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复杂多机系统次同步振荡的分析与抑制

电力系统保护与控制 2011年第11期39卷 83-89页

作者：徐衍会新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

对复杂多机系统与HVDC相互作用引起的次同步振荡进行分析与抑制研究。采用机组作用系数法对不同运行方式下可能发生次同步振荡的机组进行了筛选。依据UIF不变的原则将复杂多机系统简化为单机交直流系统,利用复转矩系数法分析了系统的阻... 详细信息

对复杂多机系统与HVDC相互作用引起的次同步振荡进行分析与抑制研究。采用机组作用系数法对不同运行方式下可能发生次同步振荡的机组进行了筛选。依据UIF不变的原则将复杂多机系统简化为单机交直流系统,利用复转矩系数法分析了系统的阻尼特性。将根据单机系统设计的次同步振荡阻尼控制器用于抑制复杂多机系统的次同步振荡,时域仿真结果表明了所设计的次同步振荡阻尼控制器的有效性。

关键词：高压直流次同步振荡阻尼特性仿真

直驱风机网侧换流器引发次/超同步振荡机理研究

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电网技术 2018年第5期42卷 1556-1564页

作者：徐衍会曹宇平华北电力大学电气与电子工程学院

针对实际电网发生的直驱风机引起的次/超同步振荡现象,以典型的单机并网模型为例进行研究。考虑锁相环的动态特性,在电网dq坐标系下建立直驱风机等效控制模型。分析网侧换流器对电网谐波的响应过程,发现当换流器输入输出谐波间相位满足... 详细信息

针对实际电网发生的直驱风机引起的次/超同步振荡现象,以典型的单机并网模型为例进行研究。考虑锁相环的动态特性,在电网dq坐标系下建立直驱风机等效控制模型。分析网侧换流器对电网谐波的响应过程,发现当换流器输入输出谐波间相位满足一定关系时,会因为正反馈在某一频率下产生次/超同步振荡。振荡强度和振荡频率与锁相环比例和积分系数、电流内环比例系数及电网强度等多个因素相关。基于该相位关系,给出直驱风机引发次/超同步振荡的判据,并由该判据可以获得直驱风机引发次/超同步振荡的频率,时域仿真及频谱分析结果验证了该判据的有效性。

关键词：直驱风机次/超同步振荡网侧换流器控制系统

基于可观测与可控度的直流输电次同步振荡阻尼控制研究

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电力系统保护与控制 2013年第9期41卷 21-26页

作者：徐衍会新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

汽轮发电机组轴系在次同步频率范围内往往存在多个扭振模态。目前对高压直流输电引起的多模态次同步振荡尚缺乏行之有效的抑制策略,系统中多次出现应用次同步振荡阻尼控制器后轴系依然存在明显振荡的现象。应用状态空间法对轴系机械系... 详细信息

汽轮发电机组轴系在次同步频率范围内往往存在多个扭振模态。目前对高压直流输电引起的多模态次同步振荡尚缺乏行之有效的抑制策略,系统中多次出现应用次同步振荡阻尼控制器后轴系依然存在明显振荡的现象。应用状态空间法对轴系机械系统进行分析,建立了次同步振荡模态的可观测度与可控度的概念。在设计次同步振荡阻尼控制器时,基于次同步振荡的可控与可观测度进行参数优化。PSCAD/EMTDC的时域仿真结果表明,传统的次同步振荡阻尼控制器对于可观测与可控度较低的振荡模态抑制效果较差,而所提出的基于可观测与可控度的次同步振荡阻尼控制器对于所有模式的次同步振荡均能有效抑制。研究成果对于抑制高压直流引起的多模态次同步振荡具有重要参考价值。

关键词：高压直流次同步振荡可观测度可控度阻尼控制

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风电场内机群间次同步振荡相互作用

电力自动化设备 2020年第9期40卷 156-162页

作者：徐衍会滕先浩华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

大型风电场内部包含大量控制参数各异、运行状态不同甚至类型多样的风电机组,其并网引发的次同步振荡问题日益凸显。研究了风电场内部不同风电机群之间次同步振荡相互作用及其影响因素,从而明确次同步振荡在风电场内的演化过程;建立了... 详细信息

