定速异步机型风电场机网扭振建模及仿真

以定速异步风电机组为例,建立包括三质量块轴系数学模型在内的风机模型,在此基础上建立了定速异步机型风电场多机小扰动仿真模型,研究该机型下同型风电场扭振模态及其相关因子,并对比不同风机数量及布局的风电场扭振模态。结果显示,风电场机组间轴系扭振模态出现双谐振尖峰现象,风机数量增加将导致扭振模态特征值实部趋于正半轴并且阻尼比降低;风电场机组间存在扭振传递作用,风电场风机数量和布局将影响系统的小干扰稳定性。     

国产600MW汽轮机组轴系扭振设计专题的研究

根据国内对大机组轴系扭振的研究近况，对轴系扭振过程中的随机性、快关汽门与轴系扭力矩的相对关系进行了计算分析和定性研究，并首次在大机组轴系研究领域中提出电力系统动态行为过程中“机电一体化”的新概念。     

核电机组轴系扭振安全监测新技术

中国核电发展黄金时期已经到来,作为一种能源,核电的确有着不可比拟的魅力,是可持续发展的重要能源.但是随机组和电网建设的快速发展所带来的发电机组轴系扭振的危害需引起高度重视.它会激发电网的振荡,造成线路跳闸或机组解列,直接影响到系统的稳定运行和大量用户的经济利益.本文通过研究,指明当前轴系扭振领域的研究方法,同时积极通过对原因的分析,指出此课题研究的使命,通过实现轴系扭振模态的测量、轴系疲劳的在线监测、扭振模态阻尼的在线监测、轴系扭振响应的计算等关键技术,实现应对这种危害的多种对策和方案.以期使核电机组轴系扭振的危害能通过电厂侧各种监测、抑制、保护装置来解决,完善了一个系列的整套解决方案.     

国产600MW汽轮机组轴系扭振设计专题的研究

根据国内对大机组轴系扭振的研究近况,对轴系扭振过程中的随机性、快关汽门与轴系扭力矩的相对关系进行了计算分析和定性研究,并首次在大机组轴系研究领域中提出电力系统动态行为过程中“机电一体化”的新概念。     

电网短路故障下双馈风电机组传动链扭振响应

电网故障引起的电磁转矩波动易造成风电机组轴系扭振疲劳损耗,严重时会造成轴系故障,有必要研究不同类型电网故障下风电机组传动链扭振响应及其对关键部件的影响。首先,采用集中质量法,考虑叶片柔性建立了风电机组传动链四质量块模型,基于小信号模型,采用模态分析法对风电机组传动链扭振特性进行分析。其次,为了表征不同故障类型对风电机组传动链轴系扭振的影响,在双馈发电机电磁暂态模型的基础上,推导了电网对称与不对称故障下电磁转矩表达式。最后,基于四质量块传动链模型,仿真分析了单相、两相和三相接地电网故障对机组传动链扭振响应的影响。结果表明,不同类型电网故障会影响不同传动链扭振频率及其不同关键部件;三相接地电网故障引起的传动链扭振幅值大,齿轮箱和发电机转子间轴上传递转矩可以较全面反映扭振响应频率;与传动链其他部件相比,发电机转子受到电网故障影响更大。     

汽轮发电机组轴系扭振预防与抑制技术研究进展

综述汽轮发电机组轴系扭振产生的原因及轴系扭振抑制方法与技术的研究进展,重点介绍次同步谐振引起的扭振抑制技术的研究现状。结合当前研究探讨了磁极表面加装阻尼绕组、加装滤波装置及混合串联补偿装置等抑制扭振的方法并指出其现存的不足之处。最后,就这些问题对本领域的研究发展趋势进行了展望。     

考虑整机转矩控制的双馈风机轴系扭振机理分析及抑制策略

双馈风电机组轴系模型可等效为风力机质块经柔性轴与发电机质块连接,其轴系柔性较大,阻尼较低,现场存在轴系扭振现象.提出将整机转矩控制嵌入双馈风机两质量块数学模型中,并进行小信号线性化,得到适用于轴系动态特性分析的双馈风电机组机电小信号模型,基于该模型开展扭振机理分析和抑制策略设计.双馈风机轴系扭振本质原因是电磁转矩与发电...     

