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励磁系统动态增益对凸极发电机动态阻尼的影响

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电力系统自动化 2022年第7期46卷 116-121页

作者：霍承祥于大海马晓光夏潮李志强高磊中国电力科学研究院有限公司北京市100192

由于励磁系统动态增益对凸极发电机的动态稳定性有显著影响,为改善电力系统阻尼,需要经常调整该动态增益,进而配置电力系统稳定器(PSS)。但是在动态增益对发电机动态稳定的影响方面,存在某些模糊认识。首先,分析了励磁系统动态增益对动... 详细信息

由于励磁系统动态增益对凸极发电机的动态稳定性有显著影响,为改善电力系统阻尼,需要经常调整该动态增益,进而配置电力系统稳定器(PSS)。但是在动态增益对发电机动态稳定的影响方面,存在某些模糊认识。首先,分析了励磁系统动态增益对动态阻尼的影响原理。然后,在典型机组参数和工况下计算分析了励磁系统动态增益对凸极发电机阻尼转矩、阻尼比和励磁系统频率响应特性的影响。在单机无穷大系统、两机系统和实际系统中进行了仿真,计算结果和仿真结果一致。最后,在实验室及工程现场进行了试验,验证了仿真和计算结果的正确性,即励磁系统动态增益越大,凸极发电机动态阻尼越弱。为改善凸极发电机(如水电机组)动态阻尼,应使励磁动态增益在满足相关标准要求的前提下取较小数值,且通过配置相应的PSS进一步提高系统阻尼。

关键词：励磁系统动态增益凸极发电机动态稳定阻尼转矩

基于转矩面积的STATCOM稳定控制器设计

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电力系统自动化 2007年第19期31卷 50-53页

作者：黄方能黄成军陈陈钱勇江秀臣上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市200240

同步发电机的同步转矩分量及阻尼转矩分量是影响电力系统稳定性最直接的因素,转矩面积则将这2个转矩分量有机结合起来。文中推导出转矩面积的计算方法,再利用最大转矩面积原理对静止同步补偿器(STATCOM)稳定控制器进行优化设计,解决了ST... 详细信息

同步发电机的同步转矩分量及阻尼转矩分量是影响电力系统稳定性最直接的因素,转矩面积则将这2个转矩分量有机结合起来。文中推导出转矩面积的计算方法,再利用最大转矩面积原理对静止同步补偿器(STATCOM)稳定控制器进行优化设计,解决了STATCOM稳定控制器可能会恶化系统同步转矩这一问题。所设计的稳定控制器投入运行后,可以保证同步发电机同时拥有足够大的同步转矩和阻尼转矩,使得系统的稳定水平得以提高。最后给出一个算例进行验证,EMTDC的仿真结果证实了此方法的有效性。

关键词：转矩面积静止同步补偿器稳定控制器同步转矩阻尼转矩

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基于转矩面积的UPFC稳定控制器优化设计

电力系统自动化 2008年第7期32卷 25-29页

作者：黄方能黄成军陈陈钱勇江秀臣上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市200240

通过推导统一潮流控制器(UPFC)稳定控制器的状态方程,分析了UPFC稳定控制器对同步发电机电磁转矩的影响。同步发电机的同步转矩分量和阻尼转矩分量是影响电力系统稳定性最直接的因素。考虑到利用UPFC稳定控制器提高系统阻尼转矩时有可... 详细信息

通过推导统一潮流控制器(UPFC)稳定控制器的状态方程,分析了UPFC稳定控制器对同步发电机电磁转矩的影响。同步发电机的同步转矩分量和阻尼转矩分量是影响电力系统稳定性最直接的因素。考虑到利用UPFC稳定控制器提高系统阻尼转矩时有可能会恶化系统的同步转矩,文中利用转矩面积对UPFC稳定控制器进行了优化设计,较大的转矩面积可以确保同步发电机同时拥有足够的同步转矩和阻尼转矩。优化后的UPFC稳定控制器在提高系统阻尼转矩的同时,改善了系统的同步转矩,从而有效提高系统的稳定水平。最后给出一个算例进行验证,EMTDC的仿真结果证实了该方法的有效性。

关键词：统一潮流控制器稳定控制器同步转矩阻尼转矩转矩面积

风电参与调频对电力系统超低频振荡的影响分析

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可再生能源 2023年第8期41卷 1113-1121页

作者：何廷一束洪春李胜男吴水军万磊戴剑丰云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明650217 昆明理工大学电力工程学院云南昆明650093 云南电力试验研究院(集团)有限公司云南昆明650011 南京邮电大学自动化学院人工智能学院江苏南京210023

