大规模海上风电场经HVDC并网引发轴系扭振分析与抑制

大规模海上风电场经HVDC输电可提高其输电效率,但当风机轴系考虑为两质块模型时,直流整流侧的控制方式有可能向附近的风机引入负阻尼,将导致风机轴系扭振,影响系统的安全稳定运行。本文首先分析风机轴系扭振产生机理,通过复转矩系数法得到系统的电气阻尼系数,以判断固有扭振频率下的系统稳定性;然后计算出待补偿的电磁转矩和风机转子转速的相角差;最后通过设计附加阻尼控制器抑制风机轴系扭振。在PSCAD程序中搭建风电场经HVDC并网模型进行仿真分析,分析结果表明系统加入阻尼控制器后,风机轴系扭振迅速衰减,控制器的加入有效增大了系统阻尼比。此研究分析为大规模海上风电场通过HVDC并网提供了理论基础。     

光伏经LCC-HVDC外送系统的次同步振荡特性分析

随着我国西北地区光伏发电的持续增长,大规模光伏经电网换相型高压直流输电(LCC-HVDC)外送成为重要的外送方式。当光伏电站位于LCC-HVDC送端近区时,系统的次同步振荡(SSO)特性尚不明确,目前相关研究处于空白。针对上述问题,首先采用模块化建模方法,建立光伏经LCC-HVDC外送系统的状态空间模型;然后基于特征值分析法分析系统振荡模式,研究LCC-HVDC对系统SSO阻尼的影响;最后根据特征值根轨迹,分析系统参数对SSO特性的影响。研究结果表明,存在光伏电站和LCC-HVDC状态变量共同参与的SSO模式,且LCC-HVDC的接入会削弱光伏并网系统阻尼,增大发生SSO的风险;在光伏经LCC-HVDC外送系统中,光伏并网逆变器外环、LCC-HVDC整流器的比例系数减小或LCC-HVDC整流器的积分系数增大时,SSO对系统的威胁增加。研究结果可为实际工程提供理论参考。     

基于Prony辨识的复杂交直流系统次同步振荡特性分析

电力系统中的次同步振荡是一类严重的系统稳定性问题,不但会使系统产生振荡现象,而且极易造成汽轮发电机组的大轴损毁,准确分析系统的次同步振荡特性对其防止和抑制有重要意义.以往提出的基于系统线性化方程求解的小扰动分析方法在实际复杂系统中的应用非常困难,极易形成"维数灾".为解决上述问题,使用Prony辩识技术分析次同步振荡模式的方法,对2008年贵州电网这一复杂交直流混合输电系统的次同步振荡特性进行了分析,并且提出了提高辩识精度的有效方法,NETOMAC电磁暂态仿真计算证明了此方法的有效性.对今后复杂交、直流输电及含有FACTS装置的灵活交流输电系统的次同步振荡特性分析提供了可行途径,为抑制次同步振荡的阻尼控制器的设计提供了参考.     

基于锁相环主导的D-PMSG经LCC-HVDC送出系统的次同步振荡特性研究北大核心

直驱风电机组(direct-drive permanent magnet synchronous generator,D-PMSG)装机占比不断增加,大规模风电需经电网换相换流器高压直流输电(line-commutated-converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)送出。该背景下,D-PMSG锁相环主导的次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)特性尚不清晰,且鲜有文献开展相关方面的研究。针对上述问题,首先利用模块化分块建模法建立D-PMSG经LCC-HVDC送出系统的小信号模型。然后,基于锁相环主导的SSO模式,采用参与因子确定了与SSO模式强相关的变量。最后,通过分析特征值根轨迹,探究了系统参数对SSO特性的影响。研究结果表明:当D-PMSG锁相环比例系数、直流电容容值、LCC-HVDC定电流控制器比例系数增大时,SSO模式阻尼增大;当D-PMSG锁相环积分系数、GSC控制器外环比例系数以及积分系数增大时,SSO模式阻尼减小。基于PSCAD/EMTDC时域仿真模型,验证了理论分析的正确性。所得结论可以为实际工程提供一定的理论参考。     

大规模风电外送中的次同步振荡问题

目前,中国正在建设7个千万kW级风电基地,大规模风电外送成为必然.串补交流输电和高压直流输电作为风电外送的2种重要方式可能会诱发次同步振荡问题.分析鼠笼异步型,双馈感应型和永磁同步型风电机组的结构特点,论述次同步谐振、装置引起的次同步振荡以及风电机组控制器引起的次同步振荡,并分析总结不同类型风电机组可能发生的次同步振荡类型.最后,指出亟待研究解决的问题.     

