水轮机及其调速系统在低频振荡中的作用

在研究电力系统低频振荡时，传统方法通常忽略水轮机及调速系统的影响。本文提出了水电站单机无穷大系统的低频振荡研究模型，计及了励磁调节系统和水轮机及其调速系统的作用，对不同状态下的特征根进行了比较，并做了振荡模式的相关性和灵敏度分析，结果表明水轮机及其调速系统对电力系统低频振荡模式的影响不可忽略。     

水轮机及其调速系统在单机无穷大系统低频振荡中的作用

在研究电力系统低频振荡时,水电站单机无穷大系统的低频振荡研究线性化模型,计及了励磁调节系统和水轮机及其调速系统的作用,运用特征分析法,对不同状态下的特征根进行了比较,并做了振荡模式的相关性和灵敏度分析,结果表明水轮机及其调速系统对电力系统低频振荡模式的影响不可忽略。     

电力系统稳定器在喜河水电站的应用研究

针对喜河水电站水轮发电机励磁控制系统中的励磁调节器产生负阻尼转矩可能导致电力系统低频振荡的问题,采用电力系统稳定器（PSS）以抑制低频振荡。建立了喜河水电站3号水轮机组的PSS模型,通过模型参数测试结果与仿真结果的比较,验证了参数的准确性,并进行了现场试验研究。结果表明,该机组PSS能够有效地抑制系统低频振荡,对本机振荡有良好的正阻尼作用。     

电力系统稳定器在喜河水电站的应用研究

针对喜河水电站水轮发电机励磁控制系统中的励磁调节器产生负阻尼转矩可能导致电力系统低频振荡的问题,采用电力系统稳定器(PSS)以抑制低频振荡。建立了喜河水电站3号水轮机组的PSS模型,通过模型参数测试结果与仿真结果的比较,验证了参数的准确性,并进行了现场试验研究。结果表明,该机组PSS能够有效地抑制系统低频振荡,对本机振荡有良好的正阻尼作用。     

基于EEAC理论分析低频振荡

扩展等面积准则（EEAC）通过互补群惯量中心 — 相对运动（CCCOI-RM）变换,将多机系统受扰轨迹映射为一系列时变单机无穷大（TV-OMIB）系统的映象轨迹,并解耦各振荡模式的信息,进而可以识别主导振荡模式,并实现稳定性的量化分析。文中提出以轨迹特征根反映系统非线性对低频振荡特性的影响,以轨迹特征根对各机组机械阻尼系数的灵敏度来反映各机组的参与因子;发现按减小联络线功率的准则调整机组出力可能产生负阻尼效应;指出为抑制低频振荡,应以减小映象功角为准则来调整机组出力。分析扰动大小对系统振荡特性的影响,发现系统振荡特性在分岔点附近可能与平衡点特征根明显不同。     

小浪底电厂PSS试验与整定

PSS(电力系统稳定器)可以向一个可能引起负阻尼的励磁调节器中注入某些附加控制信号,使之提供正的阻尼,平息自动励磁调节器的低频振荡。以小浪底电厂2#机组励磁PSS参数实测为例,通过试验对励磁系统及PSS参数进行了调整,改善了励磁系统的调节性能,抑制了可能出现的电力系统低频振荡。     

二滩水电站3号机组低频振荡原因分析

电力系统的负阻尼效应往往会导致产生低频振荡,此时输电线路上的功率波动频率一般在0.2~2.0Hz之间。低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统、或机组与系统之间的失步而解列,严重威胁着电力系统的稳定。引起低频振荡的原因有很多,包括电气因素、机械因素以及水力因素等,都有可能导致低频振荡的发生。励磁系统的电力系统稳定器PSS可以有效地抑制由于电气因素而引起的低频振荡。以二滩水电站为例,该水电站3号机组由于水力因素导致发生低频振荡,为此进行了分析研究,根据研究结果,制定出了适宜的应对措施;通过对跨越涡带区的负荷进行调整,使此次振荡故障得以平息。针对二滩水电站3号机组发生的低频振荡事件所开展的原因分析以及所研制出的应对系统措施,可为同行提供借鉴。     

紧水滩水轮机调速系统对电力系统稳定性的影响

基于实测的紧水滩水轮机调速系统模型参数,研究了单机无穷大系统和浙江电网调速系统对大、小扰动稳定性的影响,并讨论了调速系统对电力系统稳定器参数整定计算的影响.认为:紧水滩水轮机调速系统及其参数的变化对电力系统大、小扰动稳定性的影响有限;投入电力系统稳定器大大提高了阻尼,减弱了调速系统对小扰动稳定性的影响;对较长时间的大扰动情况,稳定分析第1摆应采用非线性水力系统调速系统模型;调速系统的响应速度和增益对电力系统调频起着重要作用.     

