电力系统非线性振荡模态分析

利用Carleman线性化原理研究电力系统非线性振荡稳定性问题,通过分析得到了二阶及二阶以上电力系统动态方程解析解的表达式.通过Carleman线性化分析方法得到了系统的非线性高阶模态,可以用于研究电力系统的非线性动态特性及大干扰下系统的稳定性,揭示了非线性模态相关性对系统动态特性的影响.同时将线性模态参与因子的概念扩展到非线性模态中,定量地衡量各振荡模式之间的非线性相关作用.通过36节点系统的仿真计算与Prony分析结果进行了对比.通过Carleman线性化方法分析电力系统非线性模式之间的相互作用,可以在小干扰稳定和传统的线性化分析基础上更加深入地理解非线性系统的动态特性, 为分析大干扰和强非线性情况下系统的稳定性和动态特性提供了一种新的手段.     

非连续供电模式下感应电机低频振荡机理分析

采用对称分量法,排除变频器一侧电感和电容影响,对感应电机在最简单的不连续供电模式下(晶闸管供电)的振荡现象进行研究。通过分析电机在三相及两相导通模式下的换相瞬态过程,考虑转速改变时电机方程各量的变化,推导电机在不同过渡过程时其定转子电流的空间向量表达式,并给出其时域形式解,找到感应电机在不连续供电时产生振荡的原因,从电机本体方面对振荡现象进行解释。应用上述分析方法对一台三相感应电机进行计算,计算结果与实验吻合较好。分析方法可作为进一步研究变频器供电的感应电机的过渡过程的基础。     

电力系统低频振荡模式的自动分类研究

大规模复杂电网在不同运行条件下其低频振荡模式变化明显,基于扰动信号和类噪声信号的振荡辨识海量结果需在线分析,以完成多个模式的自动识别与分类。针对上述问题,提出并设计了一套不依赖于经验的振荡模式自动分类系统。该系统包括特征选择和分类器两个部分,利用特征选择实现了大范围的降维,并对比分析了线性的Fisher分类器、非线性的二次型和k近邻分类器性能。进一步的,基于南方电网简化仿真数据进行了验证,其结果说明了所设计和实现方法的有效性,为进一步的预警、分群等提供了重要信息。     

电力系统低频振荡模式的自动分类研究

大规模复杂电网在不同运行条件下其低频振荡模式变化明显,基于扰动信号和类噪声信号的振荡辨识海量结果需在线分析,以完成多个模式的自动识别与分类.针对上述问题,提出并设计了一套不依赖于经验的振荡模式自动分类系统.该系统包括特征选择和分类器两个部分,利用特征选择实现了大范围的降维,并对比分析了线性的Fisher分类器、非线性的二次型和k近邻分类器性能.进一步的,基于南方电网简化仿真数据进行了验证,其结果说明了所设计和实现方法的有效性,为进一步的预警、分群等提供了重要信息.     

大规模光伏电站并网的振荡模式分析

随着光伏电站容量的不断增大,其对于电网稳定性的影响也日趋明显。建立了大规模光伏电站并网系统的等值模型,采用特征值法和时域仿真验证其准确性。基于等值模型采用特征值法分析了大规模光伏电站的振荡模式,并研究了光伏逆变器的控制器参数、光伏阵列结构以及交流系统强弱对振荡模式的影响。仿真结果表明:光伏并网系统中主要包含正阻尼的次同步振荡模式和低频振荡模式,其中次同步振荡模式主要受q轴电流PI参数的影响,低频振荡模式主要受外环电压和d轴电流PI参数的影响;光伏阵列结构的变化对系统振荡模式有影响,会使系统中与直流电压相关的模式由非振荡状态变为振荡状态;交流系统变弱会导致振荡模态阻尼减弱,威胁系统的安全稳定运行。时域仿真验证了特征值分析的正确性。     

Damping inter-area modes of oscillation using an adaptive fuzzy power system stabilizer

This paper introduces an indirect adaptive fuzzy controller as a power system stabilizer used to damp inter-area modes of oscillation following disturbances in power systems. Compared to the IEEE standard multi-band power system stabilizer (MB-PSS), indirect adaptive fuzzy-based stabilizers are more efficient because they can cope with oscillations at different operating points. A nominal model of the power system is identified on-line using a variable structure identifier. A feedback linearization-based control law is implemented using the identified model. The gains of the controller are tuned via a particle swarm optimization routine to ensure system stability and minimum sum of the squares of the speed deviations. A bench-mark problem of a 4-machine 2-area power system is used to demonstrate the performance of the proposed controller and to show its superiority over other conventional stabilizers used in the literature.     

Modelling and performance of fixed-speed induction generators in power system oscillation stability studies

This paper describes the modelling and performance effects of induction generator-based wind farms on the oscillation stability of power systems. For groups of 5, 10 and 20 induction generators, it is established that the basic dynamic properties of each group of generators are similar to those of a third-order equivalent machine model whether the generators are evenly loaded or unevenly loaded. The paper analyses the impact of induction-based wind generation on oscillation stability for multi-machine systems as applied to the standard IEEE 30 bus system. The effects of load model representation, system loading, generator output and transmission line network parameters are considered. In general, the multi-machine system is shown to be well damped under all normal operating conditions.     

