感应电动机负荷的动态特性分析

正确认识电力系统动态负荷的物理机理特性是对电力系统综合负荷特性进行准确建模的关键。该文首先通过对电力系统负荷中主要动态负荷元件——感应电动机的机理特性的深入分析和仿真计算,指出能描述感应电动机动态响应特性的性能指标和参数。然后基于感应电动机的特征值分析,定义电动机机械特征模式的衰减率,提出一种根据转子绕组特征模式阻尼比和机械特征模式衰减率比较不同电动机负荷稳定性能的有效方法。这些结论的提出对准确把握电力系统所有负荷的整体动态特性,以及对其进行综合负荷建模都有着重要的意义。     

电压崩溃机理探讨

本文从新的负荷模型和P—G曲线出发,揭示了与电压崩溃密切相关的负荷动态特性和网络特性,定性地分析了电压崩溃的动态机理,对静态电压崩溃和暂态电压崩溃的全过程作出了合理的解释,并对无功功率与电压稳定的关系、并联电容补偿对电压稳定的作用进行了简单的分析.     

电力电子接口负荷的动静综合模型

近年来,越来越多的用电设备通过电力电子装置接入电网,对负荷特性产生显著影响,而传统负荷模型中缺乏对电力电子接口负荷的描述。为此,提出描述电力电子接口负荷的动静综合模型,该模型是一种非机理模型,其建立不依赖于对负荷实际工作机理的详细描述,不同类型的电力电子接口负荷可以采用相同的模型结构,这使得模型简洁,参数少,且具有较好的适应性。推导获得动静综合模型的方程,提出对模型中静态和动态参数分开确定的方法。利用典型电力电子接口负荷的实测数据获得动静综合模型,验证结果表明,所提模型能够有效描述电力电子接口负荷。     

计及变频器的感应电动机负荷特性分析

感应电动机是电力系统中最常见的动态负荷类型,其负荷特性对电力系统运行有着重要影响。当前随着变频器在工业界的广泛应用,带变频器的感应电动机负荷特性与传统感应电动机负荷存在很大的不同。通过建立带PWM变频器感应电动机的数学模型,研究其有功功率P和无功功率Q在稳态低电压及故障动态时的变化情况,分析了计及变频器的感应电动机负荷特性,并与传统感应电动机负荷进行比较。     

配电网CPS综合建模方法及其交互影响机理研究

通信和信息技术的提升极大地增强了配电网的可观性与可控性，需要进一步从信息物理系统（cyber physical system，CPS）的角度研究配电网的运行特性。主要研究基于CPS的配电网系统综合建模与交互机理。首先提出配电系统与配电信息系统的统一建模方法；其次研究了配电网CPS动态交互影响机理，以分布式电源为智能控制和处理终端，构建配电网CPS动态交互综合模型；最后分析了配电网CPS中通信故障对物理环节的动态影响并进行测例仿真，进而验证了模型的有效性。     

一种双馈式风力发电系统的等效模型

为研究含分布式双馈风力发电的配电网广义综合负荷特性,本文提出了一种双馈式风力发电系统的三阶感应电机综合等效模型。分析了DFIG发电系统的等效电路、静态功率特性及其控制策略;讨论了DFIG等效模型的结构特点及其参数辨识方法;通过在输出方程中引入一阶差分环节,提出了具有一阶内反馈结构的模型改进方案,显著改善了三阶等效模型对DFIG发电系统的动态特性的描述能力,并在机理上对该改进模型的物理意义进行了阐述;最后通过一系列的建模仿真实验,验证了该模型的有效性。     

电力负荷优化组合及其在城网改造中的应用

在城网改造中,基于不同类型负荷的特性进行负荷优化组合,可以提高电力设备利用率和降低配电成本。基于不同类型负荷的典型日负荷曲线,建立负荷优化组合模型,进而建立变电站综合负荷优化模型及馈线综合负荷优化模型,通过调整变电站或馈线负荷中某类负荷的供电来源,对不同类型负荷进行优化组合,改变供电的综合负荷特性,提高了配电网整体效益。通过在广东某地区局部配电网改造中的应用,说明研究工作的有效性。     