大型风电场内部包含大量控制参数各异、运行状态不同甚至类型多样的风电机组,其并网引发的次同步振荡问题日益凸显。研究了风电场内部不同风电机群之间次同步振荡相互作用及其影响因素,从而明确次同步振荡在风电场内的演化过程;建立了直驱风电场的并网导纳模型;应用广义奈奎斯特判据分析了风电场内不同风电机群并网的次同步振荡稳定性,在此基础上研究了风电场内不同风电机群之间的次同步振荡相互作用。结果表明,"振荡机群"能够引起"稳定机群"也发生次同步振荡,二者的并网机组台数比例对风电场次同步振荡特性具有显著的影响,"振荡机群"的锁相环参数对整座风电场的次同步振荡频率具有重要的影响。在MATLAB/Simulink中搭建了直驱风电场的并网仿真模型,时域仿真结果验证了上述理论分析的正确性。

关键词：风电场风电机组次同步振荡相互作用导纳模型广义奈奎斯特判据

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基于盖尔原理的逆变器并网系统稳定性判据

电力系统自动化 2022年第21期46卷 89-96页

作者：徐衍会高天初滕先浩华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206 国网辽宁省电力有限公司大连供电公司辽宁省大连市116000

新能源电力系统中的电力电子设备与电网之间参数不匹配引起的次同步振荡问题日益突出。为了防控次同步振荡,迫切需要快速准确地构建控制器参数稳定域,为次同步振荡在线分析和预警提供支撑。文中提出了一种快速低保守性的稳定性判据。首... 详细信息

新能源电力系统中的电力电子设备与电网之间参数不匹配引起的次同步振荡问题日益突出。为了防控次同步振荡,迫切需要快速准确地构建控制器参数稳定域,为次同步振荡在线分析和预警提供支撑。文中提出了一种快速低保守性的稳定性判据。首先,在盖尔原理的基础上,利用2个形式不同的系统回率矩阵具有相同特征值的性质来提高对特征值估计的准确性。然后,采用缩小禁区范围并根据概率论原理推导出4个稳定性指标作为判据,降低了稳定性判断的保守性,从而显著提升了稳定性判断的准确度。与广义奈奎斯特稳定性判据相比,所提稳定性判据不需要逐点采样计算特征值,大大提高了计算速度。直驱风电场并网系统仿真算例表明,所提稳定性判据的计算速度快、准确度高。

关键词：直驱风电场稳定域盖尔原理稳定性判据

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光伏电解水制氢典型工况及质子交换膜电解堆性能衰减研究

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电工技术学报 2024年第19期39卷 6228-6243页

作者：徐衍会陈浩维胡俊杰华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

电解水制氢可用于光伏出力消纳和绿氢制备,但目前尚缺乏模拟测试光伏电解水制氢电解堆典型应用场景下的工作模式,即电解堆典型工况,无法为电解堆性能衰减测试提供输入条件。该文提出了一种电解水制氢典型工况的提取方法,首先采用经验小... 详细信息

电解水制氢可用于光伏出力消纳和绿氢制备,但目前尚缺乏模拟测试光伏电解水制氢电解堆典型应用场景下的工作模式,即电解堆典型工况,无法为电解堆性能衰减测试提供输入条件。该文提出了一种电解水制氢典型工况的提取方法,首先采用经验小波变换对光伏出力进行时频域分析,提取分时波动特征。然后用改进加权模糊聚类方法获得典型的光伏出力曲线。最后利用工况指标重构出简化工况曲线,并得到对电解堆运行场景模拟的循环工况谱。以我国“三北”地区某光伏电解水制氢系统作为算例,通过波动特征提取,获得了电解堆的典型工况。经初步仿真分析,提取的典型工况较好地刻画了电解堆的性能衰减过程。