调压井底孔对水轮机调节系统过渡过程的影响

调压井是水电站建设的重要工程措施,本文在对带调压井的水轮机调节系统开展的计算分析中,采用流量、力矩的特征矩阵法描述水轮机特性、详细考虑了水轮机调速器非线性特性（如主配压阀速度特性、接力器开关时间整定引起的严重的非线性特性等）,用实际甩负荷过渡过程算例说明调压井底孔阻尼对水轮机调节系统振荡特性的衰减、调压井内水位涌升的重要影响。     

基于模糊免疫方法的次同步阻尼控制器设计

高压直流输电系统在一定条件下可能引发系统的次同步振荡。基于复数力矩系数原理与模糊免疫的方法设计了次同步阻尼控制器。该控制器检测到系统的次同步振荡信号后，能根据振荡情况对控制器参数进行自适应调整，整个控制器结构简单、稳定性强且易于工程实现。以2008年南方电网贵广Ⅱ直流系统为例，电磁暂态时域仿真结果表明了该方法应用于次同步阻尼控制器设计的有效性。     

不同工况下水轮机调节系统动态特性分析

为了更加全面地了解和掌握水轮机调速系统的组成结构和不同工况下的特性,在大量研究理想条件下水轮机调节系统建模与仿真结果的基础上,对水轮机调节系统进行线性和非线性建模,并运用matlab/simulink对水轮机调节系统的线性和非线性动态特性进行仿真研究,从而得到了线性条件下空载频率波动和功率扰动波动响应曲线以及非线性环节的系统响应,并对这2种条件下的转速和接力器行程曲线进行了对比分析。分析结果表明,在小波动情况下适合运用线性模型,在大波动情况下适合运用非线性模型,而且这2种情况下得到的结果相差无几,均能反映同一系统的动态过程。该结论将有助于水轮机调节系统在不同工况下的控制。     

机-电耦联条件下水力发电系统暂态分析

本文研究了水电站引水、水轮发电以及调节控制系统(水-机-电系统)的耦联建模及暂态分析方法。在水-机-电系统耦联框架下,首先基于耦合水击理论的4-方程模型,利用其结合部耦合机制,通过压力钢管与水轮机活动导叶的结合部耦合连接水轮机系统,导出了引水系统与水轮机系统的耦联模型。其次,将水轮机模型综合特性曲线转化成对应不同开度的插值特性曲线,结合一阶发电机模型和调速器控制方程,导出了水轮机系统与电力系统的耦联关系,从而建立了单机单管无调压井水力发电系统水-机-电耦联非线性模型及其求解方法,实现了具有不同物理属性的力学系统内部参数耦联的暂态分析。数值算例表明,提出的模型和计算方法能反映水力发电系统暂态过程与电力负荷扰动的动力学机制,可较好地响应来自电力系统的功率扰动,并有效预测暂态过程中各系统的参数变化规律。     

管道泄漏检测的水力瞬变全频域数学模型

输水管道泄漏孔的存在及其位置直接影响着系统压力波形的畸变和衰减特性,通过分析有、无泄漏时任意位置处的压头频域特性可使泄漏检测成为可能.在考虑非恒定摩阻影响的基础上,提出基于水力瞬变全频域数学模型的泄漏检测反问题分析方法.用拉氏频域变换处理边界条件和实测数据,并将遗传算法用于频域反问题模型的求解,在寻优速度上比传统的瞬变时域分析的方法有了较大的改善.算例表明基于水力瞬变全频域数学模型分析的管道泄漏检测是一种有效的新方法.     

SIMULINK在水轮机调节系统仿真中的应用

在小波动范围内,建立了水轮机调节系统各部分的数学模型,采用SIMULINK仿真软件对水轮机调节系统在１％频率扰动和机组突减30%负荷情况下的动态特性进行了仿真分析。通过仿真,整定了水轮机调节系统空载频率扰动过程中,暂态转差系数bt=0.4,暂态反馈时间常数Td=2.95和负荷扰动过程中bt=0.5,Td=2.95的最佳调节参数,获得水轮机调节系统良好的快速性和稳定性。结果表明,利用SIMULINK仿真软件对水轮机调节系统进行仿真研究,方便、灵活。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制(一)水轮机控制系统的建模及仿真

基于MATLAB SIMULINK软件建立了水轮机控制系统仿真模型，进行了水轮机调速器常规的电站试验项目仿真，在现场试验的基础上，对电网一次调频、二次调频特性进行了仿真研究及比较。     

电力系统低频振荡的原因与对策

分析引起电力系统低频振荡的多种原因———缺乏阻尼、发电机的电磁惯性、过于灵敏的励磁调节、电力系统的非线性奇异现象以及不适当的控制方式 ;重点比较并阐述抑制电力系统低频振荡 ,针对励磁系统稳定控制的几种对策