高比例风电接入背景下,风电参与调频对电力系统超低频振荡问题的影响机理有待深入分析。文章构建了反映风电参与系统调频过程动态特性的频率响应模型,基于单机模型建立风电调频后系统稳定性分析模型。解析推导了简化模型下的闭环稳定性... 详细信息

高比例风电接入背景下,风电参与调频对电力系统超低频振荡问题的影响机理有待深入分析。文章构建了反映风电参与系统调频过程动态特性的频率响应模型,基于单机模型建立风电调频后系统稳定性分析模型。解析推导了简化模型下的闭环稳定性判据并分析其影响因素。通过阻尼转矩法分析了风电调频对原动系统阻尼变化的作用机制。研究了不同风电频率调控策略下系统频率稳定的影响因素。结果表明,风电参与频率调控在一定程度上对电力系统超低频振荡现象进行了抑制,对保障电网的安全稳定运行具有重要意义。

关键词：风电一次调频超低频频率振荡阻尼转矩

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基于相轨迹的机组阻尼系数最小二乘量化方法

中国农村水利水电 2023年第2期 233-238页

作者：郭岐陆雪顶王光政华北水利水电大学电力学院河南郑州450045 华中科技大学土木与水利工程学院湖北武汉430074

水电机组的负阻尼特性是诱发水电主导电力系统超低频振荡的内在原因,准确高效地量化机组的阻尼系数对超低频振荡主导机组的定位与控制至关重要。针对现有非线性系统机组阻尼量化方法难以兼顾操作简便性与计算准确性的问题,依据阻尼转矩... 详细信息

水电机组的负阻尼特性是诱发水电主导电力系统超低频振荡的内在原因,准确高效地量化机组的阻尼系数对超低频振荡主导机组的定位与控制至关重要。针对现有非线性系统机组阻尼量化方法难以兼顾操作简便性与计算准确性的问题,依据阻尼转矩理论分析单机和多机系统的阻尼特性,提出了一种新的阻尼系数快速量化方法,一方面将阻尼的量化结果与理论值对比验证方法的计算精度,另一方面利用多机系统超低频振荡实验分析与实际电站的测量数据计算验证方法的有效性。结果表明方法准确、简单,可为强非线性系统的阻尼研究与超低频振荡时机组阻尼的在线评估提供有效的技术手段。

关键词：阻尼转矩快速量化超低频振荡在线评估

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直升机尾桨永磁同步电机无传感复合控制

电力电子技术 2023年第6期57卷 13-17页

作者：江浩周瑾姚润晖南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

直升机涵道尾桨永磁同步电机采用无转速传感器控制能够避免由转速传感器故障引起的电机失稳,考虑到永磁同步电机低速恒流频比(I/F)无传感控制转速易波动、中高速滑模无传感控制高频抖振明显等问题,提出了一种阻尼转矩补偿I/F与自适应滑... 详细信息

直升机涵道尾桨永磁同步电机采用无转速传感器控制能够避免由转速传感器故障引起的电机失稳,考虑到永磁同步电机低速恒流频比(I/F)无传感控制转速易波动、中高速滑模无传感控制高频抖振明显等问题,提出了一种阻尼转矩补偿I/F与自适应滑模相结合的全速范围复合控制策略。首先,在低速I/F无传感控制的基础上根据电机瞬时有功功率调节电流矢量转速以产生阻尼转矩,补偿电磁转矩中的不平衡分量,提升电机低速的稳定性;其次,基于中高速滑模无传感控制构建了反电势自适应律以削弱反电势抖振,在省略了反电势低通滤波器的同时,进一步降低了锁相环输出的估计转速波动幅度,提升了电机转子位置的估计精度。仿真与试验结果均验证了该复合无传感控制策略在电机全速范围内运行具有良好的稳定性与可靠性。

关键词：永磁同步电机阻尼转矩自适应滑模

基于Prony分析的多机系统电磁转矩系数计算

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电网技术 2006年第10期30卷 39-44页

作者：李鹏余贻鑫孙强贾宏杰天津大学电气与自动化工程学院天津市南开区300072

同步转矩及阻尼转矩是两个在动态稳定研究中广泛应用的概念,它们对于电力系统低频振荡分析尤为重要。文章首先分析了现有的发电机电磁转矩系数算法,指出该算法在多种低阻尼的低频振荡模式并存的系统中会失效。然后提出了新的基于Prony... 详细信息

