发电机无功功率与机端电压对系统暂态功角稳定性的影响

阐述了系统暂态功角稳定的物理意义,运用扩展等面积法则（EEAC）理论详细分析了发电机的无功功率和机端电压水平对电力系统暂态功角稳定性的影响。指出提高领先群机组的无功出力和机端电压水平有利于电力系统的暂态功角稳定;而提高余下群机组的无功出力和电压水平则不利于电力系统的暂态功角稳定。通过安徽电网实例仿真计算对结论的正确性进行了论证。     

双馈风机调频特性对系统暂态功角稳定性的影响

计及双馈风机(DFIG)调频特性,建立适用于暂态功角稳定性分析的DFIG等值阻抗模型。在含DFIG的扩展双机系统中,将其等值为含DFIG的扩展单机无穷大系统,基于等面积定则推导出极限切除角关于风电比例和调频控制中下垂系数的表达式,进而理论分析系统极限切除角随DFIG的风电比例和下垂系数的变化趋势,并结合功角特性曲线揭示其变化的内在机理。充分考虑DFIG低电压穿越特性和调频控制特性,在PSD-BPA中对DFIG进行详细建模,搭建了含详细风电模型的扩展两机系统和云南电网仿真模型,对理论分析结果进行仿真验证。理论分析与仿真结果均表明,DFIG参与调频对系统暂态功角稳定性具有一定的改善作用。     

无功调控对暂态功角稳定性的影响

单机无穷大系统和实际电网的仿真算例表明,在发电机有功出力不变的情况下,通过增加临界群发电机组的无功出力可提高电力系统的暂态功角稳定性和输电功率极限。运用等面积法则对其机理进行详细分析并得出结论:增加发电机的无功出力对系统功角稳定的影响随故障切除时间的改变而改变,当在故障后的恢复曲线高于初始机械功率时,其对功角稳定的影响效果明显,并随着故障切除时间的延迟将逐渐增大,而切除时间很短时,增加发电机无功的初始出力对系统功角稳定的影响并不大。仿真结果证明了其正确性和合理性,从而为电力系统的稳定运行提供了一种灵活的控制手段。     

基于功角动态补偿的VSG故障穿越方法研究

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)在电网受到大干扰时会出现和传统发电机一样的暂态功角失稳的问题,无法抑制短路过电流,威胁VSG的稳定运行.为此,提出一种在故障期间导入功角动态补偿的VSG故障电流控制策略.首先分析了短路故障工况下VSG控制存在的功角增大和过电流的原因,在...     

机组惯量对暂态功角稳定性影响的复杂性

随着能源转型的推进,风电及光伏发电大规模入网引起的电力系统惯量水平降低对暂态功角稳定性的影响成为业界关注的热点。从电网送、受端的视角来界别机组惯量对暂态功角稳定性的定性影响,并不符合问题的本质。文中基于扩展等面积准则(EEAC),分析互补两群等值惯量的变化对主导映象系统暂态稳定裕度的影响。由于故障场景对两群映象系统暂态潮流的不同影响,以及上述两种影响的交互作用,造成机组惯量对暂态功角稳定性影响的复杂性。通过对两机哈密顿系统的解析分析及数值仿真,讨论了其规律。     

双馈风机参与系统调频对系统暂态功角稳定性的影响分析

以含双馈风力发电机(Double-Fed Induction Generator,DFIG)的扩展双机系统为研究对象,研究DFIG参与系统调频对系统暂态功角稳定性的影响.将含DFIG的两机系统等值为含DFIG的单机无穷大系统,计及风电比例、风机并网位置、故障位置、负荷接入位置等四种影响因素.运用等面积法则对风机参与系统...     

风电比例对风火打捆外送系统功角暂态稳定性影响

目前风火打捆交直流混联外送系统作为一种新型输电方式,其稳定特性研究值得重视。文中基于扩展等面积准则(EEAC),研究了风电比例对风火打捆交直流混联外送系统的功角暂态稳定性的影响。将风电场机械功率和注入电网功率等值为临界群机械功率的增量,推导出系统功角加速度随风电比例变化时的函数,提出该函数为凸函数时应满足的条件。若余下群相对临界群等值惯量为无穷大时,两者相对功角首摆稳定性随风电比例增加而提高;反之,则随风电比例增加先提高后降低。仿真结果表明了文中分析的正确性。     

基于系统拓扑动态调整的短路电流限制方法研究

随着我国电网的迅速发展,电力系统中短路电流超标问题逐渐突出,严重影响系统及设备安全运行.针对现有短路电流限制措施的不足,该文提出基于系统拓扑动态调整的短路电流限制方法,在短路故障期间短时快速改变系统拓扑,降低短路电流,避免采用常规措施带来的对系统正常运行的影响.该文研究了系统拓扑调整方法、配合时序及动作策略,结合典型系...     

