电力系统稳定计算用国产700MW水轮机调节系统建模及参数测试

通过现场实测某700MW水轮机调节系统模型参数,建立了适用于电力系统稳定计算用的水轮机调节系统模型。用电力系统分析综合程序对该模型进行了仿真,对实测的原动机及调节系统模型参数进行了校核,最终给出了电力系统稳定计算用水轮机调节系统模型准确参数。此模型已经编入电力系统稳定计算程序(PSD-BPA)并投入使用。结果表明,该模型能反映实际现场设备响应特性。     

龙滩电站水轮机及调节系统仿真建模

根据水轮机及其控制系统的构架和运行机理,结合电力系统对原动机及调节系统仿真计算指导要求,通过现场试验测试及线下数据分析,建立了龙滩水电站的仿真计算模型,完成了对水轮机及调节系统中已知参数的校验,和未知参数的辨识.同时,也验证了计算中所使用的仿真数学模型能准确合理描述被仿真对象,为电力系统实现联合仿真计算提供了可靠的数据依据.     

PSS/E励磁系统的自定义建模

PSASP和中国版BPA是我国电力工业界应用广泛的电力系统仿真分析软件,PSS/E则在北美应用较广。不同仿真软件间的模型库有差别,分析比较了PSASP、BPA和PSS/E励磁系统模型的差异。在PSS/E上通过用户自定义功能建立了国内常用的PSASP1、7、12型励磁系统。阐述了PSS/E常规动态仿真和扩展动态仿真2种方式的用户自定义建模的方法和步骤。通过单机无穷大系统和我国某实际系统的PSASP、BPA和PSS/E动态仿真比较,证明了所建自定义励磁模型的正确性。     

基于PSS/E的调速器自定义模型设计

为解决多种电力系统分析软件不能与PSS/E交互使用的问题,本文利用PSS/E软件开发电力系统元件的自定义模型。首先,选取BPA软件中的一种带PID控制器的电子液压型调速器模型作为参考,并据此建立基于PSS/E的调速器自定义模型。然后,利用单机无穷大系统,在BPA和PSS/E中分别作仿真分析,以检验调速器自定义模型的性能。仿真曲线和误差量化分析表明调速器自定义模型能够正常工作且与源模型的性能非常接近,利用PSS/E的模型自定义功能可以实现电力系统其他仿真软件与PSS/E的交互使用。     

用于稳定计算的水轮机调速系统原动机模型

水轮机调速系统模型中,水轮机原动机（包括水轮机和过水系统）的强非线性对稳定计算结果有着重要影响。水轮机原动机的主要特点是强非线性以及水击,尤其在导叶开度大于50%的区间,在该区间范围内增大相同的导叶开度导致增加的功率小。通过水轮机原动机理论建模研究,并以现场试验修正理论模型,建立了适用于电力系统稳定计算的水轮机调速系统原动机模型,即“机组导叶开度与出力关系曲线加理想水轮机”的非线性模型;根据水轮机真机与模型机组的相似性,进一步提出了利用水轮机模型综合特性曲线和现场试验得出最大水头和最小水头下该曲线的方法,以满足电力系统稳定计算的不同需要。     

基于PSO_GA算法BPA到PSASP数据转换

现存电力系统各商业软件的数据格式不统一,造成了大量异构数据源的存在,仿真软件间的数据交互困难.为解决该问题,提出基于PSO_GA算法电力系统仿真软件BPA到PSASP数据转换的方法,通过分析BPA、PSASP仿真软件中元件模型、控制模型的差异性,建立对应模型间的转换关系以及智能优化算法(PSO_GA)的目标函数及相关约束.利用PSO_GA混合优化算法修正目标转换软件中各模型的参数值,以实现电力系统仿真软件BPA到PSASP数据转换.通过IEEE 43节点的系统算例对BPA向PSASP数据转换过程进行了验证,证明了该方法对电力系统仿真软件数据转换的有效性,并能提高数据转换的准确度和算法的运行速度.     

