多柴油发电机组准同期并车策略设计

针对柴油发电机多机并联经济性运行问题,设计了一套通用化柴油发电机同期并机以及协调功率分配策略,实现不同配置多柴油发电机组供电系统的同期并网和自动功率分配,基于SIMULINK仿真软件搭建5台不同配置柴油发电机并车运行模型,准同期并网法实现各机组的组网运行,并设计一套协调控制策略,实现多柴油发电机协同经济运行,通过仿真验证所设计并车策略的可行性。     

基于双机并联虚拟同步机系统的自适应控制策略研究

近年来,为了使分布式发电系统呈现类似于同步发电机的特点,基于同步发电机机电暂态分析理论的虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)控制技术受到了世界各国学者的广泛关注。然而多并联VSG系统在并网和故障稳定的过渡过程中存在功率振荡及频率波动,对电力系统的动态响应和稳定性有负面影响。文章介绍了VSG控制策略,建立了两台VSG并联的小信号模型,分析振荡时系统变量的变化情况,并提出一种基于自适应前馈控制的双机并联VSG控制策略。通过角频率的变化自适应增加前馈量补偿系统的功率缺额,提高了系统的响应速度和功率分配精度,抑制系统频率波动和有功功率振荡,保证了系统的快速稳定和安全性。最后在Matlab/Simulink平台上建立了仿真模型,仿真结果证明了所提出控制策略的可行性和有效性。     

柴油发电机组功率交互振荡现象的分析与仿真研究

对于作为交流供电使用的柴没发电机组,并联支行过程中经常出现功率交互振荡.通过分析产生功率交互振荡的原因,得出影响功率振荡的能数,然后利用Matlab对柴油发电机组单机、并联运行进行仿真,验证分析结果.     

一种基于PSS和模糊PID控制的运行工况波动下柴油发电机调速系统研究

核电厂柴油发电机需要具备起动速度快、有功功率大、供电时间长、可靠性高、带载性能好等特点,而机组的调速系统作为机组的核心控制部件,对机组的稳定可靠运行起着至关重要的作用。为解决柴油发电机在外电网运行状况波动时传统调速控制方法引起的低频振荡等问题,提出了一种基于电力系统稳定器（PSS）和模糊PID控制的柴油发电机调速方法。基于MATLAB Simulink仿真软件搭建柴油发电机调速系统模型,将实际工程运行数据与基于PSS和PID的转速控制方法进行仿真对比。结果表明该方法具有较高的适应性和鲁棒性,不仅提高了柴油机转速的控制精度,还加强了端电压与功率的稳定。     

基于一致性算法的并联虚拟同步机系统小信号模型分析

虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)控制技术使低惯性的电力电子逆变器模拟同步发电机转子的工作过程,在改善系统的动态特性的同时,不可避免地引入有功功率振荡的问题,特别是在多个VSG并联的情形下,VSGs之间较低的互阻尼将使振荡更加严峻。对于这一问题,该文提出一种基于一致性算法的二次调频控制策略,有效抑制并联VSGs系统的功率振荡。然后,使用小信号建模的方法,分别从线路和控制2个层面建立4-VSGs系统的局部模型,分析功率源之间的交互机理以及线路结构与控制结构的相关参数对功率振荡的灵敏度。最后,通过仿真结果验证了小信号分析的结论,揭示了并联VSGs功率振荡的产生机理,给出了控制器参数的设置建议。     

基于结构保留模型的低频振荡功率增量分布计算与分析

基于电力系统结构保留模型,构建了计及详细发电机模型、励磁系统模型和负荷频率特性模型的电力系统状态方程,并利用计算线性化状态矩阵得到的特征值和特征向量,建立了求解低频振荡中的功率振荡增量在网络中的分布的计算方法。计算所用模型均在极坐标下建立,回避了传统方法中繁琐的坐标变换。该方法不仅可以计算低频振荡过程中发电机、支路和负荷处振荡功率增量的分布情况,而且可以分析负荷动态特性对功率振荡的影响。对四机算例系统进行仿真与分析,算例结果表明所提算法在准确地计算各机电振荡模式的振荡功率增量分布情况的同时能够分析负荷频率特性对振荡功率增量分布的影响。     

