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发电工况可变速抽蓄机组模式切换过程多阶段柔性协调控制

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中国电机工程学报 2021年第15期41卷 5258-5273页

作者：陈亚红邓长虹武荷月李定林陈满彭鹏赵雅婷武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 南方电网调峰调频发电有限公司广东省广州市510630

可变速抽蓄机组运行工况多,工况转换频繁,转换过程复杂,合理的工况转换控制对于机组安全稳定运行至关重要。然而,与常规抽蓄机组不同,可变速机组受调速器和变流器共同的控制。调速器控制的导叶-水泵水轮机系统相对缓慢的机械转矩响应与... 详细信息

可变速抽蓄机组运行工况多,工况转换频繁,转换过程复杂,合理的工况转换控制对于机组安全稳定运行至关重要。然而,与常规抽蓄机组不同,可变速机组受调速器和变流器共同的控制。调速器控制的导叶-水泵水轮机系统相对缓慢的机械转矩响应与变流器快速的电磁转矩响应之间的不匹配,导致工况转换控制更加困难。为此,提出了柔性工况转换控制策略。通过协调调速器和变流器,使可变速机组安全、快速而又柔和地实现工况转换,并且各转换阶段间衔接平滑。首先,建立了机组的简化机电暂态模型;其次,针对工况转换不同阶段的特点和控制目标,分别提出了相应的协调控制策略,包括柔性自启动、切入控制、稳态运行和切出控制等;最后,仿真和实验结果验证了所提策略的有效性。

关键词：可变速抽蓄机组调速器背靠背变流器协调控制工况转换

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

超低频振荡中的区间联络线功率振荡现象及机理

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电力系统自动化 2020年第17期44卷 69-82页

作者：徐广方勇杰李兆伟吴雪莲刘福锁李威南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市211106 智能电网保护和运行控制国家重点实验室江苏省南京市211106

超低频振荡是指一次调频中阻尼不足引发的频率整体振荡,一般认为不存在相对振荡情况。然而,在实际区域互联电网的研究中发现,系统频率在超低频振荡的同时,区间交流联络线功率也存在同频振荡现象。文中以两区域互联系统为研究对象,首先,... 详细信息

超低频振荡是指一次调频中阻尼不足引发的频率整体振荡,一般认为不存在相对振荡情况。然而,在实际区域互联电网的研究中发现,系统频率在超低频振荡的同时,区间交流联络线功率也存在同频振荡现象。文中以两区域互联系统为研究对象,首先,基于分区域等值的统一频率模型,仿真分析了超低频振荡中联络线功率振荡的现象和特征。然后,基于阻尼转矩理论定义了区域电网的综合频率调节效应系数,继而从线性系统稳态频率响应视角提出该现象的发生机理,并讨论了影响因素。研究表明,如果区域之间的综合频率调节效应系数存在差异,即使在超低频振荡达到稳态振荡后,也会导致区间联络线发生与超低频稳态振荡频率相同的功率振荡。最后,以实际电网算例进行了验证,并讨论了该现象可能存在的危害。

关键词：超低频振荡一次调频频率振荡阻尼转矩调速器功率振荡

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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

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双向液压式调速器系统数学建模与仿真

液压与气动 2022年第4期46卷 131-138页

作者：汤斯佳陶邦明董群蒋君侠惠阳航空螺旋桨有限责任公司河北保定071025 浙江大学机械工程学院浙江杭州310027

螺旋桨飞机飞行时,调速器系统对飞机飞行的稳定性及发动机安全性起着关键作用。针对双向液压式调速器系统,通过数学建模和仿真方法研究该调速器系统的动态特性。以某双向液压式调速器系统为研究对象,分析其结构组成和工作原理,根据牛顿... 详细信息

螺旋桨飞机飞行时,调速器系统对飞机飞行的稳定性及发动机安全性起着关键作用。针对双向液压式调速器系统,通过数学建模和仿真方法研究该调速器系统的动态特性。以某双向液压式调速器系统为研究对象,分析其结构组成和工作原理,根据牛顿第二定律和流体连续方程分别建立了该调速器系统的力-运动数学模型和流量数学模型,并对数学模型中所有力的产生原因和求解方式进行了分析和求解。通过结合数学模型和仿真软件,分别对调速器控制活门和整个调速器系统进行了仿真,重点分析了无反馈的控制活门的实际运动过程和带反馈的整个调速器系统的发动机转速变化及螺旋桨角度变化,得到了控制活门的振动曲线和螺旋桨角度变化曲线。

关键词：调速器飞机螺旋桨数学建模 Simulink

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涡桨飞机变距调速器发展技术路线

航空工程进展 2024年

作者：陈婷婷郭勇潘钟键山河智能装备股份有限公司中南大学机电工程学院长沙学院机电工程学院

变距调速器控制螺旋桨转速稳定，使螺旋桨在更大范围的飞行包线内保持节能高效；国外在多个先进涡桨飞机上已研制出电液伺服式变距调速器，而我国自主研制的变距调速器产品少，主要依赖机械液压式调速器。本文深入分析了变距调速器的工... 详细信息