利用水电机组水压反馈改善电力系统稳定性

通过对水电机组复杂非线性模型的仿真,研究了水轮机调速器控制规律对电力系统稳定性的影响,并提出了采用水压反馈改善电力系统稳定的控制思想。仿真研究结果表明：由于水电机组引水系统的水击效应,原动机的自动调节会恶化系统阻尼,使转子摇摆曲线的衰减速度明显减慢,而引入水压的微分反馈可加快振荡过程的衰减,有效改善电力系统的稳定性。文中所提方法简单,易于在水电机组调速器上实现。     

汽轮机调速系统参数辨识方法研究

为使电网稳定计算中所用的汽轮机调速系统模型技术参数准确可靠,文中以MATLAB软件开发平台及差分进化算法为基础,研发出了一套汽轮机调速系统仿真建模及参数辨识软件。软件提供了BPA、PSS/E、PSASP三种标准调速系统仿真模型以及模型自定义功能,能够根据汽轮机负荷扰动试验数据快速准确地计算出调速系统的各项性能参数,为电力系统仿真计算提供准确的参考数据。     

电力系统稳定计算用水轮机调速器模型结构分析

对电力系统稳定计算常用软件PSASP和BPA中的水轮机调速器模型结构进行分析，指出了其中存在的问题，并对目前国内普遍使用的水轮机微机调速器中调节器的不同控制结构和机械(电气)液压系统的不同结构类型进行了详细的分析，以期为水轮机微机调速器的建模和仿真提供参考。     

调速器、原动机建模方法及在电网分析中应用研究

作为电网主要元件的原动机与调速器（以下简称调速系统）,在本项目开展前其模型与参数还未开展广泛的实测与建模工作,仅在电网几个点开展试点工作。目前,云南电网乃至南方电网中稳定仿真计算工具主要为PSD—BPA（以下简称BPA）,所建立BPA数据中的原动机与调速器模型、参数大多数不是实测参数。     

浅议原动机及调速器建模与参数辨识

并网原动机及调速器的运行特性,直接关系到机组对电网指令及在电网波动情况下的响应能力,进一步影响到供电品质和电网运行安全稳定。建立原动机和调速器数学模型以用于电网稳定分析是十分重要的．鉴此,介绍了我国原动机及调速器建模与参数测试工作的现状,结合广东及南方区域具体情况,讨论BPA程序局限、控制系统模型、燃气一蒸汽联合循环模型及模型验证等问题,并展望建模与参数测试的工作方向：     

用于电网稳定分析的电液伺服及执行机构数学模型

电液伺服及执行机构为原动机调节系统的重要组成部分,其数学模型的精确度和适用性影响着整个电网仿真分析的准确性。分析现有的电液伺服及执行机构模型发现,模型在阀门小幅度动作时能很好地模拟系统性能,但是在阀门大幅度动作下,模型不能反映出实际情况,难以兼顾阀门不同幅度动作下电网的稳定性分析。文中在分析汽轮机执行机构工作原理的基础上,从各部件的物理意义出发,建立了一个新的用于电网稳定分析的电液伺服及执行机构模型。该模型用一套参数就能同时满足阀门不同幅度动作时电网稳定性分析的要求。最后给出了模型参数确定方法,并结合现场试验曲线,对模型进行了验证。     

电力系统稳定计算中火电厂调速系统模型及其应用分析

目前国内电力系统稳定仿真计算中火电厂的调速系统模型和参数不够准确,造成了仿真计算中频率响应过程和现场事故记录差别较大。文中首先介绍了火电厂动力系统及其调节装置模型和控制方式;然后分析了它们对电力系统稳定仿真计算的影响;最后探讨了调速系统模型的使用方法,指出了仿真计算除了需要知道汽轮机采用的调速控制方式和参数外,还需要了解现在已普遍采用的锅炉－汽轮机的协调控制方式和参数设置等。     

