基于Hurwitz判据的自激感应发电机带载建压分析

针对自激感应发电机(self-excited induction generator,SEIG)独立系统,采用判断系统稳定性的复系数Hurwitz判据进行空载与带载建压分析。基于两相静止坐标系下SEIG的暂态等值电路,写出系统状态方程,利用复系数Hurwitz判据分析了SEIG自治系统稳定的充要条件,并计算得到SEIG空载与负载建压的临界参数值,样机实验验证了计算结果的正确性。以SEIG的自激建压过程为例,证明了将复系数Hurwitz判据应用于SEIG的暂稳态分析的可行性。所得到的结论为Hurwitz稳定性判据进一步应用于SEIG的稳定性分析打下了基础。     

基于Routh判据的自激感应发电机空载建压分析

针对自激感应发电机(SEIG)独立系统,采用判别系统稳定性的Routh判据进行空载建压分析。基于两相静止坐标系下SEIG暂态等效电路,写出系统的状态方程,得到状态矩阵的特征多项式。依据Routh稳定性判据,列出SEIG的递推Routh表,计算出了SEIG空载建压的临界最小电容值与最大电容值,样机实验数据验证了计算结果的准确性。该文首次将Routh判据应用于SEIG的稳定性分析,以SEIG的空载建压过程为例,说明了所用方法的有效性。基于Routh判据的稳定性分析方法理论清晰,编程简单,易于实现。所得结论为Routh稳定性判据进一步用于分析SEIG系统奠定了基础。     

基于节点导纳法的感应发电机不对称稳态性能分析

针对带不对称负载的三角形接法自激感应发电机(SEIG),通过电路方法对其稳态运行状态进行分析。从对称分量法与等值电路出发搭建出数学模型,以一相为准推导了系统的输入导纳,基于节点导纳法求解模型中的关键变量。分析过程中考虑了三种不同负载下不对称运行情况,通用性强。利用一台2.2kW的感应电机进行理论计算与实验验证,计算值与实际值吻合较好,说明了本文论述方法求解SEIG独立电力系统稳态运行指标的可行性。     

以特征值为判据的异步发电机自激建压过程分析

为研究自激电容对异步发电机空载暂态建压过程的影响并确定最小建压电容值,采用了以状态方程矩阵特征值计算为基础的分析方法。从自激异步发电机ab坐标系下的等值电路出发,推导了异步发电机空载建压时的状态方程,通过对状态方程进行局部线性化,进而计算出线性状态矩阵的特征值。根据不同自激电容值所对应特征值实部的符号并应用系统稳定性理论,以此判断电容为该值时电压是否得以建立,空载暂态建压过程的仿真波形与实验波形较为一致,说明了分析方法的有效性。把特征值实部绝对值选为目标函数并结合一维优化方法计算了异步发电机空载最小建压电容值,此值与传统方法计算结果相吻合,进一步证实了分析方法的正确性。     

基于Lyapunov稳定性理论的自励异步发电机建压过程分析

基于两相静止坐标系下的空载自励异步发电机暂态等效电路及其数学模型,提出一种应用Lyapunov稳定性理论的整体性分析方法。通过对其初始暂态的分析,确定出使自励建压过程发生的临界条件为极限环。对极限环分析计算,得到定子频率解析解、励磁电容临界值和转速临界值的解析解,由此可判定发电机能否自励建压。经与其他算法的比较,计算结果一致且更精确,表明其正确性和实用性。将分析方法与自励建压参数临界解析式结合分析发电机自励建压过程,实验结果与理论分析吻合,进一步验证了分析方法的正确性和有效性。     

异步发电机自激建压临界值的计算

以自激异步发电机ab轴等值电路为基础,结合系统稳定性理论说明了异步发电机自激建压的条件。对系统的特征值进行分类,定义特征值实部函数,并对不同自激电容和转速下的函数值进行计算。以特征值实部函数绝对值作为目标函数,采用一维搜索优化方法对样机的建压临界电容和临界转速进行计算。新方法与传统方法计算结果一致,验证了新方法的正确性。     

自激异步发电机单相空载建压电容的计算

对Y接三相自激异步发电机单相空载稳态运行性能进行分析,通过计算来着重说明平衡电容值和自激建压电容值之间的不同组合对所建端电压的影响。分析过程中用对称分量法推导发电机单相空载稳态运行时的回路阻抗,令回路阻抗的实部与虚部分别为零,作为异步发电机稳态运行的条件和性能计算的基础。采用直接搜索优化方法求解二维方程并计算出单相空载电压值,针对单变量函数用数值法确定给定端电压下的电容组合和最小建压电容值。单相空载电压计算值与实测值相互吻合,验证了该分析方法的有效性和准确性。     

