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互联电网动态稳定安控策略优化方法

电力系统保护与控制 2016年第19期44卷 99-105页

作者：张文朝商显俊李轶群高洵顾雪平南京南瑞集团北京监控技术中心北京102200 华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003 国家电网公司华北分部北京100053

电网输送断面部分线路断开后,可能引发互联电网的低频振荡问题。紧急降低送端发电机组出力是抑制振荡的有效措施,不同机组控制的效果存在一定差异。发电机的控制系统阻尼及其接入点与受端网络之间的电气距离是影响切机效果的两个重要因... 详细信息

电网输送断面部分线路断开后,可能引发互联电网的低频振荡问题。紧急降低送端发电机组出力是抑制振荡的有效措施,不同机组控制的效果存在一定差异。发电机的控制系统阻尼及其接入点与受端网络之间的电气距离是影响切机效果的两个重要因素,分别用阻尼贡献和节点电压的相角差对其进行量化,加权后进行切机优先度排序。其中,阻尼贡献指标将电磁力矩中的同步力矩和阻尼力矩解耦,对阻尼力矩的作用进行了分段累加。利用华北电网实际系统进行仿真验证,将所提方法的计算结果与现有安控策略进行对比,证明了所提方法能够优化控制效果,减少控制代价,有一定的实用价值。

关键词：动态稳定安控策略阻尼转矩力矩解耦电气距离

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调速器参数对水电主导系统稳定性影响及整定

水力发电学报 2019年第12期38卷 85-93页

作者：杨若朴陈亦平李崇涛张勇唐卓尧杨荣照黄济宇西安交通大学电气工程学院西安710049 中国南方电网电力调度控制中心广州510663

水电主导调频的系统容易发生频率振荡现象,故在整定水轮机调速器PID参数时,往往以频率的小干扰稳定为目标进行优化。本文基于阻尼转矩法,分析了PID参数对频率振荡转矩和低频振荡转矩的影响,并通过四机二区系统进行了验证,研究结果表明,... 详细信息

水电主导调频的系统容易发生频率振荡现象,故在整定水轮机调速器PID参数时,往往以频率的小干扰稳定为目标进行优化。本文基于阻尼转矩法,分析了PID参数对频率振荡转矩和低频振荡转矩的影响,并通过四机二区系统进行了验证,研究结果表明,调整PID参数抑制频率振荡的同时,可能会加剧系统的低频振荡。最后提出一种适用于水电主导调频系统的PID参数整定方法,该方法在提高系统频率稳定性的同时,不会恶化弱阻尼低频振荡模式。

关键词：水电主导系统阻尼转矩频率振荡低频振荡 PID参数整定方法

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计及负荷特性的电力系统低频振荡分析

电力自动化设备 2004年第1期24卷 34-36,41页

作者：杨艳赵书强朱洪波华北电力大学河北保定071003

针对单机-无穷大系统,推导在不同负荷特性下系统阻尼转矩系数的表达式,从理论上分析了负荷特性对低频振荡阻尼的影响,并就具体算例求出系统机电振荡模式,用Matlab软件对系统进行动态仿真,结果验证了所得结论。

关键词：负荷特性阻尼转矩低频振荡 Matlab 动态仿真

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同步发电机低频自发振荡的研究

广西大学学报（自然科学版） 1991年第2期16卷 52-59页

作者：王辑祥广西大学电气工程系

对自复励励磁方式发电机的低频自发振荡进行理论分析,揭示了复励分量在任何运行工况下均产生负阻尼转矩的特点,并提出解决自发振荡问题的措施.

关键词：同步发电机自发振荡阻尼转矩

基于ETSDAC的原动机及调速器对低频振荡影响的仿真与研究

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基于ETSDAC的原动机及调速器对低频振荡影响的仿真与研究

作者：梁植淇西南交通大学

学位级别：硕士

电力系统的稳定性分析工作是保证电力系统安全稳定运行的基础。传统对电力系统动态稳定性的研究主要集中在自动电压调节器恶化系统阻尼方面。普遍认为调速系统动作缓慢,在机电过程中难以影响电网低频振荡特性,因此在工业界很少受到关注... 详细信息

