HVDC换相失败引发次同步振荡现象分析

建立了适用于次同步振荡分析的汽轮发电机组轴系扭振数学模型,介绍了发电机组轴系扭振的机理,重点分析了发电机组与HVDC之间的机电扭振作用。受端电网故障导致逆变站换相失败,会引起整流站附近的汽轮发电机组轴系扰动,并引起发电机电磁转矩的变化,而HVDC控制系统的快速作用为扰动提供了负阻尼,从而形成一种正反馈性质的扭振相互作用,助增轴系扰动幅值,最终导致汽轮发电机组次同步振荡现象的发生。在PSCAD/EMTDC上搭建相应模型,仿真再现了由HVDC换相失败引起的次同步振荡现象,并对其产生机理进行验证。     

汽轮发电机电气参数对次同步扭振阻尼的影响

汽轮发电机是联系轴系机械系统与电力网络的中间环节,其数学模型的表现形式及参数精度对次同步扭振研究的可行性及结论有着直接的影响。通过对机电系统闭环特征值的计算分析,研究了汽轮发电机电气参数对次同步扭振阻尼的影响,指出应注意发电机次暂态电抗参数精度对次同步扭振阻尼有较大影响。     

大型发电机组转子轴系扭振抑制策略研究

汽轮发电机组由于交流送出线路中固定串补等设备的接入,在交流系统发生故障时存在的次同步频率的电气功率会给机组带来转子轴系疲劳扭振的风险。而链式静止同步补偿器(STATCOM)的接入和调制控制可以为机组提供一个有效的阻尼机组轴系扭振方法。这里论述了汽轮发电机组轴系扭振的原因及STATCOM抑制轴系扭振的控制策略,并提出在STATCOM中引入比例积分谐振(PIR)控制策略和电流内环附加微分控制策略,使得STATCOM对基波及不同模态超、次同步频率电流均实现有效控制。动模系统测试结果表明,STATCOM可以极大地提升对机组轴系扭振的抑制能力,确保机组在交流系统故障等情况下的安全稳定运行。     

汽轮发电机组轴系扭振预防与抑制技术研究进展

综述汽轮发电机组轴系扭振产生的原因及轴系扭振抑制方法与技术的研究进展,重点介绍次同步谐振引起的扭振抑制技术的研究现状。结合当前研究探讨了磁极表面加装阻尼绕组、加装滤波装置及混合串联补偿装置等抑制扭振的方法并指出其现存的不足之处。最后,就这些问题对本领域的研究发展趋势进行了展望。     

短路工况下轴系扭转疲劳寿命损耗分析

本文分析了短路工况下扭振阻尼与短路时间对汽轮发电机组轴系扭转疲劳寿命损耗的影响，所得结论可用于轴系扭振的进一步研究。     

基于电力电子变流器的机端次同步阻尼控制器研究与测试EI北大核心CSCD

针对大型汽轮发电机接入串补输电系统面临的次同步谐振问题,研制出一种基于电力电子变流器的机端次同步阻尼控制器(generator terminal subsynchronous dampingcontroller,GTSDC)。它由多模态次同步阻尼控制器和基于链式结构的高压大容量电流跟踪变流器构成,通过向机组定子侧注入幅值和相位可控的扭振模态互补频率的电流,实现抑制轴系扭振的目标。阐述GTSDC的工作原理和设计方法,研发一套等效容量为10 MVA、输出电压为22 kV的装置,并在上都电厂660 MW机组上进行现场参数整定和效果试验,结果表明:所研发的GTSDC能大幅提高扭振模态阻尼并有效抑制持续激励引发的强迫性轴系扭振,为解决次同步谐振和振荡问题提供了一种新颖而有效的技术手段。     

基于电力电子变流器的机端次同步阻尼控制器研究与测试

针对大型汽轮发电机接入串补输电系统面临的次同步谐振问题,研制出一种基于电力电子变流器的机端次同步阻尼控制器(generator terminal subsynchronous dampingcontroller,GTSDC)。它由多模态次同步阻尼控制器和基于链式结构的高压大容量电流跟踪变流器构成,通过向机组定子侧注入幅值和相位可控的扭振模态互补频率的电流,实现抑制轴系扭振的目标。阐述GTSDC的工作原理和设计方法,研发一套等效容量为10 MVA、输出电压为22 kV的装置,并在上都电厂660 MW机组上进行现场参数整定和效果试验,结果表明:所研发的GTSDC能大幅提高扭振模态阻尼并有效抑制持续激励引发的强迫性轴系扭振,为解决次同步谐振和振荡问题提供了一种新颖而有效的技术手段。     

次同步振荡引起的发电机组轴系疲劳损伤

为提高电网输送能力而被广泛采用的各种电力电子装置可能会带来电网次同步振荡风险。文中针对电网可能发生的次同步振荡现象,分析600MW汽轮发电机组轴系结构,通过机网耦合计算分析次同步振荡引起的机组轴系扭振,采用应力分析和疲劳寿命计算分析次同步振荡对机组轴系的疲劳损伤。研究了不同参数所引起的轴系扭振特点,重点比较次同步振荡幅值和频率对轴系疲劳损伤的影响。分析和研究结果将有助于提高机组寿命管理水平,有效评估电网波动容许值。     

CCEBC与李雅普诺夫函数法在轴系扭振稳定性研究中的比较

对研究汽轮发电机组轴系扭振稳定性的各种方法进行了总结,提出用互补群群际能量壁垒准则(CCEBC)研究汽轮发电机组轴系扭振的稳定性.对汽轮发电机组轴系提出新的建模方法,从而使仿真更符合实际,为CCEBC在汽轮发电机组轴系扭振稳定性研究中的应用奠定了基础.以某电厂轴系断裂事故为例,验证了CCEBC比李雅普诺夫函数法更适用于判定轴系扭振的稳定性.     