基于TMS320F28335的电力系统稳定器的研究

目前国内普遍采用以电功率作为输入信号的单输入电力系统稳定器（PSS）,然而在原动机功率发生变化时, PSS本身不能区分系统波动和原动机功率波动,容易引起“反调”。设计了一种基于TMS320F28335的双输入PSS,发电机的电功率和转子角速度作为该PSS的输入信号。论述了双输入PSS的模型,硬件设计部分主要包括总体结构的设计,软件设计部分包括总体设计及流程图。运用附加双输入PSS励磁调节器进行了阶跃和反调实验,结果表明该PSS能够有效抑制低频振荡,很好地解决“反调”问题。     

水轮机调节系统模型参数和特性综合测试仪

提出一种多功能测试仪器,不仅能测试水轮机调节系统的动态性能、静态性能和模型参数,而且可以产生系统建模所需的各种信号,从而确定环节传递函数。该测试仪器由基于32位DSP的多通道、高速同步数据采集子系统和利用面向对象方法开发的基于通用计算机和Windows平台的分析-综合子系统构成,通过高速USB2.0互连。工业现场使用表明,多功能测试仪器使用方便,减轻了测试工程师的负担,改进后可以推广应用到汽轮机及其调节系统的建模和参数实测。     

F级燃机调速系统建模研究与应用

在对某F级重型燃机调速系统负荷-频率控制策略、实际调频特性进行试验研究以及对现有电力系统仿真软件PSD-BPA所提供的调速器和原动机相关模型进行适用性分析的基础上,从电网频率安全要求出发,对调频性能满足电网需求的F级燃机建立了适用于国内主流调速系统的仿真模型和参数实测方法,仿真计算结果与试验数据对比表明该模型能够较好地仿真燃机的实际调频性能,随着燃机数量的增加,采用该模型进行电力系统仿真计算将能够较好地模拟燃机真实的负荷-频率特征,对完善电网仿真计算数据基础、电力系统暂态稳定分析、电网控制策略研究和制定电网安全预警控制措施等都将起到重要的作用。     

基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法

提出了一种基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法。首先,构建了海上油田群电网的平均系统频率响应(ASFR)等值模型,基于单、分轴燃机确定电网原动机-调速器参数,根据t location-scale分布和差分变换方法刻画风电出力波动概率分布;然后,基于电网可承受的最大风电波动对应累积概率指标和最严重故障后电网最大频率变化指标,提出了考虑稳态频率偏差约束和暂态频率稳定约束的风电穿透功率极限分析方法;最后,以某实际海上油田群电网为例验证了所提方法的准确性与有效性,结果表明,原动机-调速器响应速度和暂态频率稳定约束对于海上油田群电网的风电穿透功率极限具有关键影响。     

华中-川渝联网稳定计算用发电机励磁和调速系统的数学模型及参数

现场调查了华中、川渝系统典型的200MW及以上汽轮发电机、100MW及以上水轮发电机励磁系统模型及参数、调速系统(包括原动机)模型及参数;总结了现场进行发电机励磁系统参数测试的经验;根据现场实测结果和调查结果确定发电机励磁控制系统、调速系统可用于电力系统稳定计算的数学模型及参数;提出了评判、校核基于现场测试得出的数学模型和参数正确性的方法,并将其应用到指导生产的仿真计算之中取得了一定的成果。     

华中–川渝联网稳定计算用发电机励磁和调速系统的数学模型及参数

现场调查了华中、川渝系统典型的200 MW及以上汽轮发电机、100 MW及以上水轮发电机励磁系统模型及参数、调速系统(包括原动机)模型及参数；总结了现场进行发电机励磁系统参数测试的经验；根据现场实测结果和调查结果确定发电机励磁控制系统、调速系统可用于电力系统稳定计算的数学模型及参数；提出了评判、校核基于现场测试得出的数学模型和参数正确性的方法，并将其应用到指导生产的仿真计算之中取得了一定的成果。