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云南异步电网中频率振荡的分段线性模型分析方法

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电力系统自动化 2020年第6期44卷 186-193页

作者：陈亦平李崇涛杨若朴张勇唐卓尧中国南方电网电力调度控制中心广东省广州市510623 西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

云南异步联网试验中部分频率振荡现象发生在调速器死区附近,为分析此问题,文中建立了考虑调速器死区的分段线性系统模型。通过稳态和动态行为分析阐明了调速器死区对频率稳定性的影响。研究结果表明,增强型死区可能导致系统不存在平衡点... 详细信息

云南异步联网试验中部分频率振荡现象发生在调速器死区附近,为分析此问题,文中建立了考虑调速器死区的分段线性系统模型。通过稳态和动态行为分析阐明了调速器死区对频率稳定性的影响。研究结果表明,增强型死区可能导致系统不存在平衡点,引起频率在死区附近振荡;同时分段线性化系统的稳定性由各频率区间对应的线性系统特征值决定,系统的负阻尼效应也会导致频率失稳,采用简化系统模型和云南电网实际模型均能仿真再现试验中的不同频率振荡现象。

关键词：异步联网频率振荡增强型死区调速器小信号分析

基于阻尼转矩分析的电力系统频率振荡模式辨别与分析

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电力系统自动化 2023年第16期47卷 123-131页

作者：周涛孙杰徐妍任必兴周一辰南京理工大学自动化学院江苏省南京市210094 江苏方天电力技术有限公司江苏省南京市211102 江苏省电力试验研究院有限公司江苏省南京市211103 华北电力大学电气与电子工程学院河北省保定市071003

近年来,实际电网中多次出现频率振荡现象。研究表明,该现象与电力系统调频动态过程密切相关,包括一次调频(PFR)模式和自动发电控制(AGC)模式。为分析系统中不同调频过程动态对频率振荡的影响、厘清不同振荡模式的内在区别与振荡表现,将... 详细信息

近年来,实际电网中多次出现频率振荡现象。研究表明,该现象与电力系统调频动态过程密切相关,包括一次调频(PFR)模式和自动发电控制(AGC)模式。为分析系统中不同调频过程动态对频率振荡的影响、厘清不同振荡模式的内在区别与振荡表现,将阻尼转矩分析(DTA)理论进行推广,建立适用于电力系统频率稳定分析的DTA方法,能够揭示调频控制过程阻尼转矩的产生、分配和传递机理。同时,基于该方法提出了电力系统频率振荡模式辨别方法,定义阻尼转矩模式辨别指标,该指标能够有效反映调频环节对振荡模式的阻尼贡献和影响、准确辨别系统频率振荡模式。在算例分析中,通过仿真验证了文中方法的有效性和可行性,并分析了不同模式的振荡表现和影响机理。

关键词：频率振荡阻尼转矩分析自动发电控制一次调频模式辨别

大扰动后正阻尼单机水电系统频率振荡的近似及适应性分析

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电力自动化设备 2022年第12期42卷 145-150页

作者：王嘉伟熊鸿韬刘晓博杨滢张建承庄文彬华文薛安成华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江杭州310014 国网浙江省电力有限公司调度控制中心浙江杭州310007

实际电网中发生了多次与调速器的死区和限幅非线性切换环节相关的复杂频率振荡事故。针对相关近似分析仅考虑单一的死区问题,构建了同时考虑死区和限幅的分段描述函数,基于此分析了含死区和限幅的非光滑单机水电系统在大扰动后正阻尼时... 详细信息

实际电网中发生了多次与调速器的死区和限幅非线性切换环节相关的复杂频率振荡事故。针对相关近似分析仅考虑单一的死区问题,构建了同时考虑死区和限幅的分段描述函数,基于此分析了含死区和限幅的非光滑单机水电系统在大扰动后正阻尼时出现的频率振荡现象及其特性,并分析了描述函数法的适应性。结果表明,近似光滑系统中同时存在不稳定和稳定极限环,其中稳定极限环可近似对应大扰动后正阻尼的非光滑系统出现的死区和限幅起作用的切换型频率振荡,并进一步解释了不同限幅参数下,振荡幅值变化而振荡频率基本不变的现象。适应性分析表明,系统参数变化可能使得低通滤波特性变差,导致描述函数法近似非光滑切换型振荡的分析精度变差。