大型汽轮发电机组轴系扭振问题的探讨

在总结概括国内外有关专家大量工作的基础上,介绍了大型汽轮发电机轴系扭振的形成机理,导致轴系扭振的几种电力系统电气扰动,轴系扭振机电数学模型的建立、预防和抑制轴系扭振的方法以及机组固有扭振频率的实机测试。     

汽轮发电机转子扭振的研究

应用扭动计算程序,对３００ＭＷ汽累发电机组轴系进行了扭振计算分析,得出了机组轴系在各种设计工况下的扭振固有频率以及两相突然短路时轴系的最大剪切应力与最大扭矩。介绍了实验室扭振模型实验的建立及扭振模式方法,对模型系统的扭振固有频率进行了计算与测试,计算结果与测量结果非常接近,从而也验证了测量系统的可靠性。     

发电机组扭振相互作用的研究

发电机组间扭振相互作用的存在性是多机组系统能否进行简化的前提条件,但一些相关的结论一直未给出理论依据,而机组间扭振相互作用的现场测试也难以实现。该文提出描述机组间扭振相互作用强度的扭振相互作用系数(T IF),作为评估机组间扭振相互作用是否存在的一个指标。采用时域仿真对相同机组、相似机组以及不同机组在各种情况下的扭振相互作用进行研究,并考察了系统强度、发电机输出功率以及机组阻尼等参数对机组间扭振相互作用的影响。结果表明,发电机组之间的扭振相互作用随机组自然扭振频率偏差的增大而锐减;对于不同发电厂中的发电机组,不管其机械轴系参数是否相同,相互之间不存在明显的扭振相互作用。而对于同一电厂中的发电机组,机组相互之间存在着很强的扭振相互作用。     

基于电气阻尼-刚度控制的双馈风电机组轴系扭振抑制策略

针对现有扭振控制中,难以平衡抑振效果和响应速度的关系,以及高、低速轴的阻尼比变化速率不同导致整体阻尼比难以调节的问题,提出了一种双馈风电机组轴系扭振抑制策略。首先推导了机械扭转角与电磁转矩的传递函数,通过引入等效阻尼和刚度分析了高低速轴机电耦合阻尼比的差异。其次对电气刚度抑制轴系扭振的机理进行分析,根据阻尼和刚度的协调作用,提出基于电气阻尼-刚度控制的轴系扭振抑制策略,得到电气阻尼-刚度控制下的轴系阻尼比变化趋势。最后在搭建FAST-MATLAB/Simulink联合仿真双馈风电机组模块的基础上,引入湍流风与电网暂降激励,对所提策略的抑振效果进行仿真验证。结果表明,相较于传统的阻尼控制,所提策略能够充分发挥传动链的机电强耦合作用,在保证响应速度的同时具有更好的抑振能力。     

大型风电场机网扭振分析与抑制研究

风能作为可再生型和环境友好型能源,风力发电技术已经迅速在全世界范围内到了发展。随着风电的快速发展,大型风电场并网安全问题也越来越受到关注。主要针对由变速恒频风电机组组成的大型风电场,研究其并入在含有串联补偿线路的电网后,在严重电网故障情况下机网扭振情况。扭振现象对于风电机组的零部件和电网安全稳定运行构成严重的威胁。建立建立风力机的四质量块模型和感应发电机数学模型,采用等值机形式,构建了9 MW的大型风电场。首先验证了在三相短路故障情况下,大型并网风电场中存在机网扭振现象。然后,通过改进传统的串联补偿环节,提出了利用晶闸管控制的可控串联补偿装器（TCSC）对机网扭振进行抑制。利用Matlab软件仿真进行实时仿真,并且进行了频谱分析,结果验证了可控串联补偿器可以减少机网扭振。     

