异步联网方式下云南电网超低频振荡的机理分析与仿真

死区或限幅起作用的单机水电系统负阻尼时超低频频率振荡(切换型超低频频率振荡)可对应类Hopf非光滑分岔;同时,死区和限幅决定非光滑系统结构,影响系统振荡特性。有鉴于此,分析了一次调频中死区和限幅环节对死区和限幅参与的单机水电系统负阻尼时频率振荡及其类Hopf非光滑分岔的影响。具体地,首先,分析了典型死区下,有/无限幅的单机系统在突变负荷扰动下的平衡点和故障后轨线的类Hopf分岔特性;进一步,对比分析了有/无限幅、不同死区大小时,单机系统类Hopf分岔特性的变化情况。结果表明,对应振荡发生/消失的类Hopf分岔点受死区和限幅(系统切换边界)的影响。通过增大死区可在一定程度上避免切换型频率振荡的发生,而设置限幅可避免极端负荷扰动下,系统出现频率失稳的风险。

     

非连续动态同步发电机组的空间正则化参数辨识方法

同步发电机组参数的正确性严重影响电力系统仿真及稳定控制结果的有效性,然而励磁和调速系统中大量非连续环节的存在,严重限制了现有在线辨识方法的高效应用。为解决该问题,提出了一种非连续动态同步发电机组的空间正则化参数辨识方法。该方法将不同状态空间下的非连续动态方程转化为统一的等效表达式,并利用简约空间内点算法对含离散化动态方程约束的参数辨识问题进行求解,从而实现参数辨识问题中对非连续动态方程的准确、高效处理。最后,大量的数值试验和实际测试结果验证了所提方法的有效性。     

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。     

高比例电力电子电力系统宽频带振荡研究综述

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。

     

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。     

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。     

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。     

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。     

柔性励磁系统提升低频段阻尼的优化设计方法

针对目前工程使用的B型加速功率型电力系统稳定器(PSS2B)在低频振荡(LFO)高频段增益突增,导致其对更低频率的低频振荡抑制效果不佳的问题,提出利用柔性励磁系统(一种基于大功率电力电子全控器件的新型励磁系统)具有双阻尼通道的特性,协调优化双阻尼通道控制器以提升低频振荡全频段的阻尼比.在设计常规PSS2 B型电力系统稳...     

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。