电力系统的稳定性分析工作是保证电力系统安全稳定运行的基础。传统对电力系统动态稳定性的研究主要集中在自动电压调节器恶化系统阻尼方面。普遍认为调速系统动作缓慢,在机电过程中难以影响电网低频振荡特性,因此在工业界很少受到关注,即在分析机电扰动过程中把机械功率视为恒定的。但随着电液调节系统DEH的普及,调速系统的响应速度和动态特性得到很大的提高,对电力系统动态稳定性的影响也越来越显著。本文从阻尼转矩的角度分析了低频振荡的产生机理和目前普遍应用的一种解决方案。然后重点从阻尼系数的角度理论分析了原动机及调速器对低频振荡的影响,分析了汽轮机及汽轮机调速器参数的变化对于分界角频率的影响。而对于参数较多的水轮机及水轮机调速器,利用粒子群优化算法(PSO)估计其最大分界角频率。针对四机十三节点系统,阐述了多机系统的稳定性分析方法。本文编写了四机十三节点系统的状态矩阵,分析其特征值、相关因子、阻尼比等相关参数,预测了原动机及调速器对于低频振荡的影响。基于ETSDAC平台,对四机十三节点系统进行自定义建模并进行小扰动仿真,验证了理论分析结果。本文用这些系统参数整定电力系统稳定器(PSS)的控制参数实现抑制低频振荡,最后在同样的元件参数和运行状态下进行了大扰动的仿真。仿真结果表明：原动机及调速器的作用虽然相对有一点缓慢,但是对于低频振荡的影响却是不可忽略的,不同的原动机及调速器参数对不同的振荡频率会产生不同的影响。

关键词：低频振荡阻尼转矩原动机及调速器粒子群优化算法(PSO) 特征值 ETSDAC

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基于PV和BESS的水电系统频率控制

基于PV和BESS的水电系统频率控制

作者： Federico Alexander Flamenco Quan 华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

在过去20年中,世界上的许多水力发电系统都出现了超低频振荡的现象,严重威胁了电力系统的可靠性、安全性和稳定性。由于水锤效应和调速器中的比例-积分-微分(PID)参数设置不当,水电机组的稳定性较差,并且提供了负阻尼。为了解决这一问题... 详细信息

在过去20年中,世界上的许多水力发电系统都出现了超低频振荡的现象,严重威胁了电力系统的可靠性、安全性和稳定性。由于水锤效应和调速器中的比例-积分-微分(PID)参数设置不当,水电机组的稳定性较差,并且提供了负阻尼。为了解决这一问题,本文提出了一种频率控制策略,该策略基于非最大功率输出光伏系统和电池能量管理系统的虚拟惯性控制(VIC)。首先,建立了由水电机组、非最大功率输出光伏系统和BESS组成的小信号模型。其次,利用阻尼转矩分析了各部分在超低频段提供的阻尼。建立了多机模型,研究了 PV和BESS对超低频振荡的影响。最后,基于MATLAB/SIMULINK的时域仿真结果表明,PV和BESS可以参与一次调频,并提供正阻尼,能够有效地抑制超低频振荡。

关键词：超低频振荡光伏系统蓄电池储能系统阻尼转矩虚拟惯性控制器一次调频

水电机组高占比电网中的超低频振荡影响特性研究

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水电机组高占比电网中的超低频振荡影响特性研究

作者：李振鹏西南交通大学

学位级别：硕士

水电机组高占比的电网易发生超低频振荡现象,究其原因是水轮机具有明显的水锤效应,其造成的负阻尼作用能够导致电力系统的阻尼特性变差和严重的相位滞后,且调速系统参数设置不合理又进一步破坏了系统的稳定。在我国区域电网异步联网的... 详细信息

水电机组高占比的电网易发生超低频振荡现象,究其原因是水轮机具有明显的水锤效应,其造成的负阻尼作用能够导致电力系统的阻尼特性变差和严重的相位滞后,且调速系统参数设置不合理又进一步破坏了系统的稳定。在我国区域电网异步联网的背景下,水电密集型送端电网的超低频振荡问题将变得尤为严重,因此超低频振荡研究对于保障中国电网的安全稳定运行和后续发展均具有重要的指导意义。首先,本文基于电力系统的小干扰稳定性分析,将电力系统潮流计算软件PSD-BPA中的调速系统、电液伺服系统、水轮机和发电机线性化模型进行整合得到水电机组一次调频闭环控制系统模型,进而导出原动系统阻尼转矩系数的解析表达式,分析调速器PID参数对系统阻尼的影响程度以及水锤效应的负阻尼作用,为本文研究超低频振荡现象提供了可靠的理论基础。接着,本文对根轨迹族的概念和通用绘制方法进行详细介绍,建立用于研究超低频振荡的典型单机带负荷模型,并以此模型为基础,绘制出系统的根轨迹族曲线,分析其在研究超低频振荡问题上的适用性。根据水电机组的一次调频要求,辅以主导极点法,提出了一种调速器PI参数优化方案,通过BPA程序搭建10机39节点系统模型对本文所提方案进行验证,结果表明优化PI参数后的系统能够有效抑制超低频振荡并满足一次调频要求。然后,本文在应用根轨迹族优化调速器参数抑制超低频振荡时,发现在某些水电系统中稳定域偏小,故提出采用校正控制器优化系统的滞后相位,进而改善系统性能的措施。本文研究了超前校正、滞后校正和超前滞后校正控制器的控制效果,比较后选择了超前校正控制器用于超低频振荡的抑制,将其置入单机系统中,采用根轨迹综合法提出控制器的参数整定方案,并在单机系统和经过修改的水电机组高占比的4机2区系统中,对控制器抑制超低频振荡的有效性进行了仿真验证。最后,本文以云南电网作为研究超低频振荡的实际系统,采用2017夏大运行方式的BPA程序具体数据,仿真复现了云南电网的超低频振荡现象,并分别从水轮机水锤效应、调速器一次调频和参数设置两方面对超低频振荡的影响进行了仿真试验,结果表明水锤效应越强会使得系统的频率振荡越剧烈,但是对超低频振荡抑制的研究要更多的集中在调速系统上,进而提出根据阻尼转矩系数排序情况而制定的调速器参数优化次序策略,并通过具体算例仿真验证了该优化策略的可行性。