非同期并列时机组轴系扭振的时频分析

三维有限元模型能较好地描述轴系的复杂结构,精确地反映倒角、凹槽等应力集中截面的扭应力情况。以某660 MW汽轮发电机组轴系为研究对象,介绍了应用ANSYS软件求解轴系扭振响应的过程,分析了机组非同期并列时的轴系扭振特性。分析表明：非同期并列时,各截面扭应力幅值迅速达到最大值,之后逐渐振荡衰减,故障对低发间转子危害较大;扭应力主要包括前两阶扭振固有频率和少量的工频成分,不同截面处各模态分量所占比例不同;120°和180° 2种非同期并列情况时的扭振响应特性基本相似,前者的扭应力响应大于后者。研究结果有助于提高机组安全管理水平。     

风力发电机组轴系扭振模式稳定性分析

针对带串联补偿装置的并网双馈风力发电机组轴系扭振模式的稳定性,搭建了风力发电机轴系的三质量块等效模型,用小扰动法分析了轴系不同质块间的扭振模式。基于矩阵束算法辨识串联补偿度对风电场发电机组轴系扭转模式稳定性的影响,分析表明在故障情况机组轴系可能发生暂态扭矩放大。在PSCAD/EMTDC中搭建了某实际风电场中风力机轴系和发电机电磁暂态模型以及电网其它部分模型。仿真结果表明:电网故障会引发轴时系扭振模式不稳定现象,同时验证了串联补偿影响轴系扭振模式的稳定性。     

300MW汽轮发电机组扭振的模拟试验研究

对东方３００ＭＷ汽轮发电机组的扭振进行了模拟试验研究,设计并制造了扭振模拟机及其扭振试验与测试系统,测试并分析了该模拟机的扭振特性。试验结果表明,扭振模拟机的前几阶扭振固有频率和振型与被模拟对象基本吻合,可以用来研究被模拟对象的扭振响应特性及其与电系统的耦合互作用规律。     

汽轮发电机组轴系扭振分析

本文用三质量模型分析汽轮发电机组轴系扭转振动问题,建立机组轴系扭转振动的分析模型。以研究机组轴系在发电机、励磁机的激振扭矩作用下的扭转振动特性为例,得到了模型的幅频特性曲线和响应的表达式。同时还得到了短路冲击作用下,轴系的扭转角响应和各轴段(联轴器)上扭矩响应的解析解。     

1 000 MW机组引风机变频改造扭振的分析

为找出引风机联轴器膜片断裂和中间轴裂纹的根本原因,通过对风机不同工况下扭振、扭矩、瓦振等过程参数的测量和频谱分析,确定风机变频运行产生扭振是轴系损坏的根本原因。通过对风机轴系建模仿真,找出了诱发扭振产生的原因和解决途径,为电厂提出了改进建议。     

汽轮发电机组轴系扭振模型改进

讨论了用试验所得的不完全模态来辩识和修正由有限元法建立起的汽轮发电机组轴系扭振集中参数模型。用最小范数原理导出了模型参数矩阵的修正式，并对国产２００ＭＷ机组进行了实机计算，验证了模型修正方法的有效性。     

双馈式风电机组机网扭振的建模与仿真

建立了双馈式风力机组机网扭振的小信号分析模型,包括风力机的机械旋转系统模型、发电机模型、控制模型及电网模型.其中机械旋转系统包括风力机的桨叶、高速轴、齿轮箱、低速轴和发电机转子,等效为三个集中质量块-弹簧模型;发电机、电网及控制模型均在 dq 坐标系下建立.推导了整个模型的状态方程.在电磁暂态仿真软件 EMTP 中建立...