南方电网潜在自激现象的研究

分析了电力系统自激的产生条件及励磁调节器对自激的影响,研究了自激发生后系统的动态过程．提出了以发电机机端电压、发电机转子角速度以及励磁电流这3个量的变化规律作为判断复杂电力系统发生自激的依据,并以一个典型的双机系统的仿真结果验证了判据的有效性。最后,使用所提出的自激判据．分析了我国南方电网在2005年的两种典型运行方式下发生自激的可能性。     

小干扰稳定特征向量和相关因子的分布式算法

在基于自激法的小干扰稳定特征值的分布式算法的基础上,针对小干扰稳定特征分析法中求解特征向量和相关因子的步骤,提出了基于自激法的分布式计算方法.该方法可由各区域协调计算特征值所对应的特征向量及相关因子,在计算过程中仅需要各区域与边界区域交换边界节点向量等少量数据,适合中国电力系统分层分区的管理体制.对IEEE 39节点系统的验算结果证明了该算法的合理性和有效性.     

VSC-MTDC系统直流侧阻抗建模及稳定性分析

直流电压稳定是多端柔性直流输电(voltage source converter based multi-terminal high voltage direct current transimisson,VSC-MTDC)系统稳定的前提。相比特征值法,采用阻抗稳定判据分析VSC-MTDC系统的直流稳定性问题具有建模过程简单和物理意义清晰等优势。建立了基于通用下垂控制的多端柔性直流输电系统的直流侧小信号阻抗模型,并采用奈奎斯特稳定判据分析了传输功率、下垂系数、线路长度、换流站直流电容对系统的稳定性的影响。根据稳定性分析,设计相应的仿真实验,验证了该分析方法的准确性。     

复励直流发电机无法自激建压原因分析

复励直流发电机性能好,用途广但在使用中不注意就会出现无法自激建压的现象。文章详细分析了其无法自激建压的原因,并提出了处理意见。     

异步电机机群自激的分析方法

与串联电容相联的异步电机机群,由于机电参数配合不当,有可能发生自激。本文提出了一种分析异步电机机群自激的条件和计算方法,用状态变量法建立了与串联电容相联的异步电机机群系统的状态方程,并根据状态方程系数矩阵特征根的性质,对异步电机机群系统是否发生自激进行了判定。根据这个方法,对嘉兴地区新丰35千伏配电网络进行了计算,得出了与浙江省电力部门及水电部电力科学研究院等单位共同进行的现场试验数据基本一致的结果。     

输入串联输出并联变换器的输入均压稳定性分析

输入均压是输入串联输出并联(input-series output- parallel, ISOP)变换器稳定工作的保障。通过分析ISOP系统的输入电压与等效电阻及输入电压与输入功率的关系,提出实现输入均压稳定的必要条件,并给出两个输入均压稳定判据,判断ISOP系统的输入均压稳定性。分析ISOP逆变器输出有功功率和无功功率的传输过程以及对输入均压稳定性的影响,并用所提出的稳定判据证明ISOP逆变器的输出均流控制策略不能实现输入均压稳定,而输入均压控制策略可以实现输入均压稳定。通过实验验证了稳定判据及分析的正确性。     

自励异步发电机带载建压励磁电容值的解析计算

为了解析计算出自励异步发电机带载建压励磁电容值,首先,建立其基于静止两相正交参考坐标系下的空间矢量暂态等效电路及其数学模型。然后,提出一种系统稳定性的等价转换分析方法,得到表征系统能量平衡和运动稳定的准极限环临界条件。再次,计算准极限环临界条件,得到给定转子转速和电阻情况下带载建压励磁电容临界值解析解,进一步得到给定励磁电容和电阻情况下带载建压转子转速临界值解析解,以及确保自励的必要条件:电阻和励磁电容限值的解析解。最后,与其他方法和模型仿真对不同工况进行比较,验证该文方法的正确性、高效性和通用性,并证明该文方法适于更复杂系统的分析,解析式具有工程参考价值,有助于系统优化配置和性能评估。     