变距调速器控制螺旋桨转速稳定，使螺旋桨在更大范围的飞行包线内保持节能高效；国外在多个先进涡桨飞机上已研制出电液伺服式变距调速器，而我国自主研制的变距调速器产品少，主要依赖机械液压式调速器。本文深入分析了变距调速器的工作原理，综述了变距调速器技术的发展历程和国内外研究现状，重点探究了当前电液伺服式调速器存在的轻量化可靠性策略不足、内部电液伺服阀油液敏感、推进系统电控单元集成困难等关键技术问题及相应解决思路。在此基础上，展望了涡桨飞机变距调速器技术电动化、数字化、智能化发展趋势，以期为我国变距调速器技术研究提供参考。

关键词：涡桨飞机恒速螺旋桨变桨距调速器机电液控制

水轮发电机调速系统对超低频振荡的影响及模型适用性分析

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中国电机工程学报 2019年第1期39卷 227-235页

作者：岳雷薛安成李志强孟洪民严剑峰李柏青毕天姝杨奇逊新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 国网信息通信产业集团有限公司北京市昌平区102211

水电高占比电力系统普遍存在与调速系统相关的超低频振荡风险,而水电原动机复杂的非线性使得此类电网中调速参数的整定缺乏充分的依据。论文建立了调速系统的传递函数模型,从相频特性分析论证了调速系统对超低频振荡的影响机理。通过研... 详细信息

水电高占比电力系统普遍存在与调速系统相关的超低频振荡风险,而水电原动机复杂的非线性使得此类电网中调速参数的整定缺乏充分的依据。论文建立了调速系统的传递函数模型,从相频特性分析论证了调速系统对超低频振荡的影响机理。通过研究不同负荷和工作水头下原动机相频特性变化规律,提出低水头、高负荷运行工况是适合开展频率稳定分析的保守工况。结合藏中电网频率振荡实例,基于保守工况下的原动机简化模型,对相关机组调速参数开展稳定性分析和优化整定。三年来的运行实践表明,优化后的调速参数较好地解决了藏中电网超低频振荡问题。该文的研究对类似电网调速参数的整定具有参考意义。

关键词：水轮机调速器原动机模型超低频振荡相频特性

冲击式水电机组不同工况下孤网运行的稳定性分析

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水电能源科学 2024年 193-196页

作者：普碧才赵正平徐正国秦建明蔡天富程远楚云南电网有限责任公司怒江供电局武汉大学动力与机械学院

我国西南建有大量的冲击式水电机组的水电站,这些水电站与电网联系薄弱,孤网运行稳定性问题突出。对此建立了冲击式水轮机的数学模型、完善了冲击式水电机组孤网分析模型,研究了孤网条件下冲击式水电机组的控制参数稳定域。首先,根据电... 详细信息

我国西南建有大量的冲击式水电机组的水电站,这些水电站与电网联系薄弱,孤网运行稳定性问题突出。对此建立了冲击式水轮机的数学模型、完善了冲击式水电机组孤网分析模型,研究了孤网条件下冲击式水电机组的控制参数稳定域。首先,根据电站实际情况建立冲击式水轮机的非线性模型。其次,根据李雅普诺夫第一方法开展稳定性分析,在不同运行工况点对冲击式水轮机进行线性化,获得相关传递系数,代入孤网分析模型建立状态方程,根据临界稳定条件求出稳定域。最后,通过非线性模型仿真对分析结果进行验证。结果表明,喷针开度变化时对运行稳定域的影响较大,不能忽视;调速器参数整定时,需对所有运行工况进行分析,按最小稳定域工况进行参数优化。

关键词：冲击式水轮机孤网调速器运行工况稳定性

“9·19”锦苏直流双极闭锁事故华东电网频率特性分析及思考

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电力系统自动化 2017年第7期41卷 149-155页

作者：李兆伟吴雪莲庄侃沁王亮缪源诚李碧君南瑞集团公司(国网电力科学研究院) 江苏省南京市211106 国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市211106 国家电网公司华东分部上海市200120

小负荷方式下系统的频率稳定形势日趋严峻。针对华东电网"9·19"事故,从负荷模型及调速器/原动机模型角度研究分析了影响华东电网频率响应特性的关键因素。基于实测数据,对华东电网负荷频率响应因子,机组的一次调频限幅、调差系数,以及... 详细信息

小负荷方式下系统的频率稳定形势日趋严峻。针对华东电网"9·19"事故,从负荷模型及调速器/原动机模型角度研究分析了影响华东电网频率响应特性的关键因素。基于实测数据,对华东电网负荷频率响应因子,机组的一次调频限幅、调差系数,以及锅炉主蒸汽压力模型相关参数进行了辨识,复现"9·19"事故的频率响应特性。根据辨识结果反映的问题提出了相关建议。

关键词：频率调速器主蒸汽压力参数辨识