强迫功率振荡故障反演方法改进

针对中国东北某电网发生的因机组负荷高限保护持续动作引起的振荡故障,分析了故障原因,提出了一种基于广域测量系统的外特性注入模拟低频振荡扰动源的时域仿真方法,并利用PSASP仿真软件在发电机主变压器高压侧上施加周期性功率扰动,模拟振荡期间发电机的功率变化,验证了故障复现方法的有效性和电网仿真模型参数的准确性;研究分析了强迫功率振荡导致的系统安全稳定风险,提出了电网运行控制建议。     

基于结构保留模型的低频振荡功率增量分布计算与分析

基于电力系统结构保留模型,构建了计及详细发电机模型、励磁系统模型和负荷频率特性模型的电力系统状态方程,并利用计算线性化状态矩阵得到的特征值和特征向量,建立了求解低频振荡中的功率振荡增量在网络中的分布的计算方法.计算所用模型均在极坐标下建立,回避了传统方法中繁琐的坐标变换.该方法不仅可以计算低频振荡过程中发电机、支路和负荷处振荡功率增量的分布情况,而且可以分析负荷动态特性对功率振荡的影响.对四机算例系统进行仿真与分析,算例结果表明所提算法在准确地计算各机电振荡模式的振荡功率增量分布情况的同时能够分析负荷频率特性对振荡功率增量分布的影响.     

同型光热发电机并联聚合对光热发电场振荡稳定性影响

该文研究了并联光热发电机群聚合对光热发电场振荡稳定性的影响,发现并联光热发电机数量增加时,与光热发电机励磁系统相关的振荡模式在复平面上向右移动,给光热发电场带来失稳风险。文中采用劳斯稳定判据,进一步分析证实并解释了这一发现的机理。该文首先给出了光热发电机组线性化模型,进而建立了含N台并联光热发电机的光热发电场线性化模型;然后,在光热发电机模型相同的条件下,采用相似变换推导了光热发电场等效模型,分析了并联光热发电机数量增加给光热发电场带来振荡失稳的风险,通过算例演示了随着并联光热发电机数量的增加,光热发电场的励磁振荡模式在复平面上向右移动,导致光热发电场振荡失稳,探讨了光热发电机运行状态不同时等效模型的适用性;最后通过理论分析表明,光热发电机机电振荡模式不受并联光热发电机数量增加的影响,从而证明和解释了励磁振荡模式失稳的机理。     

离网条件下的虚拟同步机分布式并联系统暂态稳定分析

虚拟同步机技术的应用,使得分布式电源具有同步发电机特性,可实现离网运行,其可控惯量对离网条件下分布式并联系统的频率稳定和有功振荡有很大的影响。基于离网条件下的虚拟同步机分布式并联系统,以两端输出有功功率振荡为标准,利用李雅普诺夫方法推导暂态能量函数,分析两端惯性时间常数对系统有功振荡的影响。根据分析结果,对暂态期间惯性时间常数进行控制,抑制有功振荡幅度,减小振荡时间,从而提高系统暂态稳定性。最后,利用PSCAD/EMTDC?软件建立模型进行仿真,验证所提方法的可行性。     

交直流一体独立发电机系统振荡的研究

交直流一体独立发电机系统在发电机和负载参数不满足一定条件时,会发生发电机和反电势负载之间的大幅度功率振荡,破坏系统的正常工作。为了对振荡的幅值和频率进行研究。本文使用多回路方法建立了交直流一体独立发电机系统的数学模型,编写了相应的仿真程序,对振荡进行了仿真与实验吻合比较好。该仿真程序可以用来对系统设计进行校核,探索抑制振荡的方法。     

基于无模型PID柴油发电机调速器的研究

柴油发电机调速系统的转速响应是影响电力系统稳定性的重要因素之一.针对目前柴油发电机调速器响应速度慢、精度差以及负载变化较大时柴油发电机组输出电压和频率波动较大的问题,本文通过对柴油发电机系统组成的研究,建立了柴油发电机组系统的模型,提出了无模型PID相结合的控制方法对柴油发电机调速器进行控制,提高柴油发电机的性能,使其响应速度增加,在较短的时间内达到其稳定状态.并进行了Matlab仿真实验,验证其可行性.     