不同初始负荷及环境温度下燃气轮机一次调频能力仿真研究

为了研究不同初始负荷及环境温度下燃气轮机机组在电网中对电网频率波动的响应特性,分析了燃气轮机压气机、燃烧室和透平的物理模型。基于Matlab/Simulink平台,建立了包含功率计算模块、温度计算模块、燃料量计算模块、风量计算模块、转速计算模块等的GE9FA燃气轮机机组的动态仿真模型,研究了不同初始负荷下机组对电网频率扰动的响应特性,并分析了不同环境温度影响燃气轮机对电网频率扰动响应的机理。     

电力系统多级负荷预测及其协调问题（二）基本协调模型

电力负荷预测是一个包含空间、时间、属性等多维度多级别的复杂体系.文中针对具有"直接加和"特性的多级负荷预测问题,借鉴电力系统状态估计思想,建立了多级负荷预测的基本协调模型,提出了相应的基本协调方法.在基本协调模型中引入预测可信度的概念,详细分析和比较了不同可信度情况下基本模型的协调结果.引入调整系数和相对调整系数的概念,阐明了基本协调方法的物理机理.为便于比较不同协调方法的协调效果,提出了协调效果的单项评价指标及综合评价标准.最后指明了基本协调模型的应用场合,并用实例验证了所提出的方法的有效性.     

基于KOHONEN神经网络的电力系统负荷动特性聚类与综合

提出了应用Kohonen神经网络解决电力负荷动态特性的聚类问题：首先对每组负荷扰动数据建模，进而将各负荷模型对相同电压激励的响应与相应的负荷有功运行水平合并形成特征向量，最后引入Kohonen神经网络进行聚类。通过对河北沧州地区1996年、1997年和1998年电力负荷特性数据的聚类与综合处理发现：Kohonen神经网络是一种学习速度快、分类精度高、抗噪声能力强、并且适用于电力负荷动态特性聚类的神经网络模型。同时还发现电力负荷特性具有可重复性，这也证明了总体测辨法的可行性。若将这些典型负荷模型实用化，将有利于提高电力系统仿真准确度。     

基于PSCAD/EMTDC的不平衡负载的静止无功功率补偿研究

在总结已有的研究成果基础之上,将瞬时无功功率理论应用于提高功率因数和补偿三相不平衡负荷的静止无功功率补偿器控制之中。用PSCAD/EMTDC软件建立了补偿三相不平衡负荷的静止无功功率补偿器的仿真模型。通过理论分析和仿真研究验证了该软件及所建立的仿真模型能很好地模拟补偿三相不平衡负荷的静止无功功率补偿器的电路。     

Reactive current control through SVC for load power factor correction

This paper discusses a new technique for controlling SVCs (Fixed Capacitor–Thyristor Controlled Reactor) in power systems with the aim of canceling the reactive current component of the load. A complete model of the SVC with its control circuit is set up and simulated in the EMTDC program. The generated harmonics from the proposed SVC controller are considered to design simple tuned filters to cancel the undesirable harmonic components. The effect of these filters is considered as well in the SVC control design, so that the reactive current component absorbed by the combination of the load, SVC, and filters is eliminated. The proposed control technique is compared with respect to a standard PI-based SVC controller.     

Combined compensation structure of a static Var compensator and an active filter for unbalanced three-phase distribution feeders with harmonic distortion

A combined reactive power compensation method of a static Var compensator (SVC) and an active filter is described in this paper for unbalanced three-phase distribution feeders with harmonic distortion. The SVC acts as a classic reactive power compensator for load balancing and power factor correction. The small rating active filter is used to improve filtering characteristics of the passive filter in SVC and suppress possible resonance between the system impedance and the passive filter. The control signals are derived from the calculation of instantaneous active and reactive powers of the distribution feeder. Simulation results carried out by the electromagnetic transients program (EMTP) show that the proposed reactive power compensation configurations can effectively balance currents, correct power factor, and eliminate harmonic currents.     

