基于同伦函数的直驱永磁同步风电机组次同步振荡特征值分析

为了研究直驱永磁同步风电机组的次同步振荡问题,建立了典型的风电系统数学模型。在使用传统特征值分析法的基础上,利用同伦函数代替参与因子法,准确且直观地辨识出系统振荡模态特征值对应的状态变量。在此基础上进一步分析状态变量对应的参数对系统振荡模态特征值的影响。最后,通过PSCAD/EMTDC平台进行时域仿真。结果表明:直流电压控制外环积分系数和电流控制内环比例系数对系统的次同步振荡有很大影响。     

电力系统特征值与状态变量对应关系分析

电力系统中特征值与状态变量之间的对应关系的分析对研究系统的详细动态特性具有十分重要的意义。文中首先对研究系统稳定问题的小扰动方法进行了分析,认为非线性动力系统的代数方程约束和各状态量之间的耦合关系是造成系统动态特性十分复杂的重要原因,进而利用同伦函数的概念给出了一种确定线性化系统中特征值与状态变量对应关系的方法。用此方法对简单电力系统做了分析,得出了令人满意的结果。     

分频风电系统频率控制策略研究

综合考虑最大化的利用风能和设备成本,以及风电场的尾流效应,提出了一种如何确定分频风电系统低频侧频率的最优给定值,并通过实际算例验证了频率选定方法的合理性。     

并网永磁直驱式风电系统的模态分析

为研究永磁直驱风电系统（PMSG）并网后自身的稳定性问题,进行了并网风电系统的模态分析。建立了适用于系统小扰动稳定分析的PMSG风电系统模型,研究了并网风机无穷大系统的模式特性。采用特征值法分析了轴系模型、轴系刚性参数、运行点、并网距离对并网风电系统模式的影响。并在PSCAD/EMTDC上建立了相应的非线性模型,利用Prony方法对输出功率曲线进行模式识别,验证了模态分析结论。研究从模态分析的角度说明了轴系双质块建模的重要性,以及上述参数对并网PMSG稳定性影响的相关结论,结果有助于了解并网PMSG风电系统稳定性问题的本质。     

频率稳定约束条件下风电并网能力的确定方法

风力发电中应用最为广泛的双馈风机具有转速与电网频率解耦的特点,这使得高风电渗透率电网的惯量特性和频率稳定性降低.首先,提出一种在频率稳定约束条件下确定风电并网能力的方法.在理论分析风电并网系统等值惯性时间常数和发电机单位调节功率的变化情况的基础上,推导出在功率缺额时反映暂态频率响应特征的关键指标与风电渗透率和同步机替换...     

适应频率变化的双馈风电机组稳定分析改进模型

为分析变速恒频风电机组在不同电网频率下的稳定性,提出了考虑适应电网频率变化的双馈风电机组小干扰稳定性的电磁暂态模型。首先,分析了双馈感应发电机现有常规电磁暂态模型不含电网频率导数项,不能反映电网频率变化的问题,提出了双馈感应发电机改进转子暂态电动势的表达式,并建立了含变流器控制系统在内的双馈风电机组小信号改进模型。其次,采用特征值方法,对不同电网频率运行下采用改进及常规双馈感应发电机电磁暂态模型时的系统特征值进行计算与稳定性分析。最后,建立考虑电网频率变化的双馈风电系统时域仿真模型,分别对不同电网频率及不同负荷扰动下的风电机组有功功率和转速特性进行仿真。理论分析及仿真结果表明,相对常规电磁暂态模型,所提出的双馈风电机组改进模型对电网频率变化更为敏感,可适应频率变化的双馈风电机组小干扰稳定分析。     