关键词：超低频振荡水电机组阻尼转矩调速器PI参数根轨迹族一次调频超前校正控制器云南电网多机优化次序策略

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次同步谐振局部传播机制与建模方法

次同步谐振局部传播机制与建模方法

作者：程欣江苏大学

学位级别：硕士

大型火电基地经串联补偿线路的大规模远距离输电是目前最经济的输电方式,在我国应用越来越广泛。但是,大型火电机组与串联补偿输电线路交互作用导致的次同步振荡,严重威胁电力系统安全稳定运行,因此次同步谐振分析和抑制是亟待解决的问... 详细信息

大型火电基地经串联补偿线路的大规模远距离输电是目前最经济的输电方式,在我国应用越来越广泛。但是,大型火电机组与串联补偿输电线路交互作用导致的次同步振荡,严重威胁电力系统安全稳定运行,因此次同步谐振分析和抑制是亟待解决的问题。传统建模方法是获得实用模型的途径,是次同步振荡分析及抑制技术研究的基础。但次同步振荡详细局部传播机制尚不明确,无法在理论上支持传统建模方法。建模区域划分不合理导致次同步振荡分析及抑制技术研究结果不准确,成为制约实际系统抑制技术研究的瓶颈。针对这一问题,本文开展对次同步谐振局部传播机制及建模方法的研究,主要内容如下:(1)推导了次同步电磁转矩的阻尼转矩和同步转矩两个分量,指出阻尼转矩是由次同步频率阻性电流产生,而同步转矩是由次同步感性电流产生。当系统次同步频率等值电阻与电抗比较大时,会产生较大扭振模态负阻尼。因而,系统次同步频率等值电阻与电抗比值较大是产生次同步谐振负阻尼的根本原因。根据次同步谐振的产生机理,提出了汽轮发电机组与串补线路相互作用的次同步谐振局部传播机制,阐明了电气谐振约束了次同步振荡的传播。(2)根据次同步振荡局部传播机制,推导了次同步功率传播与次同步谐振电气负阻尼系数的关系式,根据这个关系式提出了一种确定次同步谐振实际系统建模边界的新方法。所提的建模方法是:将研究机组等值为同步频率电压源叠加次同步和超同步电压源,然后测量各支路消耗的次同步及超同步有功功率和无功功率,根据次同步有功功率与次同步谐振阻尼系数的关系并设定相应的门槛值,保留流过次同步功率大于门槛只的所有支路作为次同步谐振建模的研究区域。该方法为次同步谐振实际工程研究提供了有价值的参考。

关键词：次同步谐振阻尼转矩同步转矩局部传播机制识别建模边界

励磁附加调差对电力系统阻尼特性影响的机理分析

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大电机技术 2012年第2期 53-57页

作者：霍承祥刘增煌濮钧中国电力科学研究院电力系统研究所北京100192

本文研究了励磁系统附加调差对系统阻尼的影响。将附加调差引入菲利蒲-海佛隆模型,分析附加调差对模型参数的影响。推导出附加调差提供的阻尼转矩系数增量ΔKD随附加调差系数XC变化的曲线为一条二次抛物线,而且这条抛物线的开口方向和... 详细信息

本文研究了励磁系统附加调差对系统阻尼的影响。将附加调差引入菲利蒲-海佛隆模型,分析附加调差对模型参数的影响。推导出附加调差提供的阻尼转矩系数增量ΔKD随附加调差系数XC变化的曲线为一条二次抛物线,而且这条抛物线的开口方向和位置与励磁参数、发电机参数、运行状况及系统参数有关。证明了此抛物线在以ΔKD为纵轴、以XC为横轴的坐标系中必经过原点,在其他参数确定的前提下,抛物线与横轴的第二个交点是发电机功角的函数。根据此抛物线可全面说明附加调差对系统阻尼的影响情况。现场试验结果与理论推导相符。

关键词：励磁系统附加调差菲利蒲-海佛隆模型阻尼同步转矩阻尼转矩