汽轮发电机组轴系扭振多指标非线性协调控制

为减少机电扰动对汽轮发电机组轴系扭振的影响,在单机无穷大系统中,建立了汽轮发电机组轴系、励磁和调速的六阶非线性状态空间数学模型。基于反馈精确线性化理论,设计了发电机组励磁和调速的多指标非线性协调控制(MINC)策略。同时与线性最优控制(LOC)方法做对比,仿真表明:采用MINC方法,当系统受到短路故障,调功和调压扰动时,不仅能更好地抑制汽轮机和发电机之间功角位移偏差的振荡,减少轴系扭振事故的发生,还可以兼顾各状态量的动、静态性能,提高电力系统稳定运行水平。     

风力发电为主导的孤立发电系统可靠性评估

针对内蒙古的特定情况,采用以风力发电为主导的小型孤立发电系统提供电能,可保证供电可靠性、节省柴油燃料和保护当地的生态环境。本文所述的小型孤立发电系统以风/柴/储能联合发电的形式提供电能。文章采用序贯Monte-Carlo模拟法实现风/柴/储能发电系统的可靠性评估。根据风电场的风速历史数据,建立风电场的风速时间序列模型。由风速时间序列计算风力发电机的输出功率。在考虑机组随机故障的情况下,由发电机和负荷模型得到蓄电池的时间序列模型。针对样例系统,量化评估了仿真样本容量、蓄电池容量、蓄电池充放电率和风力发电机额定功率等,一些因素对风/柴/储能发电系统可靠性的影响。仿真结果可为风/柴/储能发电系统可靠运行提供依据,为政府及电力部门推广风/柴/储能联合发电向偏远地区供电提供依据。     

双馈风力发电机组及其低电压穿越技术

从双馈电机的基本工作原理出发,建立了双馈发电机的数学模型,并对其在风速发生变化时进行仿真.研究了双馈风电机组在电网故障时的运行情况,通过硬件方法使双馈风电机组具有更强的低电压穿越能力.也就是在电网出现短暂故障时,风电机组还能保持并网运行.     

大型同步发电机进相运行动模试验设计

同步发电机进相运行已成为广泛应用的电网电压调节手段。动模试验是电力系统学科一种重要的研究方法。由于电网安全运行的重要性,现场不可能开展发电机深度进相运行试验。文章提出基于动模试验研究大型发电机深度进相特性的方法,并以某600 MW发电机组为原型机,基于相似原理设计了大型同步发电机进相运行动态模拟的发电机、主变、线路等模型机参数,搭建了发电机进相运行动模系统,开展了不同进相深度工况的发电机进相动模研究,分析了发电机进相动模结果,指出了影响发电机进相动模试验精度的电气参数模拟误差、外串阻抗无饱和现象、模拟系统容量下磁路饱和反映不真实等影响因素。通过建立的模型发电机组进相试验结果与现场实际600 MW进相试验结果的比较,验证了所设计的动模模型的正确性和有效性。     

自备电厂发电机励磁系统稳定性分析及控制研究

励磁系统的控制模式和控制参数对发电机及电力系统安全稳定运行有较大影响,一些厂矿企业电网的停电事故,暴露出自备电厂运行时存在励磁系统稳定问题。针对此问题,建立了计及恒无功、恒功率因数励磁控制方式的Heffron-Philips扩展模型,形成系统状态矩阵,通过特征根分析研究影响励磁系统稳定性的主要因素;基于根轨迹方法提出一种考虑系统稳定性的励磁系统控制参数优化方法。剖析了某实际厂矿企业自备电厂发电机组异常振荡现象的机理,并改进了励磁控制参数,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

电力系统传动转矩控制器低频振荡控制方法研究

转矩控制器时常发生的低频振荡问题,不仅影响电力系统正常运行、对相关系统设备具有较大危害,而且电力系统参数的过快变化,也在一定程度上提升了低频振荡的控制难度,为此,面向电力系统中的转矩控制器,提出一种低频振荡控制方法。根据网压信号构建系统的状态空间模型方程,经初始化与重采样处理粒子集,依据粒子最优状态估计去除信号噪声,基于dq轴模型与网压网流得到信号序列,识别出低频振荡模式;采用网侧电压、电流基波分量以及输入电压,架构dq坐标下变流器模型,通过选取控制器状态变量,设计灵敏度检验策略,制定加权函数提取条件,得到低频振荡控制器。仿真实验阶段,通过发电机网压波形、变流器交流侧电压及电流波形、中间直流回路电压波形,验证所提方法能够较好地控制低频振荡现象,且有效抑制了发电机数量多少的影响。