逆变器消谐控制的同伦模型建立及算法分析

为了实现消谐模型的实时求解，寻找一种快速收敛算法是十分必要的。该文根据同伦映射的基本思想，提出了将逆变器消谐方程转化成以M为参数的Cauchy问题并讨论了求解该Cauchy问题的两种算法。通过算例分析与牛顿法作了对比研究，结果表明：该文提出的两种算法都是收敛的，且收敛速度均明显优于牛顿法，其中方法1迭代次数少于方法2，但计算量略有增加。此外，文中还就开关角数量N、输出基波电压幅值与母线电压比值M、步长△M等变化对收敛的影响进行了分析，研究发现当M小于0.97时，无论N为多少，步长△M多大（最大值等于M），求解过程总是收敛的。当M大于1时，必须使长△M足够小才能保证求解收敛。     

基于粒子群算法的含大规模风电互联系统的负荷频率控制

以含大规模风电的互联电力系统为研究对象,以抑制风电并网时所引起的系统频率不稳定为目的,提出了基于PSO的负荷频率控制器。传统的负荷频率控制器根据区域控制偏差来调整机组的出力,使区域控制偏差ACE趋于零,从而保证全系统发出的出力和负荷功率相匹配。把风电输出当作一个负的负荷作为等效负荷,在传统的比例积分控制器中引入PSO智能控制,可以进一步提高对等效负荷的控制效果。通过在Matlab/Simulink中构建的含风电的两区域互联电力系统的仿真结果表明,无论是互联电网的频率偏差还是联络线的交换功率,控制指标更优。     

不同风电系统动态电压稳定的分岔分析

为研究接入风电场的电力系统的风电场注入功率和负荷节点无功功率这2个参数独立及共同作用对系统动态电压稳定的影响,针对接入加入动态负荷模型的异步机风电场和双馈机风电场的单机无穷大系统,分别进行了单参数和双参数分岔分析。分析结果表明,双参数分岔分析相对单参数分岔分析更能揭示系统参数对电压稳定的影响。同一系统结构和参数下,2种系统中当注入功率持续增大时,无功负荷过重会极大降低系统的稳定裕度;当注入功率保持恒定时,无功负荷的变化不影响系统稳定;通过风电场注入功率与无功负荷的协调运作,避开注入功率持续增大时无功负荷重载情况,系统可运行到效率最高;双馈电机风电系统稳定性高于异步电机风电系统,且双馈电机风电系统能得到更准确的系统稳定裕度。     

基于同伦神经网络的短期负荷预测研究

将同伦方法引入到神经网络的学习训练中,提高了神经网络的学习效率,较好地解决了BP神经网络收敛速度慢和局部极小值等问题.同伦神经网络具有稳定性强,收敛性好的特点,用这种神经网络进行了电力系统短期负荷预测,算例表明了网络收敛快、预测精度高的优越性.     

电力系统共振模式下传统特征值灵敏度分析失效问题

特征值灵敏度在电力系统小干扰稳定性分析和控制器设计中应用广泛。基于特征值摄动理论,指出在共振模式和接近共振模式下,传统的特征值1阶、2阶灵敏度计算公式与摄动表达式均可能失效。针对这一问题,提出了一种特征值关于系统参数变化的快速重分析算法,从而可以有效分析系统参数小范围变化时共振模式和接近共振模式特征值的变化情况。IEEE9节点系统和IEEE39节点系统的分析结果验证了该算法的有效性。     

考虑参数化特征值灵敏度的含风电电力系统VSM计算

风电场接入对电力系统的电压稳定裕度( Voltage Stability Margin,VSM)有一定的影响.通常使用的VSM计算方法是连续潮流法,但是该方法有一定的乐观性,即系统达到电压稳定极限点之前往往已出现振荡或不稳定,因而提出了一种考虑参数化特征值灵敏度的方法计算VSM.该方法在延拓潮流空间中,将负荷参数作为系统状态矩阵的自变量,在各个负荷水平下计算系统特征值及特征值对负荷参数的灵敏度,通过参数化的特征值灵敏度找到特征值随负荷水平的变化规律,以此考察系统在电压崩溃点之前是否出现振荡或不稳定的情况,从而修正系统VSM.对改进的IEEE - 14节点算例进行仿真计算,显示考虑参数化特征值灵敏度的电压稳定裕度计算方法能得到较准确的VSM,该算法对系统安全稳定分析计算及系统规划设计有一定参考.     