呼辽直流控制系统对电气阻尼特性的影响分析

基于电磁暂态仿真平台PSCAD/EMTDC建立了呼辽±500kV高压直流输电系统现场模型,进而运用时域仿真实现的复转矩系数法--测试信号法计算出了发电机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性曲线,并重点研究了整流侧控制方式(定电流控制和定功率控制)及参数(比例放大系数K和积分时间常数T)对汽轮发电机组的电气阻尼特性的影响规...     

光伏经新能源同步机并网小干扰模型及次同步振荡抑制作用

针对光伏并网换流器弱阻尼引发的次同步振荡问题,提出了光伏采用新能源同步机(Motor-Generator Pair,MGP)来抑制振荡的新思路.阐述了MGP的结构和阻尼特性;通过研究光伏与MGP的电气连接关系推导了光伏经MGP并网的小干扰模型;通过特征值分析了换流器电压外环与电流内环控制参数对光伏直接并网和采用MGP并...     

风电场并网系统次/超同步振荡功率的频率分量特征研究

大规模风电场并网系统引起的次/超同步振荡对系统稳定性及风电消纳造成了不利影响,为此,对该类新型振荡的频率分量及宽频特征进行研究.首先,利用瞬时功率理论分析次/超同步振荡功率的表现形式,发现其同时包含交流分量与直流分量.其次,研究系统处于不同运行状态时次/超同步振荡功率的频率分量特征.最后,通过仿真算例分析,验证风电场并...     

基于K-means聚类和同步挤压小波变换的次同步振荡检测

电力系统次同步振荡具有非平稳、非线性特性,现有检测方法难以捕获振荡特征和变化趋势,为此提出K-means结合SWT的振荡检测方法,并将该方法引入次同步振荡谐波检测分析中.首先,利用SWT较强的抗模态混叠能力和抗噪性,在噪声环境下清晰直观表征信号振荡模态.同时,在SWT中运用频域切片,提取电力信号中的多重振荡模态,进行重构和参数辨识.考虑到SWT将小波系数挤压至中心频率,采用K-means聚类方法准确求出重构前振荡信号中心频率,并自动选择信号重构频域区间.最后,通过仿真算例验证该方法的有效性.     

基于双馈风力发电机的次同步振荡及其抑制策略

双馈感应发电机(DFIG)也称双馈风力发电机,其变速恒频的优点在风电场中得到了广泛应用。随着大量风电能源并网,远距离高压输电使用串补电容技术容易引起电网发生次同步振荡(SSO)。DFIG的定子绕组直连电网,因此在运行过程中极易受到电网SSO的影响。针对DFIG的SSO及抑制策略进行研究。首先,建立了DFIG系统数学模型,分析DFIG系统的控制策略;接着,针对SSO采用一种改进的基于2阶广义积分器(SOGI)的锁相控制技术;然后,在转子侧变流器(RSC)采用准谐振控制器(QRC)抑制SSO对于定子输出的影响;最后,通过MATLAB/Simulink软件仿真,验证了控制方案的正确性和有效性。     

直接转矩控制转矩脉动最小化方法研究

针对基于直接转矩控制中的感应电动机在低速运转时存在较大的转矩脉动问题,提出了一种新的控制方法。该方法在对传统直接转矩控制的开关控制表进行改进的基础上,建立了新型双层滞环控制的开关控制表,使感应电动机的转矩脉动达到最小。实验结果表明该方法能有效地解决转矩脉动问题。     

具变号系数的四阶非线性时滞微分方程的振动性

在p（t）变号情况下,对四阶非线性时滞微分方程x（4）（t）＋p（t）f（x（t-τ））=0的振动性进行了研究,并得到方程振动的一个充分性定理.所得结论推广了当系数不变号时,四阶非线性时滞微分方程的振动性结论.     

一次项系数矩阵为反对称阵的复模态振动问题及其解

本文论述了研究基础振动过程中导出的一种一次项系数矩阵为反对称阵的二次广义特征值的复模态振动问题,给出了复模态的数值解法,为了计算方便和准确,对复矩阵先进行平衡处理,然后用复位移的QR法求特征值和特征向量,这种方法对一般复模态问题也可以求解.计算示例表明本方法是有效的,可供工程实用.     

一种简便快速的电子衍射谱分析方法

本文根据特征平行四边形法和N/(1/2)比值法提出了一种简便快速的电子衍射谱分析方法——图表法,由于它以一些简单的操作取代了常用分析法的数据测量和计算过程,因此具有简便、快速、可靠性高等优点。     

等截面风道条缝形出风口阻力系数的探讨

根据两种等截面风道上条缝形出风口的阻力系数,在不同速度比条件下的测试结果,整理出几个参数之间的关系曲线。并对烟流图中,气流飘射角度的变化规律,进行了分析和探讨。本文可以作为纺织厂等截面支风道设计的参考。