同步转矩及阻尼转矩是两个在动态稳定研究中广泛应用的概念,它们对于电力系统低频振荡分析尤为重要。文章首先分析了现有的发电机电磁转矩系数算法,指出该算法在多种低阻尼的低频振荡模式并存的系统中会失效。然后提出了新的基于Prony分析的多机系统电磁转矩系数算法,新算法不仅继承了原有算法不依赖于具体模型和参数的优点,而且克服了原有算法的缺点。最后,借助新算法揭示了电磁转矩分析与分岔分析之间的联系,给出了对于阻尼转矩更深刻的认识。

关键词：电力系统低频振荡电磁转矩系数阻尼转矩 Prony分析分岔

基于虚拟功角-励磁双环架构的构网型虚拟PSS控制方法

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基于虚拟功角-励磁双环架构的构网型虚拟PSS控制方法

作者：管弘武东北电力大学

学位级别：硕士

新型电力系统由于新能源发电单元不具备惯量与阻尼特性,导致电力系统抗扰动能力较弱,具有较大的运行风险。同时,由于传统同步发电机转子运动方程的引入,同步电机的动态稳定问题也被引入到主动支撑控制之中。由此,本文主要针对新能源并... 详细信息

新型电力系统由于新能源发电单元不具备惯量与阻尼特性,导致电力系统抗扰动能力较弱,具有较大的运行风险。同时,由于传统同步发电机转子运动方程的引入,同步电机的动态稳定问题也被引入到主动支撑控制之中。由此,本文主要针对新能源并网稳定性问题展开研究,并且以三阶模型为基础,通过模拟传统PSS控制原理设计了基于主动支撑控制的虚拟励磁PSS环节,同时由于功率振荡问题本质上是由负阻尼引起的功角持续增幅振荡,本文基于电力电子器件的灵活性,设计了虚拟功角PSS环节,通过对功角进行直接控制,进一步抑制新能源机组引起的功率振荡,使新能源电力系统的动态稳定性进一步增强。首先,本文给出了基于同步发电机三阶模型的构网型主动支撑控制策略,详细给出了虚拟调速器、虚拟阻抗等控制模型。同时,构建了单机无穷大系统线性化模型,便于后续主动支撑控制型新能源机组的阻尼特性分析。之后通过在仿真软件中搭建四机两区仿真模型,对主动支撑三阶模型与传统二阶模型进行仿真验证,对比两者在系统发生故障时对并网点电压的支撑能力。其次,由于传统同步发电机的刚性转子结构,在系统功角发生振荡时不能直接对其进行控制,由此本文提出了一种基于虚拟功角-励磁双环架构的虚拟PSS控制方法,该控制方法能够有效解决主动支撑型新能源机组接入电网后所带来的功率振荡问题。同时,利用阻尼转矩法分析了主动支撑型新能源机组的功率振荡原理,并且对虚拟功角-励磁双环架构的参数进行配置,提升虚拟PSS的控制效果。之后,本文设计一种虚拟PSS变系数控制环节,通过灵活调整虚拟PSS增益系数,优化虚拟PSS控制效果。并且在仿真软件中搭建了单机无穷大系统仿真模型,通过仿真结果对上述所提方法进行验证。最后,主要分析了多机电力系统中,虚拟功角PSS的控制效果。首先推导了多机电力系统的状态方程,通过计算特征值,对系统的振荡模式进行分析,同时通过留数法整定虚拟功角PSS参数。之后,建立了仿真模型,在多机系统中验证该控制策略的有效性。

关键词：主动支撑控制同步发电机三阶模型功率振荡阻尼转矩虚拟PSS控制

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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电力系统一次调频过程的超低频振荡分析

电力系统自动化 2017年第16期41卷 64-70页

作者：路晓敏陈磊陈亦平闵勇侯君刘映尚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 中国南方电网电力调度控制中心广东省广州市510623

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,在机理和表现上与传统的低频振荡存在显著区别。超低频频率振荡属于频率稳定的范畴,单机单负荷系统是研究该问题的最简系统。基于单机单负荷系统研究了超低频频率振荡的... 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,在机理和表现上与传统的低频振荡存在显著区别。超低频频率振荡属于频率稳定的范畴,单机单负荷系统是研究该问题的最简系统。基于单机单负荷系统研究了超低频频率振荡的振荡频率、阻尼、振荡表现等关键特征。解析推导了简化模型下的振荡频率和阻尼并分析其影响因素。引入伯德图方法分析详细模型下的振荡频率和阻尼,幅值交接频率、相角裕度分别与振荡频率、阻尼比对应。证明了阻尼转矩法在分析原动系统阻尼特性时的适用性。采用相量图方法说明超低频频率振荡中机械功率的振荡幅度大于电磁功率。

关键词：超低频频率振荡有功频率控制一次调频小扰动稳定振荡频率和阻尼阻尼转矩