确定风电厂最优落点的概率特征值灵敏度方法

随着电力系统中风电渗透率的不断提高,电力系统潮流分布的复杂性和不确定性随之增加。为解析含风电互联电力系统的稳定运行特性,提升接纳间歇性可再生能源发电的能力,文章提出利用概率灵敏度指标优化配置风电落点。首先,针对互联系统多种运行方式,研究系统状态矩阵与留数之间关系,构建系统概率灵敏度指标,辨别引起系统低频振荡的相关因素和强相关电机组。之后,采用特征根和动态时域仿真,对比分析     

大规模风电场对电力系统稳定性影响的研究

风电机组由于其自身特点,风电机组与传统发电机组有不同的稳态和暂态特性,大规模风力发电接入电网后,电网的电压稳定性、暂态稳定性及频率稳定性都会发生变化。主要针对基于普通异步感应电机和基于双馈式感应电机风电机组的风电场对电网稳定性影响进行深入研究,使得对风电场接入电网后,给电网稳定性带来的问题有更全面、更深入的认识,有利于我国风力发电快速、健康发展。     

微网的小扰动建模及动态特性分析

主要研究了3节点微网的小干扰稳定性,该微网由光伏发电、风力发电、储能蓄电池、阻感负载和感应电动机负载组成.建立了微网系统完整的小扰动模型,利用该模型分析一个算例系统的小干扰稳定性,利用特征模态的参与因子分析状态变量与振荡模态之间的关联程度,用特征值轨迹法调整控制器参数以提高系统的小干扰稳定性.最后在PSCAD/EMTDC中搭建完整的仿真模型,对光照强度突升和风速突降的情况进行仿真,验证了小扰动建模和分析的正确性.     

Synchronous machine block diagram analysis with fast dynamics

Reduced order modelling techniques are employed to incorporate the dynamic effects of a q-axis damper winding in a lower-order synchronous machine model. Using timescale analysis of the two-axis model, it is shown that the DeMello-Concordia model is an approximation of the former under special conditions. An improved version of this model is derived which accounts for the damping provided by the amortisseur winding.     

浅谈电力系统低频振荡的产生机理、分析方法及抑制措施

随着电力工业的迅猛发展,电力系统的规模越来越大,在获得更高的可靠性和经济性的同时,大型互联电力系统的低频振荡严重危及了系统的安全运行。该文简要介绍了电力系统低频振荡的产生机理和常用分析方法,也给出了低频振荡的抑制措施,并指出了未来的发展方向。     

风力发电机组暂态仿真模型

随着大规模风电接入电网,分析风电对电网的影响越来越重要.电力系统暂态仿真是开展风电并网研究的一种重要手段,而建立准确、有效的风力发电机组暂态模型则是仿真工作的基础.文中简要回顾了恒速恒频机组、双馈机组和直驱机组的基本结构,整理和总结了风力发电机组中风轮、传动链、发电机、电力电子变频器以及控制和保护系统等重要环节的暂态仿真模型,并讨论了相关模型在风电并网问题研究中的应用方式,进而展望了风力发电机组模型研究工作的发展方向.     

多风区接入对系统小干扰稳定性影响分析

随着国家对风资源的大力开发利用,大量的风电场需要接入电网.风电场接入电压等级也从最初的配电网发展到高电压等级的输电网,风力发电对电力系统稳定性的影响越来越大,其中风电对系统的小干扰稳定性不容忽视.各风区之间通过主网互联,导致风力发电对系统稳定性的影响不仅仅是单个风场.还包括该风区多个风电场以及整个电网多风区风电场的影响.通过对单风区多风电场以及多风区多个风电场出力变化的分析研究,表明风电场对系统小干扰稳定性影响情况主要表现为系统的振动模式及振动特性.运用PSASP程序对中国新疆地区的典型电网仿真,验证了研究结论.分析结果对风电接入、风场运营和电网规划具有重要的参考价值.