发电机过励限制网源协调性能优化技术

主流励磁调节器厂家在设计过励限制反时限功能时,均依据发电机额定工况下的转子过流能力进行整定,导致系统发生故障时无法充分发挥机组的强励潜能。根据电机暂态温升理论推导得到大型汽轮发电机转子短时电流变化量与温升的关系式,进而求得发电机转子在不同负荷下的过流能力。在此基础上,提出了充分考虑发电机在不同负荷下真实过流能力且具备二次强励功能的励磁调节器过励限制反时限优化设计及实现方案,采用励磁电流计算转子温升变化量代替原来的励磁电流变化量整定反时限时间,在保障发电机安全的前提下,可最大限度地发挥机组对电网的无功支撑能力,提升电网在故障情况下的暂态稳定性。基于PSASP软件的仿真算例结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

隐极同步发电机转子匝间短路时转子不平衡磁拉力特征分析

考虑到转子匝间短路会在定子回路产生与极对数和定子绕组形式有关的偶数次和分数次不平衡电流分量,首先基于不平衡电流谐波分量产生的各次谐波磁动势,推导了转子在定子直角坐标系中不平衡磁拉力(UMP)的表达式,并根据故障时定、转子磁动势的特点,得到了故障后UMP的频率分量表达形式,形成了一套完整的故障时UMP特征分析方法。用该方法对不同极对数的隐极发电机样机转子匝间短路故障进行了分析,并通过基于ANSOFT软件的场路耦合计算得到了故障中转子电磁力的数值结果。仿真结果符合理论分析的UMP特征,验证了所提出的转子受力分析方法的正确性。理论分析与仿真结果均表明,不同极对数和定子绕组形式的发电机故障时转子UMP的谐波特征不同,为机电信息融合的转子匝间短路故障监测奠定了基础。     

利用智能停车场平抑风电预测误差的可行性研究

为了突破风电预测精度进一步提高的瓶颈,提出了一种利用智能停车场的集约化控制来平抑风电预测误差的方法。建立了智能停车场仿真模型,分析了充放电单元的端口功率特性,得到了电池储能与荷电状态之间的关系。基于一个实际风电场的出力及其预测数据,详细分析了智能停车场电动汽车规模、初始荷电状态分布、风电场装机容量和风电预测技术水平等因素与最终的风电预测误差平抑目标之间的关系。研究表明,将风电场与智能停车场联合协调运行,可以在很大程度上平抑风电预测误差,将不可调度的风电场变成可预测可调度的风电场,是一条经济可行的途径。     

隐极发电机转子匝间短路时转子不平衡磁拉力的解析计算模型

采用多回路法计算发生转子匝间短路故障时隐极发电机的定、转子电流,基于计算结果,按照发生转子匝间短路故障时电机各回路的实际构成方式,对故障时的气隙磁场进行了分析,得出气隙磁动势和磁密的计算模型;通过求解Maxwell应力的积分,得到转子不平衡磁拉力。对一台1对极隐极模拟样机进行转子匝间短路实验,实验结果验证了计算模型的正确性;将所提计算模型得到的结果与ANSYS仿真结果进行对比,结果证明所提计算模型具有耗时短、效率高的优点。     

某真实连锁故障下自动电压调节器的调节特性仿真分析与评估

励磁控制系统在连锁故障下改善系统大干扰后的暂态过程、防止电压失稳等方面意义重大.首先介绍了自动电压调节器(AVR)中定子电流限制环节的相关原理与仿真模型;然后分析了一起现场真实连锁故障对周边某机组的影响及其AVR的响应过程,包括多次强励、定子电流限制动作、机端电压过低引起失稳等;最后利用RTDS软件搭建了单机无穷大一次仿真系统及AVR的主、辅控制环节,通过外部故障模拟与AVR调节特性仿真,重点分析了AVR定子电流限制环节及严重故障下发电机自并励励磁方式的特性并提出优化建议.     

基于克鲁斯卡尔算法的电力系统结构脆弱性评估

随着大停电事故的频发,电力系统的脆弱性尤其是结构脆弱性引起了国内外学者的广泛关注。文中对求最小生成树的克鲁斯卡尔算法做出了改进,并应用于电力网络,引出了“最小潮流树”,从而可以将大量复杂的网络结构在同一种基准下进行定量分析。以之为基础,考虑了级联故障的概率风险性,从有功功率的区域平衡和传输距离两方面对电力系统整体结构和局部线路的脆弱性进行综合评估。IEEE-24RTS系统的实例分析,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于齿脉冲计算转速的加速功率型PSS控制方法

电力系统稳定器(power system stabilizer, PSS)已成为目前提高系统稳定性、抑制低频振荡最为经济、有效的技术手段。针对目前采用电气量计算转速方法用于加速功率型PSS的控制效果受电抗参数、系统工况等因素影响的问题,本文提出了基于齿脉冲计算转速的加速功率型PSS控制方法。利用光/电传感器将发电机转速转化成齿脉冲信号送至励磁设备,通过采集固定周期内整数个齿脉冲个数以及对应的高频脉冲个数计算实时转速。该方法已在实际励磁设备中实现应用,本文通过硬件在环仿真试验验证了方法的有效性和优越性,结果表明,在机组不同运行工况、不同扰动类型下,该方法均可真实地反映实际机组转速信息,有效提升了加速功率型PSS抑制功率振荡的效果,提高了PSS全运行工况下的适应性。     

励磁系统控制关键技术与未来展望

我国电力系统正向着高比例可再生能源和高比例电力电子设备的“双高”方向发展,电源和电网结构均发生重大变化。发电机励磁系统控制技术对保证电力系统安全、稳定运行意义重大,其性能提升是应对上述挑战最经济有效的技术手段之一。回顾了励磁系统控制的发展历史,提出了“双高”系统带来的技术挑战,并进一步提出了挖掘并提升励磁系统涉网性能的关键技术,包括励磁控制装置实验室涉网性能检测、现场试验测试与评价、励磁系统控制精细化仿真建模、附加稳定控制、辅助控制策略优化等。最后,对未来励磁系统控制技术的研究热点与发展方向进行了展望。     

考虑级联故障的电力系统脆弱性评估

电力系统的大停电事故,多由级联故障而并非单一故障引起.为此,基于支路故障组合模型,通过对母线电压和支路功率稳定裕度的计算得出相应指标,对当前系统在Ⅳ-1和N-2故障下进行风险评估,以为支路故障状态下的电力系统应对策略的制定提供参考.算例结果验证了所提指标的有效性.