在Simulink软件平台上,以单机-无穷大电力系统为模型,在系统发生阶跃干扰和短路故障两种情况下,分别采用最优控制和PID＋PSS控制两种励磁控制方法进行仿真比较研究,仿真结果表明两种励磁控制方法均能提高电力系统暂态稳定性,但最优励磁控制效果更佳.     

新型静止无功发生器的控制方法设计与实现

为了提高静止无功发生器向电力系统输送无功功率的实时性与精确性,提出了一种基于数字信号处理(DSP)的电流间接控制方法,并利用这种方法设计了静止无功发生器的控制器.把采用该控制方法的静止无功发生器投入到一个出现故障的单机无穷大系统进行分析和研究.仿真结果表明,这种电流间接控制方法可以在系统出现故障后大约6 s内快速、有效地改善电力系统的暂态稳定性,效果良好.     

电力系统桥式短路故障限流器研究

提出一种新颖的限制电力系统故障电流的桥式电路,对该电路的工作原理、电路结构和工作方式进行了详细的分析,并给出了限流电路中各支路的电流关系,对电路的直通、开路和变阻3种工作方式作出说明,重点分析了在变阻工作模式下,对负载短路电流的限制和分流. 考虑了当桥式限流电路中的开关管栅极加入脉冲信号后,对负载电压和电流的谐波影响,以及限流电感中串入电阻后对开关管占空比的不同要求、对桥式电路分流性能的影响等. 最后给出了部分仿真波形和计算值.     

串联补偿型故障电流限制器的研究

介绍了传统故障限流技术发展现状和应用情况．提出了一种具有串联补偿功能的短路故障电流限制器（FCL）-由电容器、限流电感、快速开关、ZnO避雷器、可控火花间隙组成．电网正常运行时,电容和限流电感接入对电网起串联补偿作用,发生短路故障时,快速开关迅速动作FCL呈感性限制短路电流．用MATLAB对单机一无穷大系统发生三相短路故障情况下的系统进行仿真,仿真结果表明该FCL具有限流效果好,限流速度快,无电能损耗的优点．     

故障限流装置中MOV能量吸收及热特性研究

金属氧化物限压器(metal oxide voltage limiter, MOV)作为串联谐振型故障限流器的关键部件,其可靠运行尤为重要。以110kV单相线路为例,利用电磁暂态分析程序对MOV在系统短路故障过程中能量吸收的特性进行仿真分析。仿真结果表明,短路故障时间越长,MOV需要吸收的能量越多;快速开关闭合时间的长短决定了MOV短时吸收能量的大小。进一步利用有限元计算方法,以MOV单元阀片和MOV本体结构为研究对象,对暂态过程中MOV的热特性进行研究,得出了MOV阀片温升与短路故障时间及注入能量之间的变化曲线,同时计算出MOV单元阀片及MOV本体的温度场分布,分析了其温度分布特性。在此基础上,制作了实际MOV本体模型,并进行了MOV温升的实验测定,结果表明实验测量与相应的理论计算符合较好,证明了相应计算方法的可靠性。研究结果为设计故障限流装置保护配置策略及MOV温升保护策略提供了工程参考,为MOV的本体设计提供了理论依据。     

二级电压控制对长期电压稳定性影响的仿真分析

根据长期电压慢动态的特点,对长期电压稳定有重要影响的发电机、励磁电流限制器、电枢电流限制器、有载调压变压器、负荷和二级电压控制器建模,从而建立整个系统的准稳态模型,通过时域仿真获得系统动态演变过程中的一系列暂态平衡点,从而可描绘出系统长期电压动态过程,并实现快速仿真。以一个10机39节点系统为例,通过仿真结果,分析了二级电压控制对电压稳定的影响。计算结果表明,在电压下降或失稳过程中,二级电压控制可改善区域电压水平和提高系统电压稳定性。     

小电流接地系统故障选线的暂态零序电流变化率方法

分析了小电流接地系统发生单相接地故障时暂态零序电流的特点,给出了利用故障线路与非故障线路暂态零序电流变化率差异的选线判据,提出了小电流接地系统故障选线的暂态零序电流变化率方法.该方法不受系统中性点接地方式、电压初相角、过渡电阻的影响,故障判别准确,选线灵敏度高,算法简单,实用性强.最后用Matlab中建立的小电流接地系统仿真模型验证了该方法的有效性.     

感应发电机接入配电网的不对称短路电流峰值评估

短路电流计算是分布式发电接入配电网规划和保护的基础. 研究了感应发电机(IG)的不对称故障暂态特性, 推导配电网不对称故障时IG定子短路电流的解析式. 由于配电网不同位置发生短路故障时, 故障瞬间电压相位变化和发电机转速在故障过程中快速上升, 都将对IG注入电网的短路电流产生影响. 在计及配电网不对称故障后IG转子转速变化的同时, 利用转子运动方程和正负序静态等值电路, 得到了估计电网发生故障后IG的短路冲击电流算法, 最后利用电磁暂态分析软件中IG的5阶动态模型仿真验证该方法的正确性.     

Research on the control method for voltage-current source hybrid-HVDC system

The hybrid-HVDC topology,which consists of line-commutated-converter(LCC)and voltage source converter(VSC)and combines their advantages,has extensive application prospects.A hybrid-HVDC system,adopting VSC on rectifier side and LCC on inverter side,is investigated,and its mathematic model is deduced.The commutation failure issue of the LCC converter in the hybrid-HVDC system is considered,and a novel coordinated control method is proposed to enhance the system commutation failure immunity.A voltage dependent voltage order limiter(VDVOL)is designed based on the constant DC voltage control on the rectifier side,and constant extinction angle backup control is introduced based on the constant DC current control with voltage dependent current order limiter(VDCOL)on the inverter side.The hybrid-HVDC system performances under normal operation state and fault state are simulated in the PSCAD/EMTDC.Then,system transient state performances with or without the proposed control methods under fault condition are further compared and analyzed.It is concluded that the proposed control method has the ability to effectively reduce the probability of commutation failure and improve the fault recovery performance of the hybrid-HVDC system.     

两种拓扑结构的固态短路限流器比较

基于变压器耦合式固态桥式短路限流器和带旁路电感的变压器耦合式固态桥式短路限流器的基本工作原理和技术特点，通过对其拓扑结构的控制策略和对系统影响的谐波分析和经济成本进行了比较，得出了带旁路电感的变压器耦合式三相固态桥式短路限流器在现阶段有一定的优势的结论。同时提出在固态限流器研究应用中所遇到和亟需解决的问题，展望了其应用前景。