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电力系统稳定版

电力系统稳定

电力系统变流器构网控制技术的现状与发展趋势

1995年

作者：韩祯祥

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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电网技术 2022年第9期46卷 3586-3594页

作者：许诘翊刘威刘树常富杰谢小荣电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 北京四方继保自动化股份有限公司北京市海淀区100084

随着新能源和电力电子设备的渗透率增加,电力系统有着惯性减小、系统强度变弱的趋势,稳定性问题愈发严重。构网(grid-forming,GFM)控制技术可以提高变流器的电压、频率支撑能力,增强电力系统稳定性。对构网控制的现状与发展趋势进行了... 详细信息

随着新能源和电力电子设备的渗透率增加,电力系统有着惯性减小、系统强度变弱的趋势,稳定性问题愈发严重。构网(grid-forming,GFM)控制技术可以提高变流器的电压、频率支撑能力,增强电力系统稳定性。对构网控制的现状与发展趋势进行了综述。首先,比较了构网控制技术与跟网型(grid-following,GFL)控制技术的差异,介绍了4类构网控制策略。然后,分析了构网控制技术在电力系统中的作用,介绍了具体的应用场景。最后,指出了该技术仍面临的挑战及可能的解决思路。

关键词：变流器跟网型(GFL)控制构网型(GFM)控制电力系统稳定下垂控制虚拟同步发电机虚拟惯量

基于节点功率注入的双芯对称型晶闸管可控移相器机电暂态建模

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南方电网技术 2023年第5期17卷 71-79页

作者：谢子豪杜兆斌孙展域甄鸿越李作红李峰华南理工大学电力学院广州510641 直流输电技术国家重点实验室(南方电网科学研究院) 广州510663 广东电网有限责任公司电网规划研究中心广州510080

晶闸管可控移相器(thyristor controlled phase shifting transformer,TCPST)具有快速响应特性,可用于提高系统稳定性。为实现含柔性交流输电系统(flexible AC transmission system,FACTS)设备的大规模电力系统暂态稳定计算,提出了TCPST的机电暂态仿真模型。考虑TCPST的电气部分和控制结构,通过模型等效和等价变换,推导了TCPST节点功率注入模型的数学表达式,并建立计及附加阻尼控制器的档位控制模型。此外,针对TCPST仿真模型中档位离散切换特性所带来的数值振荡问题,提出了利用滤波环节处理注入功率的抑制方案。最后在交直流电力系统计算分析软件中搭建了TCPST的机电暂态模型,并将模型应用到南方电网的算例中。通过算例系统的DSP、BPA和PSCAD仿真计算结果比较,验证了所搭建模型的准确性,且该机电暂态建模方法可为其他FACTS设备的仿真建模提供参考。

关键词：晶闸管可控移相器机电暂态模型功率注入电力系统稳定

双馈风电机组虚拟惯量控制对电力系统机电振荡的影响分析

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电力系统自动化 2019年第12期43卷 11-17,43页

作者：徐筱倩黄林彬汪震贺家发辛焕海浙江大学电气工程学院

虚拟惯量控制能使双馈风电机组为电网提供类似同步发电机的调频特性而得到广泛关注,但同时这种有功-频率外特性将不可避免地使双馈风电机组参与到同步发电机的机电振荡模式中,导致系统动态变得更为复杂。为了揭示双馈风电机组中虚拟惯... 详细信息

虚拟惯量控制能使双馈风电机组为电网提供类似同步发电机的调频特性而得到广泛关注,但同时这种有功-频率外特性将不可避免地使双馈风电机组参与到同步发电机的机电振荡模式中,导致系统动态变得更为复杂。为了揭示双馈风电机组中虚拟惯量控制对电力系统机电振荡模式的影响规律,文中建立了基于虚拟惯量控制的双馈风电机组并网系统小信号模型,采用模态分析法分析了虚拟惯量控制相关控制回路(即虚拟惯量模拟环、锁相环和有功控制环)对同步发电机间机电振荡模式的影响规律。基于改进四机两区域系统的研究表明,增大下垂系数和适当增大滤波时间常数能改善系统阻尼,锁相环带宽和功率外环带宽过小将使双馈风电机组有功控制延迟,从而无法提供正向的阻尼转矩,导致系统阻尼减小。

关键词：双馈风电机组虚拟惯量控制机电振荡锁相环电力系统稳定

基于传递函数矩阵频域特性的原动机侧强迫振荡源定位方法

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电力系统自动化 2019年第17期43卷 84-91页

作者：栾某德吴晶莹李尚远甘德强浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 浙江电力交易中心有限公司浙江省杭州市310007

原动机和调速系统(原动机侧)的周期性扰动是引发强迫振荡的主要原因。基于扩展的多机Phillips-Heffron模型,推导了从原动机侧扰动到发电机机械功率的传递函数矩阵,并证明该矩阵在正常参数范围内是主对角占优的。据此,对于原动机侧周期... 详细信息