基于实测响应轨迹的电力系统暂态不稳定判别

电力系统是一个复杂的多机时变非自治系统。通过广域测量系统获取的响应轨迹中包含了受扰系统全部的非线性时变因素,能够为系统暂态不稳定的准确识别提供依据。该文从扩展相轨迹表征受扰系统暂态稳定性的基本原理出发,分析了系统非自治因素对扩展相轨迹的影响;针对轨迹上可能导致判据误判的关键点,详细分析了非自治因素对暂态稳定判据的影响;利用实时测量的机组功角及不平衡功率,构建辅助判据识别可能导致误判的非自治因素,增强受扰系统暂态失稳判别的可靠性;通过定义复合功角确定受扰系统的失稳模式,形成了基于实测响应轨迹的系统暂态失稳判别流程。最后,该文针对IEEE39节点系统与复杂交直流混联电网进行了仿真测试,算例验证了辅助判据的有效性,并证实了该方法判别电力系统暂态失稳的准确性和预测性。     

基于附加电量的直流微电网动态稳定控制策略

直流微电网的低惯性问题以及遭受扰动后分布式电源与负荷短时保持功率恒定引入的负阻尼,均会削弱直流电压的动态稳定性.对此深入探讨了直流微电网的动态稳定机理,从电量的角度赋予系统稳定判据物理意义.首先基于直流微电网的伏安特性,分析系统运行点的移动轨迹与稳定运行约束条件.其次,基于直流微电网的状态方程,推导系统的电量模型,分析各端换流器具备的暂态电量对系统稳定运行的影响机理,并结合稳定运行条件,提出基于附加电量的直流微电网的动态稳定裕度及判据.然后,基于直流微电网的动态稳定裕度,通过改进储能侧换流器的电压下垂控制,提出基于附加电量的直流微电网电压动态稳定控制策略,并分析其对直流电压暂态过程的影响.最后,搭建多端直流微电网仿真系统,验证所提电压动态稳定判据的正确性,以及附加电量对直流微电网动态稳定的支持能力.     

电力系统时滞稳定裕度求解方法

时滞稳定裕度定义为一个系统在保证小扰动稳定的前提下系统可承受的最大延时值.确定电力系统的时滞稳定裕度对于合理利用相量测量装置/广域测量系统数据、设计广域稳定控制器具有重要意义.文中介绍了一种求解动力系统时滞稳定裕度的有效方法,它首先利用Rekasius变换,将时滞系统的特征方程由一个超越方程变换为普通多项式,并保证在临界特征值处Rekasius变换前后方程完全等效;进一步利用Routh判据确定时滞系统的临界特征值和相应的特征频率;最后借助单机无穷大系统验证了该方法的有效性.计算中发现:当负载和励磁放大系数增大时,单机无穷大系统的时滞稳定裕度会降低;而发电机的阻尼系数对系统时滞稳定裕度的影响则较为复杂,需要进一步加以研究.     

基于STATCOM的自激异步发电机小干扰稳定控制

自激异步发电机受到小干扰扰动后的端电压幅值降落给系统稳定性带来了巨大的影响,此影响在独立电力系统中表现更加突出,需施加有效的稳定控制。该文以静止同步补偿装置(static synchronous compensator,STATCOM)为研究对象,考虑其无功补偿原理,搭建基于STATCOM的自激异步发电机独立电力系统,在自然坐标系下,根据幅相动力学理论确立有功功率之差与电压相位差、无功功率之差与电压幅值差的关系,得出等效转子、等效弹簧模型,从直流电压与交流电流时间尺度对STATCOM装置的有功分量、无功分量进行控制。仿真和实验结果验证了在多时间尺度下对系统小干扰稳定控制的有效性和分析结果的正确性。     

基于下垂控制的单台换流器-无穷大系统数学模型及直流系统稳定的解析条件

基于功率-电压下垂控制的换流器因其较好的控制灵活性在多端直流输电系统中的应用日益广泛,同时也为直流电网稳定运行带来了新的挑战.利用单输入单输出分析法研究了单台并网换流器直流系统的稳定性问题.首先,建立系统扰动后的直流电压变化量和直流电流变化量间的传递函数.其次,利用Routh判据得到不同控制模式下系统的稳定判据.然后,...     

基于二端口网络的三相异步发电机不对称稳态分析

对星接自激异步发电机三相不对称稳态运行进行分析计算,重点研究发电机电压变化情况。分析过程以Z参数的二端口网络和对称分量法为基础,推导发电机负载端的二端口网络模型及参数,该二端口网络输入端、输出端分别与异步发电机的正、负序等效电路相接合,建立异步发电机不对称稳态运行的等效电路。通过电路方法分析自激异步发电机不对称稳态运行性能,计算过程中实现了两个求解量的解耦。新分析方法通用性强,能大大提高计算速度。针对自激异步发电机带多种不同组合的三相不对称负载进行实验,实验值与计算值吻合好,由此验证了分析方法的有效性和准确度。