大规模风电集中接入对电力系统暂态功角稳定性的影响（一）：理论基础

该文作为2篇系列文章的第1篇,旨在从理论上分析双馈风机组成的大规模风电场集中接入对电力系统暂态功角稳定性的影响。首先,根据双馈风机的暂态特性,提出了一种适用于电力系统暂态功角稳定分析的双馈风机简化模型,并讨论了利用直流潮流计算方法研究风电接入前后系统暂态功角稳定变化趋势的合理性。其次,在双馈风机简化模型和直流潮流计算方法的基础上,利用扩展等面积定则分析了双馈风机接入两机系统后系统暂态功角稳定性的变化,提出一种判断风电接入对两机系统暂态功角稳定影响的判据。最后,在双机互联系统中进行仿真,结果表明,提出的判据具有较高的准确率。     

变压器短路阻抗对系统短路电流及稳定性的影响

建立了可以考虑变压器短路阻抗对系统稳定性影响的单机—变压器—双回线—无穷大仿真系统。通过对系统三相突然短路时的大扰动进行仿真,研究了变压器不同短路阻抗对系统动态过程的影响;揭示了系统的短路电流和稳定性随变压器短路阻抗的变化规律。结果表明:变压器的短路阻抗对短路电流及系统稳定性都会产生重要影响;随着变压器短路阻抗的增加,短路电流减小,系统稳定性降低;当变压器短路阻抗选为64%时,可有效减小短路电流又不至于严重降低系统稳定性。研究成果为电力系统限制短路电流提供了重要的理论支撑。     

大规模风电并网对送端系统功角稳定的影响研究

随着我国风电能源的不断发展,大规模风电集中接入电网对送端系统暂态功角稳定的影响问题仍然不容忽视。以双馈型风电集中接入受端大系统为分析对象建立等效模型,并基于双馈风机的功角特性和暂态特性展开分析。首先,采用单端送电系统同步机的电磁功率解析表达式,通过分析风电等出力置换火电出力接入系统对电磁功率方程的影响推断出风电接入对同步机初始功角的影响。其次,通过负负荷接入与风电接入两种接入方式的对比分析了双馈风机在故障发生后有功功率和无功功率特性对同步机电磁功率方程的影响,并基于等面积定则(EAC)分析了双馈风机接入对系统暂态功角稳定性的影响。研究结果表明,风电等出力置换火电出力时同步机初始功角减小,暂态稳定性升高;双馈风机的有功功率和无功功率特性对系统暂态功角稳定性具有正向作用。最后,通过仿真验证了理论的正确性,并在实际电网中得到了验证。     

大规模风电接入对系统功角稳定性影响的研究

针对大规模风电接入送端系统的情况,从理论上提出了一种考虑风电的系统暂态功角稳定分析方法,利用阻抗模型简化风机,将正常故障下风机有功、无功信息揉入系统导纳矩阵中,进一步量化分析风电接入后系统同步机转子运动变化,表明替换工况下风电接入后对等值系统同步机机械功率、电磁功率都有影响.最后通过多机小系统理论计算和仿真验证,得出在...     

全局暂态功角测量研究及动态模拟实验

针对实时决策系统全局实时监控的需要,以全球定位系统（GPS）相量测量技术为基础,构建了分散采集,集中控制的实时决策仿真系统硬件平台,提出了以实时测量系统中任意两台发电机的相对功角实现全局稳定控制的思想。各相量测量装置（PMU）将各自量测的相量值通过高速通信网络传送到服务器上,从而得到全网范围的实测相对功角。通过动态模拟实验验证了系统的实时性能,表明在局域网下的数据采集传输分析周期小于20ms,考虑到实际通信网络和长距离传输的影响,可以认为总体时间周期能够控制在30ms-50ms.     

SMES-DFIG提高多机系统暂态功角稳定性的控制策略

为了提高风电并网系统暂态功角稳定性,以双馈风力发电机(doubly fed induction generator,DFIG)并联超导储能(superconducting magnetic energy storage,SMES)装置为研究对象,提出了一种联合SMES-DFIG 的控制方法.通过风电场接入对系统节点导纳...     

