柔性励磁系统无功阻尼控制器参数整定方法及现场应用

该文提出基于模型实测校核的柔性励磁系统无功阻尼控制器参数整定方法。通过线性化方法构建包含柔性励磁系统的Philips-Heffron模型,得到发电机电力系统稳定器（PSS）控制通道和无功阻尼控制通道的复转矩数学模型,开展影响控制器参数整定因素的量化分析。通过实测PSS控制通道的无补偿相频特性对复转矩模型进行校核,在校核模型的基础上,依据阻尼转矩相位校正要求对无功阻尼控制器的超前滞后等控制参数进行整定。现场应用结果表明,整定后的无功阻尼控制器显著提升了发电机对有功振荡的阻尼抑制效果,验证了柔性励磁系统无功阻尼控制技术的有效性,为进一步发挥柔性励磁系统双通道控制优势应对新型电力系统宽频振荡问题奠定良好的基础。     

加速功率型PSS转速测量诱发机组功率振荡分析

阐述了因加速功率型PSS转速测量产生低频干扰而引起机组功率振荡的原理,并依据产生机理提出了2种抑制措施。以某660 MW机组的功率振荡事件为研究对象,通过判断励磁电压与有功功率相位关系、调整PSS定值、对比不同机组的PSS中间变量等方法确定了功率振荡的原因。最后,将所提出的2种抑制措施应用于该机组,分析比较了2种抑制措施的优缺点及适用范围。分析表明,消除转速测量模块缺陷是解决功率振荡问题的根本方法。     

基于SiC灭磁电阻离线检测的能容量评估方法研究

为提高SiC灭磁电阻能容量评估计算的科学性和准确性,基于所研究开发的一套SiC灭磁电阻离线测试系统和配套检测项目,分析和研究了大能量注入、温度红外成像、多组件均能等离线检测项目数据及其参数计算方法。新定义了“散热反系数”来修正由于散热和热量均衡等不可测物理过程对计算结果的影响,总结出了基于离线检测数据并参考制造厂设计参数的一整套SiC灭磁电阻能容量综合计算评估方法。最后,还分析了影响计算评估结果准确性的因素,并提出了相应的对策建议。     

基于负载电压阶跃试验的发电机组转动惯量辨识方法

简述了发电机组转动惯量、惯性时间常数和飞轮转矩的物理定义及其对电力系统稳定分析计算的作用和影响。分析推理了PSASP、PSD-BPA和PSS/E发电机模型中采用的惯量参数及相互之间的转换计算方法。从小干扰稳定分析的数学模型出发,推导了发电机组机械惯性参数与本机振荡频率的关系,并在此基础上将现场甩负荷试验和仿真计算相结合,提出了一种基于发电机负载电压阶跃试验的转动惯量仿真辨识方法。最后,基于一台600 MW汽轮发电机组为实际计算范例验证了该方法的有效性和适用性。     

一种用于电力系统低频振荡抑制的新能源电站阻尼注入控制器设计及特性分析

提出了一种基于新能源电站本地阻尼注入的电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)。该稳定器设计的基本思想是通过检测新能源电站端口频率信息,构建调制其输出有功或端口电压的补偿控制,依据系统功率平衡的原理,从而间接调节同步机组电磁功率输出达到抑制系统低频振荡的目的。所提出的有功功率和电压的阻尼注入控制采用统一的“增益+滤波+相位补偿”结构,其中相位补偿环节仅补偿频率测量及滤波环节在低频振荡频段的相移,无须外部电网的信息。同时基于构建的两机系统的扩展Heffron-Phillips模型,通过阻尼转矩法分析说明了光伏电站与同步发电机不同电气距离及控制参数变化情形下所提控制器均能提供较好的阻尼。最后,在Matlab/Simulink中搭建了含高比例光伏发电的四机-两区系统的仿真模型,验证分析考虑不同光伏渗透率、光照强度、接入点等场景下,所提出有功和电压阻尼注入控制的正确性及有效性。     

浙江电网黑启动计算分析与试验研究

电力系统大面积停电事故后的黑启动试验研究对保障电网安全运行和故障后快速恢复具有重要意义。针对浙江电网黑启动问题,进行黑启动现场试验研究,并利用BPA和PSCAD程序计算分析黑启动过程中的发电机自励磁、空充线路合闸过电压、工频过电压、稳态电压控制等问题。试验结果表明:紧水滩水电厂机组在低负荷下运行稳定,并具有较强的进相能力,可作为浙江电网黑启动电源;黑启动过程中机组未出现自励磁现象,各厂站母线电压未超过规定限值,实测数据与计算结果基本相符。     

基于多电平拓扑技术的新型柔性励磁系统

针对新一代电力系统发展趋势对发电机励磁控制和机组支撑能力的新需求,设计了一种基于三电平电压源型变换器的新型柔性励磁系统,并提出了与之匹配的新型五电平直流斩波电路,分析了励磁电流双向6管和励磁电流单向3管2种直流斩波电路的控制模式和运行特性。基于PSCAD构建柔性励磁仿真模型,分析验证了五电平斩波拓扑结构应用于发电机励磁控制的可行性及相对于常规自并励励磁系统的控制性能优势。     

基于相图法的水电二阶切换系统动力学特性与振荡分析

高比例水电系统在大扰动下出现了死区、限幅作用的超低频频率振荡,其所对应的切换系统仍缺乏动力学特性分析。鉴于此,基于二阶切换系统动力学特性,结合相图法分析系统参数对其动力学特性的影响,揭示系统在不同扰动、阻尼下发生频率振荡的动力学机理。首先给出水电二阶切换系统描述,分析了系统的平衡点存在性。其次结合相图法分析不同运行条件下系统的动力学特性,证明了相关极限环的存在性。最后分析了系统的非光滑分岔特性。结果表明：当平衡点正阻尼、系统调节区域负阻尼时存在1个稳定极限环,对应严重大扰动下的频率振荡;当平衡点负阻尼、系统有限幅时存在2个稳定极限环,分别对应一般、严重大扰动下的频率振荡,且二者振荡频率较为接近。     

扩大单元接线机组附加调差系数整定方法研究

结合扩大单元接线的特点,基于单元接线机组附加调差系数的整定方法,提出一种可以工程化应用的附加调差系数整定方法。以某采用扩大单元接线方式的发电厂为例,应用该整定方法对发电厂2台机组的附加调差系数进行整定,通过建模仿真验证了该整定方法的可行性和有效性。现场运行情况表明,经整定后的参数能够满足机组运行需要。     

一种改进型PSS4B电力系统稳定器的工程化应用研究

分析了电力系统稳定器PSS4B的设计理念和工作原理,分析和验证PSS4B相对于PSS2B在低频段振荡抑制能力上的优势及其在工程化应用中存在的问题。介绍了一种改进型PSS4B电力系统稳定器PSS4B-W的设计思路,并根据实际发电机组测频扰动试验波形给出了PSS4B-W相位校正计算方法。通过负载电压阶跃试验对比验证了其校正效果,证明了经相位校正的PSS4B-W既能满足高频段相位补偿要求,又能在低频段提供较强抑制能力。最后提出了PSS4B和PSS4B-W的工程化应用建议。