关键词：大扰动频率振荡切换型振荡描述函数极限环

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电力系统调频控制相关的频率振荡问题

电力系统自动化 2019年第18期43卷 82-90页

作者：陈锦洲段荣华陈磊黄伟吴琛陈亦平清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084 云南电力调度控制中心云南省昆明市650011 中国南方电网电力调度控制中心广东省广州市510623

电网中多次出现不同于传统低频振荡的频率振荡问题,和调频控制过程强相关。基于一个三区域系统,采用特征值分析和时域仿真的方法,分析了系统中不同类型的振荡模式及其表现。除功角振荡模式外,系统中包含超低频的一次调频(PFR)模式和振... 详细信息

电网中多次出现不同于传统低频振荡的频率振荡问题,和调频控制过程强相关。基于一个三区域系统,采用特征值分析和时域仿真的方法,分析了系统中不同类型的振荡模式及其表现。除功角振荡模式外,系统中包含超低频的一次调频(PFR)模式和振荡频率更低的自动发电控制(AGC)模式。功角振荡模式下,机组转速和区域电网频率相对振荡,而PFR模式和AGC模式下电网频率整体振荡,是频率振荡模式的一个根本特征。根据分析结果,PFR模式下主要是PFR参与动作,而AGC模式下主要是AGC参与动作,并提出了根据不同变量参与因子辨别频率振荡模式并区分PFR模式和AGC模式的方法。分析结果初步厘清了不同类型频率振荡模式的表现和区别。

关键词：超低频振荡频率振荡小扰动稳定一次调频自动发电控制

基于Pade近似的电力系统频率振荡模式延时轨迹分析

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电力系统自动化 2019年第14期43卷 120-125页

作者：陈锦洲陈磊陈亦平闵勇电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084 中国南方电网电力调度控制中心广东省广州市510623

实际电网中多次出现不同于传统低频振荡的频率振荡问题,和一次调频或自动发电控制强相关.包含一次调频、自动发电控制的电力系统调频过程是一个闭环的控制过程,是一个动态系统,面临着稳定性问题.在实际电网运行中,由调度自动发电控制指... 详细信息

实际电网中多次出现不同于传统低频振荡的频率振荡问题,和一次调频或自动发电控制强相关.包含一次调频、自动发电控制的电力系统调频过程是一个闭环的控制过程,是一个动态系统,面临着稳定性问题.在实际电网运行中,由调度自动发电控制指令到机组执行带来的延时对电力系统关键模态产生显著影响,从而改变闭环系统稳定性.基于一个三区域系统采用Pade近似方法将延时环节转化为状态空间表达式,选取合适的近似阶数,建立了考虑延时环节的电力系统线性化模型;并且通过特征值计算方法研究延时对频率振荡模式的影响规律,算例仿真结果有效验证了延时给系统带来的阻尼恶化、自动发电控制振荡模式发生周期性变化的结论.

关键词：频率振荡 Pade近似延时自动发电控制频率振荡模式

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单机等值系统调速器死区对频率振荡的影响

电力系统自动化 2019年第7期43卷 107-112,128页

作者：陈磊张林闵勇陈涛张同尊古济铭清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京市100084 国网重庆市电力公司重庆市400015

实际系统中多次发生一次调频过程不稳定导致的超低频频率振荡事件。调速器死区给系统带来非线性,进而影响系统的频率振荡行为。基于单机等值系统,采用描述函数法分析了无阶跃死区、有阶跃死区和滞环死区这3种死区对频率振荡的影响。在... 详细信息

实际系统中多次发生一次调频过程不稳定导致的超低频频率振荡事件。调速器死区给系统带来非线性,进而影响系统的频率振荡行为。基于单机等值系统,采用描述函数法分析了无阶跃死区、有阶跃死区和滞环死区这3种死区对频率振荡的影响。在复平面上,给出了死区描述函数的负倒数随振幅变化的轨迹,以及调速器、原动机、发电机构成的开环传递函数随频率变化的曲线,两者相对位置关系决定系统的稳定性。负倒数随振幅变化特性曲线完全位于开环频率特性曲线左侧时,系统稳定。其他情况下2条曲线一般会相交,交点对应极限环,极限环稳定与否决定于交点的具体形态。同时分析了单机等值系统中调速器死区对频率振荡的影响,调速器无阶跃死区和有阶跃死区都不会减弱系统稳定性,但有滞环死区时可能导致原本稳定的系统出现稳定极限环引发的持续等幅振荡。时域仿真结果验证了上述结论。