关键词：电解水制氢经验小波变换模糊聚类典型工况

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大扰动下机电耦合引起扭转模式不稳定的机理

电网技术 2004年第17期28卷 33-36,46页

作者：徐衍会贺仁睦华北电力大学电气工程学院北京102206

介绍了用于研究机电耦合问题的轴系模型,分析了大扰动下扭振问题的研究方法。以A省B发电厂发电机轴系断裂事故为例,先采用同调等值法将A省电网等值为六机系统,并用仿真软件EMTDC(Electro-Magnetic Transient including DC)建立了机电耦... 详细信息

介绍了用于研究机电耦合问题的轴系模型,分析了大扰动下扭振问题的研究方法。以A省B发电厂发电机轴系断裂事故为例,先采用同调等值法将A省电网等值为六机系统,并用仿真软件EMTDC(Electro-Magnetic Transient including DC)建立了机电耦合的等值系统模型。还通过旋转相量法分析了事故过程,得出了机电耦合引发振荡导致扭转模式不稳定的机理。仿真结果验证了该事故机理的正确性。

关键词：汽轮发电机组轴系模型电耦合扭转模式仿真软件

风电场引发火电机组次同步振荡的机理及影响因素研究

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电力系统保护与控制 2021年第18期49卷 1-9页

作者：徐衍会耿雨柔杨博文华北电力大学北京102206

风能资源的大规模开发利用是实现能源转型升级的必然途径。然而,大规模风电场并网稳定性问题逐渐凸显,实际系统中出现了风电场引发火电机组次同步振荡现象。建立了风火联合外送系统模型,应用谐波响应法和复转矩系数法分析了风电场引发... 详细信息

风能资源的大规模开发利用是实现能源转型升级的必然途径。然而,大规模风电场并网稳定性问题逐渐凸显,实际系统中出现了风电场引发火电机组次同步振荡现象。建立了风火联合外送系统模型,应用谐波响应法和复转矩系数法分析了风电场引发火电机组次同步振荡的机理。在此基础上,分析了火电机组轴系扭振特性、风电场容量、风速、风机转子侧变频器内环增益系数以及风电场至火电机组的电气距离对次同步振荡的影响。结果表明,轴系扭振模态可观测度越高、风电场容量越大、风机风速越高、风机转子侧变频器内环增益系数越大以及风电场与火电机组的电气距离越远,火电机组次同步振荡越剧烈。通过IEEE第一基准模型和IEEE39节点系统的时域仿真验证了上述结论的有效性。

关键词：风电场火电机组次同步振荡轴系扭振模态

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平抑风电波动的混合储能容量配置及控制策略

中国电力 2022年第6期55卷 186-193页

作者：徐衍会徐宜佳华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

为了平滑风电场输出功率,降低风电波动对电网造成的冲击,利用能量型储能元件电解槽与功率型储能元件超级电容相结合形成的混合储能系统对风电波动进行平抑。首先对大量时间片段内的储能出力进行概率统计分析,通过并网功率波动率在风电... 详细信息

为了平滑风电场输出功率,降低风电波动对电网造成的冲击,利用能量型储能元件电解槽与功率型储能元件超级电容相结合形成的混合储能系统对风电波动进行平抑。首先对大量时间片段内的储能出力进行概率统计分析,通过并网功率波动率在风电波动限值范围内的概率变化评估风电波动平抑效果,将给定置信水平的输出功率作为混合储能额定功率。在此基础上,通过考虑经济性的自适应滑动窗口算法将混合储能功率分解,进而确定超级电容的额定容量以及电解槽的额定功率,实现了兼顾经济性和波动平抑效果的容量配置。其次,依据超级电容的荷电状态、电解槽额定功率、储能系统总体功率指令制定混合储能系统的运行控制策略。最后结合风电场实际运行数据,仿真验证了所提方法可以实现功率分配、保证储能各元件正常运行,同时有效降低了风电输出功率的波动。

关键词：混合储能系统风电功率波动容量配置协调运行控制