考虑阻尼的汽轮发电机组轴系扭振特性计算

利用模态识别的思想,提出了一种考虑阻尼的汽轮发电机组轴系扭振特性的计算方法。通过在轴系扭振模型中引入若干测点的实测扭角数据,可以计算扭振外阻尼地扭振特性的影响,从而得到更符合实际的扭振固有特性,为机电热耦合扭振分析提供更准确的模态数据,并为扭振故障诊断提供依据。     

系统扰动对600MW机组轴系扭振影响及防范措施

结合600 MW发电机组运行实际情况,阐述了系统扰动与600 MW汽轮发电机组轴系扭振问题。全面叙述系统扰动对轴系扭振的响应、轴系扭振的特点、电气扰动对轴系扭振的影响分析、轴系疲劳寿命损耗监测等,并进一步提出轴系扭振的抑制和防范措施,供600 MW汽轮发电机组工作人员借鉴参考。     

600MW汽轮发电机组扭振损坏原因浅析

大型汽轮发电机组运行中,因次同步谐振(SSR)或次同步振荡(SSO)发生的扭振损坏是电力工业大机组与大电网发展时期的常见问题。多年来,扭振事故导致汽轮发电机组及电力设备多次严重损毁,一直被世界各国关注。经过多年对发电机组轴系结构特点和网机关系的分析研究,目前抑制或消除扭振故障的措施已取得重要进展和实效。分析了伊敏电厂600 MW发电机组扭振损坏问题,为出现类似问题的机组提供参考。     

汽轮发电机轴系扭振模态分析

以IEEE次同步谐振(Subsynchronous Resonance,SSR)第一标准测试模型为例,详细介绍了如何预测汽轮发电机轴系扭振模态.利用测试信号法计算系统的电气阻尼,通过模态调整法得到模态机械阻尼,利用复转矩系数法判定轴系扭振模态.最后在加入机械阻尼的测试模型中施加三相短路扰动,对轴系各个质量块扭振转矩的幅频分析验证扭振模态预测的正确性,分析结果显示在计及机械阻尼的情况下,只有与电气谐振频率互补的扭振模态发生SSR.     

大型汽轮发电机组轴系扭振控制研制的现状与展望

该文阐述了国内外在大型汽轮发电机组扭振控制方面的研究状况、分析了汽轮发电机组轴系扭振产生的主要原因，指出汽轮发电机组轴系扭振的主要生产特点是具有较大的能量和激励的随机性，讨论了用主动控制技术实现其扭振控制的方法和可行性。     

汽轮发电机组轴系机电耦联扭振研究及应用

本文根据同步发电机基本原理和振动力学理论,建立了汽轮发电机组轴系机电耦联扭振模型,并通过固有动特性检验之。根据此模型可对多种扭振工况进行分析。最后,用所编制的分析软件对某大型汽轮发电机组的某些事故工况进行了扭振响应数字试验。     

基于可观测与可控度的直流输电次同步振荡阻尼控制研究

汽轮发电机组轴系在次同步频率范围内往往存在多个扭振模态。目前对高压直流输电引起的多模态次同步振荡尚缺乏行之有效的抑制策略,系统中多次出现应用次同步振荡阻尼控制器后轴系依然存在明显振荡的现象。应用状态空间法对轴系机械系统进行分析,建立了次同步振荡模态的可观测度与可控度的概念。在设计次同步振荡阻尼控制器时,基于次同步振荡的可控与可观测度进行参数优化。PSCAD/EMTDC的时域仿真结果表明,传统的次同步振荡阻尼控制器对于可观测与可控度较低的振荡模态抑制效果较差,而所提出的基于可观测与可控度的次同步振荡阻尼控制     

非同期并列时汽轮发电机组轴系的扭振及其主动控制

非同期并列是大型汽轮发电机组常见的电力系统故障之一,对机组的安全运行甚为关键。该文计算了非同期并列时汽轮发电机组产生的电磁转矩,分析了其影响因素,并以一台２００ ＭＷ 汽轮发电机组为例,建立了汽轮发电机组轴系扭振主动控制系统模型,并用二次型全局最优控制算法对非同期并列时产生的扭振进行主动控制模拟计算,取得了满意的效果。     

大型汽轮发电机组的轴系扭振探讨

阐述了开展汽轮发电机组扭振研究的重要性，分析了汽轮发电机组扭振产生的主要原因及其种类，并重点对汽轮发电机组轴系扭振的测试方法进行了详细的叙述。     

大型汽轮发电机组轴系扭振控制研究的现状与展望

该文阐述了国内外在大型汽轮发电机组扭振控制方面的研究状况，分析了汽轮发电机组轴系扭振产生的主要原因，指出汽轮发电机组轴系扭振的主要特点是具有较大的能量和激励的随机性，讨论了用主动控制技术实现其扭振控制的方法和可行性。图２表１参１１     

电磁暂态仿真中发电机组轴系阻尼的模拟方法

把发电机组的模态阻尼看成是由互阻尼产生的,提出一种将模态阻尼转换成互阻尼系数的计算方法来研究发电机组的轴系扭振现象。基于在机械振动领域广泛应用的复模态分析理论,建立了轴系扭振模态阻尼与阻尼系数矩阵之间的关系;进一步提出了一种对阻尼系数矩阵进行迭代计算的算法。通过IEEE次同步谐振第一标准测试系统的验算表明,提出的方法有效,适合于实际工程应用。