关键词：频率振荡超低频振荡一次调频调速器死区描述函数电力系统稳定

基于统一频率模型的多死区环节对频率振荡影响的分析

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电力系统自动化 2020年第18期44卷 164-171页

作者：范成围陈刚史华勃刘畅滕予非国网四川省电力公司电力科学研究院四川省成都市610094

电力系统频率振荡是近年来最受关注的频率稳定问题之一。调速器死区对于频率振荡的影响不可忽略,但是目前的研究方法仅能分析单一死区环节,缺乏对于多死区系统的分析方法。为了解决上述问题,文中根据描述函数法的原理,定义应用于非线性... 详细信息

电力系统频率振荡是近年来最受关注的频率稳定问题之一。调速器死区对于频率振荡的影响不可忽略,但是目前的研究方法仅能分析单一死区环节,缺乏对于多死区系统的分析方法。为了解决上述问题,文中根据描述函数法的原理,定义应用于非线性组合系统的扩展描述函数,能够定量描述含有多个非线性环节系统的输入、输出关系。然后,基于多调速器的统一频率模型,将配置不同死区的水电和火电机组的原动机和调速器等效为单一的扩展描述函数。在复平面上结合扩展描述函数的负倒数随振幅变化的轨迹与发电机的奈奎斯特曲线,分析系统的稳定性。最后,根据2条曲线出现交点的条件,计算出使系统产生频率振荡的扰动临界振幅。所提方法能够定量反映多个死区环节的幅值对频率振荡的影响,实际电网仿真验证了利用死区配置抑制超低频振荡的有效性。

关键词：频率振荡多死区环节非线性组合系统扩展描述函数水电和火电机组

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晶闸管电子负荷在孤网频率振荡抑制中的应用

电力工程技术 2021年第2期40卷 192-196,204页

作者：陈辉韩连山李成博刘伟航南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

在电力系统运行过程中,出现大型负荷突然丢失而发电机调节能力不足时,系统频率升高,频率和功率发生振荡,甚至会导致系统崩溃。在只有数台发电机的孤岛供电系统中,发电机调节能力有限,常规负荷需要担任生产任务,并不能参与调频,故孤网系... 详细信息

在电力系统运行过程中,出现大型负荷突然丢失而发电机调节能力不足时,系统频率升高,频率和功率发生振荡,甚至会导致系统崩溃。在只有数台发电机的孤岛供电系统中,发电机调节能力有限,常规负荷需要担任生产任务,并不能参与调频,故孤网系统缺乏有效的调频手段。文中提出一种基于晶闸管控制的电子负荷装置,对其工作原理、孤网频率振荡抑制机理和控制策略进行分析,基于实时数字仿真系统(RTDS)研究不同参数下电子负荷装置在频率振荡抑制方面的效果。研究表明,采用电子负荷装置可以通过负荷动态控制参与一次调频,为孤网频率振荡抑制提供了新的思路。

关键词：晶闸管电子负荷频率振荡阻尼抑制孤网

调速死区和限幅参与的火电机组超低频频率振荡及近似分析

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电力系统及其自动化学报 2023年第7期35卷 89-94,117页

作者：王龙飞杨滢华文王嘉伟庄文彬薛安成国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014 国网浙江省电力有限公司杭州310007 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

水电系统中多次出现与调速死区和限幅相关的超低频频率振荡现象,而火电系统中是否存在类似风险有待研究。首先建立了考虑死区和限幅的单机火电非光滑动力系统模型,然后分析了参数变化时火电系统的平衡点、调节区域阻尼特性以及超低频频... 详细信息

水电系统中多次出现与调速死区和限幅相关的超低频频率振荡现象,而火电系统中是否存在类似风险有待研究。首先建立了考虑死区和限幅的单机火电非光滑动力系统模型,然后分析了参数变化时火电系统的平衡点、调节区域阻尼特性以及超低频频率振荡风险,并结合描述函数法近似分析了非光滑振荡特性。结果表明,正阻尼时单机火电系统存在死区和限幅参与的超低频频率振荡现象,其与传统光滑系统负阻尼下的振荡不同,无法用平衡点特征根进行分析,但可采用描述函数法近似分析其振荡频率和幅值特性。

关键词：火电机组频率振荡死区限幅描述函数