含电流限幅器的逆变器暂态稳定性评估方法

大扰动条件下,用于抑制逆变器故障冲击电流的电流限幅器可能引起逆变器发生暂态功角失稳。但限幅器使得逆变器的模型存在连续不可导运行点,导致无法评估逆变器暂态稳定性。针对这一问题,文中提出一种含电流限幅器的逆变器暂态稳定性评估方法。以下垂逆变器为例,构建含限幅器的下垂逆变器的能量函数,并刻画逆变器的稳定域,最后基于RTLAB实验平台验证了所提方法用于逆变器暂态稳定性评估的有效性。     

基于D-PMSG的风火打捆直流外送系统送端功角暂态稳定性研究

风火打捆直流外送是解决能源丰富基地电力消纳问题和负荷中心能源短缺问题的主要方案。研究风火打捆系统送端风电对火电的影响意义重大。本文通过扩展等面积准则研究了基于直驱永磁风力发电机(D-PMSG)的风火打捆直流外送系统送端功角暂态稳定性。当风火打捆系统中D-PMSG输入的功率由受扰严重群减机械功率来平衡的情况下,系统遭受大扰动时,其功角暂态稳定性比纯火电系统的好,且输电方式为直流线路时的功角暂态稳定性比交流输电方式的好。仿真结果与理论分析结果一致,由此可知,由D-PMSG构成的风电场与附近火电厂打捆,经直流线路外送的方案可以提高系统的功角暂态稳定性。     

基于功角与电流灵活调控的VSG故障穿越方法研究

电网发生故障时,虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)的运行稳定性受到影响,且无法抑制短路过电流,影响其对电网的支撑能力。保证在电网故障下VSG能够继续为微电网提供电压频率支撑是提高电网稳定性的重要方法。针对该问题,该文充分利用VSG灵活可控的优势,提出一种基于暂态功角与电流灵活调控的VSG故障穿越方法。所提方法能够抑制故障期间VSG输出电压与电网电压之间的相位偏移,在保证VSG在故障期间的暂态功角稳定性的同时可以兼顾对短路电流的控制,有效防止VSG短路过电流。通过分析,给出暂态控制策略原理与具体控制流程。仿真与实验结果证明所提VSG暂态控制策略的正确性和有效性。     

单相短路时变压器角接绕组零序电流暂态特性及其影响

针对YNd11连接组的变压器,利用T形等效电路原理,结合对称分量法推导出了变压器角接绕组中零序电流(ih)分量与一次侧零序参量的关系式。通过实例,计算了一次侧发生单相接地短路时,变压器角接绕组中的暂态ih,并与MAT-LAB/Simulink计算结果进行对比,验证了该方法的有效性,并研究了影响ih的因素,研究表明ih与一次侧零序电流具有相似性,出现了零点漂移。当短路消失时,会引起包含多种频率成分的暂态振荡;当电源初相角α=0°(60°)和α=180°(120°)时的ih相对于时间轴对称,对于α=0°到180°,随着初始相角的增大,ih的首次过零时间也变短;ih峰值随着变压器时间常数的增大而增加;当τ≤0.2 ms时,ih增到无限大;ih峰值与短路点位置呈现抛物线特性。     

故障位置对交直流外送系统暂态功角稳定性的影响分析

分析电源中心交直流外送系统中故障位置对暂态功角稳定性的影响.以三机系统为例建立数学模型,其中2台等值机位于电源中心内部.简化模型后,给出2台相互耦合的等值机转子运动方程.根据转子运动方程中各项的物理意义,分情况讨论了不同位置发生故障后系统的暂态功角稳定性,并结合实际系统运行特点进行概括,得到结论如下:当电源中心内部交流联络线潮流较轻时,电源中心的交流外送通道发生故障,系统更易发生功角失稳;反之,电源中心内部发生故障,系统更易发生功角失稳,并对内部故障位置进行区分.最后,通过基于陕西电网陕北交直流外送系统的算例验证了结论的正确性.     

适用于拓扑调整的短路电流快速计算方法

传统的适用于电网运行方式调整的短路电流计算方法耗时太长,无法满足电网快速分析决策的需求。在此背景下,提出了适用于电网拓扑调整的短路电流快速计算方法。该算法基于节点阻抗矩阵,采用补偿法分析发电机停运、线路开断和线路出串运行导致的阻抗矩阵变化,并在此基础上给出了适用于电网拓扑调整的短路电流快速计算流程。针对不同节点规模的实际系统的仿真算例表明,所提出的方法计算速度快,计算结果准确可靠,能够满足大电网方式调整优化对短路电流计算的要求。该方法可以为电网短路电流限制策略分析提供技术支撑。