原动机和调速系统(原动机侧)的周期性扰动是引发强迫振荡的主要原因。基于扩展的多机Phillips-Heffron模型,推导了从原动机侧扰动到发电机机械功率的传递函数矩阵,并证明该矩阵在正常参数范围内是主对角占优的。据此,对于原动机侧周期性扰动、故障及参数异常等引发的振荡,具有最大机械功率功率谱密度的发电机原动机及调速器就是可能的扰动源;在考虑了励磁和负荷侧扰动源对机械功率的影响后,推导了从励磁和负荷侧扰动到机械功率的传递矩阵,从理论上证明了将机械功率功率谱密度最大的发电机定位为扰动源是准确合理的。10机39节点算例和华北电网算例验证了所提定位方法的有效性与可行性。

关键词：强迫振荡扰动源定位传递函数矩阵主对角占优机械功率低频振荡电力系统稳定

直驱风电机组次同步振荡阻尼控制方法及其适应性

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电力系统自动化 2019年第13期43卷 177-184页

作者：周佩朋宋瑞华李光范杜宁常喜强郭小龙电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市100192 国网新疆电力有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830001

由风电波动引发的次同步振荡具有振荡频率多变、涉及动态装置多、影响因素复杂等特点,现有的阻尼控制类装置难以实现有效抑制,需研究适用的附加阻尼控制方法。文中通过线性化方法推导了直驱风电机组并网系统的特征方程和传递函数,并获... 详细信息

由风电波动引发的次同步振荡具有振荡频率多变、涉及动态装置多、影响因素复杂等特点,现有的阻尼控制类装置难以实现有效抑制,需研究适用的附加阻尼控制方法。文中通过线性化方法推导了直驱风电机组并网系统的特征方程和传递函数,并获取了风电机组并网系统在不同工况下的频率响应特性。然后提出了基于奈奎斯特稳定判据的风电机组次同步振荡阻尼控制器的参数设计方法,以及基于粒子群优化算法的参数优化方法;结合特征值法及时域仿真法,分析了阻尼控制器对于次同步振荡的抑制作用。研究结果表明,依据前述方法设计的阻尼控制器在多种运行条件下均具有较好的适应性。

关键词：直驱永磁同步发电机风力发电次同步振荡阻尼控制电力系统稳定

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换流器同步机模拟控制中的小干扰稳定策略

高电压技术 2019年第1期45卷 252-258页

作者：管敏渊王锋华成敬周刘然龚书能何鹤国网浙江省电力有限公司湖州供电公司湖州313000 国网浙江省电力有限公司杭州310007

基于同步电机模拟控制的电压源换流器可以对电力系统稳定发挥积极作用。为此,提出了一种适用于同步电机模拟控制的小干扰稳定辅助控制策略,该策略通过在电压源换流器的同步电机模拟控制中加入一个简单的一阶环节,即小干扰稳定模块来实... 详细信息

基于同步电机模拟控制的电压源换流器可以对电力系统稳定发挥积极作用。为此,提出了一种适用于同步电机模拟控制的小干扰稳定辅助控制策略,该策略通过在电压源换流器的同步电机模拟控制中加入一个简单的一阶环节,即小干扰稳定模块来实现。推导了加入小干扰稳定模块后的电压源换流器的动态方程,并通过小信号分析揭示了该模块阻尼振荡的作用机理,指出了其可以在整个系统稳定运行区间内增大阻尼的特性。在PSCAD/EMTDC软件环境中建立了基于本文控制策略的单站无穷大系统和三机九节点系统,并进行了详细电磁暂态仿真。仿真结果表明配置小干扰稳定模块后的电压源换流器,不但可以增大单站无穷大系统的阻尼,而且能够与传统同步发电机协同配合,阻尼多机电力系统的振荡。

关键词：电力系统稳定电力系统阻尼电压源换流器模块化多电平换流器小干扰稳定虚拟同步发电机

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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

基于权值评估的Lyapunov时滞稳定判据改进方法

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电力系统自动化 2017年第16期41卷 111-116页

作者：王蕾贾宏杰董朝宇智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072

在含有时滞环节的电力系统稳定性分析中,基于Lyapunov稳定理论和线性矩阵不等式(LMI)技术的时滞稳定判据被广泛采用。然而,这类判据往往存在计算量大、计算效率低的问题,尤其在高维系统中计算效率迅速降低,亟需寻求科学手段来提高判据... 详细信息

在含有时滞环节的电力系统稳定性分析中,基于Lyapunov稳定理论和线性矩阵不等式(LMI)技术的时滞稳定判据被广泛采用。然而,这类判据往往存在计算量大、计算效率低的问题,尤其在高维系统中计算效率迅速降低,亟需寻求科学手段来提高判据计算效率。对此,文中借助数值计算方法,分析了Lyapunov函数各构成项随时间的变化规律及各项占函数的权值,进而提出一种通过权值计算来甄别Lyapunov函数冗余项的有效方法。通过剔除冗余项,减少了判据的待求变量数,在不影响判据保守性前提下,有效提高了计算效率。最后,通过典型二阶时滞系统和3机9节点时滞系统分别对两种Lyapunov时滞稳定判据进行简化改进,验证了文中方法的有效性。

关键词： Lyapunov函数简化时滞稳定判据计算效率权值电力系统稳定