SVC补偿型定速风电机组模型及其特性分析

在电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory中建立了静止无功补偿器(static var compensator，SVC)补偿型定速风电机组的模型，分析了其稳态和暂态特性以及由SVC补偿型风电机组组成的风电场对电网的影响，分别采用上述风电机组模型和用电容器组进行补偿的普通定速风电机组模型进行仿真实验，比较结果表明SVC补偿型风电机组具有快速调节无功功率的能力，当系统故障时，该风电机组可快速恢复系统电压，且风电机组启动过程对系统的冲击较小。     

静止无功补偿器与有源电力滤波器联合运行系统

提出一种具有功率因数校正、补偿负载不平衡和滤除电网谐波电流的静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和有源电力滤波器(active power filter,APF)联合运行系统电路结构。其中,SVC由晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)及固定电容器(fastness capacitor,FC)组成,主要用来快速补偿无功,并通过对其三相不对称控制来消除电网三相不对称和负序电流;APF部分主要用来消除电网及SVC引起的谐波电流,同时抑制固定电容器与电网等效阻抗间可能的串并联谐振。在分析SVC和APF联合运行系统基本工作原理的基础上,对联合运行时的控制方法进行研究。仿真和实验结果证明了该联合运行系统的可行性。     

变速恒频风电机组运行控制

在PSCAD/EMTDC下建立了双馈型感应变速风电机组动态模型,基于该模型提出一种风电机组功率控制策略,并分析了机组约束条件对控制策略的影响。该策略实现了无风速测量下的最大风能追踪,并可以对风机捕获的功率进行控制,使风电机组在风力限制范围内承担系统功率调节任务。对一台2 MW双馈型感应变速风电机组进行了仿真,仿真结果表明控制方案在风速波动条件下能够准确、有效地对风电机组最大风能追踪,并能对有功、无功功率按计划进行独立调节。     

桂林站静态无功功率补偿装置损耗分析及仿真

500 kV桂林变电站直流融冰兼静态无功功率补偿装置(SVC)运行于补偿模式时相控电抗器(TCR)长期处于吸收容性无功功率状态,阀组长期大电流运行,损耗较大。分析SVC的理论线损的组成,包括TCR支路损耗、换流变压器损耗以及滤波电容器支路损耗。构建了桂林站SVC基于PSCAD/EMTDC的暂态仿真模型,分析研究了SVC在恒压控制模式下的损耗情况。仿真结果表明晶闸管阀与换流变压器损耗是构成SVC损耗的主要成分。     

并网型风电场电压稳定研究

为解决风电场并网运行存在的电压稳定问题,通过对风电机组无功电压特性的研究,提出了无功补偿电容器容量的不同计算方法和投切方式。结合风电无功需求的特点,确定并分析了带有FC的TCR型无功补偿器(SVC)的原理及特性。对某实际风电场应用SVC无功补偿优化结果的分析表明:它可提供动态的电压支撑,能够稳定风电场节点电压,降低风电功率波动对电网电压的影响,很好地改善系统的运行性能。     

静止无功补偿器改进U-1特性控制

静止无功补偿器(SVC)的传统U-I特性中,线性控制域内提供了等量的容性无功与感性无功容量,而电力系统在实际运行过程中对两者可能的最大需求并不一定相等。提出在SVC线性控制域内进行分段控制,分别给容性无功部分和感性无功部分定义不同的调差率,针对系统具体运行情况,分别执行不同的U-I特性。改进U-I特性中,容性补偿与感性补偿情况下的调差率分别依据系统对容性无功与感性无功的实际需求来确定。对典型双峰日负荷曲线下系统的运行情况进行动态仿真,结果表明:当系统对感性无功需求小于容性无功时,改进的U-I特性能够使SVC达到几乎相同控制目标的同时还可以在一定程度上减小SVC的额定无功功率;当系统对感性无功需求大于容性无功时,改进的U-I特性可以有效地保证系统的安全稳定运行。     

负荷特性对江苏电网电压稳定性影响的仿真分析

江苏电网具有电源分布不均、负荷增长迅速、无功储备不足等问题,是典型的易发生电压稳定问题的系统。在仿真中考虑了动态负荷模型和参数的影响,分析了2006年江苏电网负荷增长和负荷中心大扰动后的电压稳定性,并与采用原有数据的计算结果进行了比较。结果表明,现在一些电网电压稳定分析常沿用以往角度稳定分析所用的静态负荷数据的作法存在较大的不足,不能完全满足电压稳定分析和制定应对措施的要求。还就采用静止无功补偿器(SVC)提供动态无功支持,提高江苏系统电压稳定性进行了研究。结果表明,现阶段采用SVC提供江苏电网扰动时负荷的动态无功支持,提高电压稳定性是一项可行的措施。