基于人工神经网络的电力系统中振荡与短路模式识别的研究

电力系统中的振荡会影响许多距离保护的性能,它是许多学者共同关注的难点.文章在比较了以往几种传统保护的原理之后,提出一种新的基于人工神经网络的判别算法,它能正确区分故障、振荡及振荡中故障等各种状态.并对BP网络算法进行改进后,应用于距离保护之中.EMTP仿真结果表明,此算法比以往的保护更可靠,功能更强大.     

基于人工神经网络的电力系统中振荡与短路模式识别的研究

电力系统中的振荡会影响许多距离保护的性能 ,它是许多学者共同关注的难点。文章在比较了以往几种传统保护的原理之后 ,提出一种新的基于人工神经网络的判别算法 ,它能正确区分故障、振荡及振荡中故障等各种状态。并对BP网络算法进行改进后 ,应用于距离保护之中。EMTP仿真结果表明 ,此算法比以往的保护更可靠 ,功能更强大     

运行条件变化对机电振荡模式的影响分析

采用特征值灵敏度分析的方法,确定多机电力系统在720个运行条件下的机电振荡模式.在此基础上,定量分析了振荡模式随运行条件的变化特性,从而对基于概率灵敏度方法确定的机电振荡模式进行了验证.所述分析在一8机系统的算例上进行.     

基于降阶模型的光伏发电系统振荡模式分析

光伏发电的接入会改变电力系统的阻尼特性,使振荡更易发生。为了简单有效地研究光伏发电系统振荡问题,综合考虑主电路及控制策略建立了光伏发电系统的小信号模型,依次对系统模型进行忽略快动态降阶得到四种简化模型。采用特征值法分析了系统振荡模式及其对状态变量的敏感度,对比发现模型阶数越低,越便于仿真计算,但能够保留的振荡模式越少。在分析系统参数对振荡模式的影响时,根据参与因子和振荡模式的保留情况选择适当的降阶模型,并在Matlab中验证了此方法的正确性。仿真结果表明,降阶模型能够正确反映光伏发电系统的振荡模式及各影响因素对振荡模式的影响,并且在简化分析过程、提高计算效率方面有着显著的优势。     

运行条件变化对机电振荡模式的影响分析

采用特征值灵敏度分析的方法,确定多机电力系统在720个运行条件下的机电振荡模式。在此基础上,定量分析了振荡模式随运行条件的变化特性,从而对基于概率灵敏度方法确定的机电振荡模式进行了验证。所述分析在一8机系统的算例上进行。     

计及并联补偿高抗的电力系统对次同步振荡的影响研究

近年来,随着电力系统中无功补偿设备的广泛应用,由无功补偿设备引起的电力系统问题不断涌出,由此引发的次同步振荡问题也日益凸显。首先针对IEEE次同步谐振第一标准系统,推导并且建立了考虑并联补偿高抗的单机无穷大系统的数学模型,进而得到全系统的小信号模型。接着通过特征根分析方法论证了引入并联补偿高抗对于电力系统次同步振荡的影响。最后探讨了不同并联高抗值对于轴系扭振模式的影响,结合PSCAD仿真软件,在10机39节点系统进行仿真验证。结果表明:并联补偿高抗的参与在一定程度上使得系统发生次同步振荡的可能性变大,与此同时补偿高抗值的减小也会增强系统的阻尼。     

计及负荷特性的电力系统低频振荡分析

针对单机-无穷大系统,推导在不同负荷特性下系统阻尼转矩系数的表达式,从理论上分析了负荷特性对低频振荡阻尼的影响,并就具体算例求出系统机电振荡模式,用Matlab软件对系统进行动态仿真,结果验证了所得结论。     

风电系统振荡模式对DFIG-PSS传递函数的灵敏度分析

在双馈感应风电机组(DFIG)上装设电力系统稳定器(PSS),有助于抑制电网低频振荡。建立含DFIG-PSS传递函数的风电系统状态方程,提出振荡模式对DFIG-PSS传递函数灵敏度的解析表达。考虑传递函数非线性,提出将特征值增量引入传递函数增量并迭代运算以提高传递函数灵敏度精度。为抑制振荡模式,利用传递函数灵敏度优化DFIG-PSS参数。结果表明:相比特征值对控制参数的灵敏度,对传递函数灵敏度可更准确分析模式变化;引入特征值增量减小了传递函数灵敏度的误差;基于传递函数灵敏度优化的DFIG-PSS能有效抑制低频振荡。     

Analysis of rotor failures in squirrel-cage induction motors

The authors describe a procedure for analyzing rotor failures in squirrel-cage induction motors. They attempt to identify the various kinds of failure classes and patterns and relate them back to the probable cause of failure. They discuss five key areas that must be considered and related to one another in order to accurately diagnose the cause of rotor failure: failure class, failure pattern, appearance, application, and maintenance history. Finally, a summary of typical failures and tell-tale rotor appearances is presented     

风电系统中异步电机机电模式研究

随着风电容量的增加,异步电机对同步电网动态特性的影响更加明显.提出在五阶异步电机模型中,计及定子电压相角变化引起的定子频率变化.将振荡模式对状态变量的参与因子按同步和异步电机类型分类,修改机电回路相关比定义以判别异步电机机电振荡模式.采用Prony算法,提取异步电机振荡曲线的特征参数.静态稳定和时域仿真得到的机电振荡模式,都证明了异步发电机比同步发电机更容易导致非失步振荡过程.