水电机组水力系统和调速器控制规律对电力系统稳定的影响

水电机组的动态过渡过程是一个水力系统、机械系统和电气系统间的相互影响、相互制约的复杂过渡过程.通过对水电机组复杂非线性模型的仿真研究,探讨了水电机组引水系统的水击效应和水轮机调速器控制规律对电力系统稳定的影响.研究结果表明:由于水击作用的影响,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,水轮机调速器的微分作用对单机-无穷大电网的稳定是不利的,并入电网运行的水电机组调速器应采用PI控制规律.     

水轮机调节系统Hopf分岔分析及其PID控制

针对水轮机调节系统中可能存在的Hopf振荡等复杂动力学现象,首先给出了非线性系统Hopf分岔存在性、分岔方向及稳定性判定定理,并具体针对水轮机调节系统刚性和弹性水击下对应的四维和六维系统,推导出各自相应的Hopf和双Hopf分岔存在性判定条件及相关特征量的计算公式;随后通过仿真从系统的稳定域、Jacobi特征根、平衡点、状态变量时域响应、系统振荡周期、相空间极限环等多个角度证明了水轮机刚性和弹性系统中分岔现象的存在,仿真结果与理论分析一致.研究发现,根据稳定域和分岔方向合理地选取PID控制参数对保证系统的安全稳定运行极其重要.     

基于模糊控制理论的水轮发电机组调速器侧PSS研究

由于引水系统的水锤效应和水轮机的强非线性特性，水轮发电机组采用常规调速控制对于改善电力系统稳定性难以取得满意的效果．采用水力系统弹性水去模型和同步发电机非线性模型，基于模糊控制理论设计了水轮发电机组调速器侧模糊电力系统稳定器(FGPSS)，应用SIMULINK对其效果进行了仿真研究．结果表明，FGPSS能够较好地改善机组的动态性能，具有较强的鲁棒性．     

具有复杂引水系统的水轮机控制模型简化方法

本文针对具有引水隧道、调压井、共管带岔管的复杂水轮机引水系统,提出引入附加输入的方法,将调压井子系统动态处理为系统的附加输入,以降低系统的阶数;将一管多机的水力耦合解耦为附加输入,以降低系统的复杂性和应用的难度.通过引入附加输入,将复杂的水力系统描述为:以等效管参数表示的单机单管标准型式+附加输入.结合实例的仿真表明,本文所提出的方法是合理的.该方法为简化更为复杂的水轮机水力系统控制模型的设计提供了一种新的思路.     

暂态能量函数用于寻找最优控制时刻的研究

电力系统中的控制手段大致可以分为两种类型：主要控制和断续辅助控制。本文基于电力系统的暂态能量,研究了断续控制最优控制时刻的问题,从理论上证明了单机无穷大系统中,不同时刻进行的断续辅助控制,控制结束后系统的暂态能量不同。对于复杂的系统,根据给定的故障经过EEAC等值,可以简化为两机系统,上述结论依然成立。本文利用该结论,给出了计算电力系统中最优控制时刻的方法。     

基于多机模型的电力系统频率时域仿真

考虑每台发电机组暂态及次暂态过程的发电机电势变化过程以及典型汽轮机调速器模型和励磁系统模型,开展多机系统频率分析的时域仿真分析,并采用3机9节点系统对多机系统模型进行验证.仿真计算结果表明：基于多机模型分析方法能够准确描述各发电机组之间存在的频率波动,且该波动随机组和扰动地点电气距离的增大而减小.     

动态负荷对电力系统动态稳定性的影响研究

介绍了PSASP仿真软件中感应电动机的三阶模型,并用其暂态稳定计算模块,从时域仿真的角度分析了感应电动机比例和低压减载对电力系统动态稳定性的影响,比较了不同参数下低压减载对功角稳定和电压稳定的影响.通过对12节点多机系统的仿真,结果表明:感应电动机比例增加容易造成功角和电压失稳;低压减载有利于电压稳定,但容易造成功角曲线的大幅振荡;负荷的减载量和减载速度对电力系统的动态稳定性也有一定的影响.     

对长引水管道水轮发电机组进行技术改造的可行性研究

本文讨论了具有长压力引水管道的水轮发电机组带孤立负荷运行时,机组因事故突然与电力系统解列(把负荷甩掉)的情况下弹性水击时机组稳定边界问题。文中推导了调节对象(压力引水管道、水轮机、发电机及其所在电网)与PID调速器组成的调节系统稳定域数学表达式。由于系统数学模型中出现了双曲函数,故采用二次pade近似,对系统进行了进一步的深入研究。研究结果表明,利用新的构思所设计的“S补偿器”能显著地增大稳定区域,改善其动态品质;指明了对具有长压力引水管道水轮发电机组进行技术改造的可行途径。     

水电站功率调节过渡过程数值模拟

在考虑流道系统弹性水击、水轮机非线性特性的前提下,建立了水电站功率调节模式下过渡过程数学模型.进行了功率调节、开度调节下机组增全负荷过渡过程对比计算与分析,并探讨了调速器参数、开环放大系数对过渡过程的影响.结果表明:不设调压室水电站的机组增负荷,分别采用上述2种调节模式,过渡过程结果差别甚微;而设调压室的水电站,采用功率调节模式计算结果偏于危险;调速器参数对功率调节品质无明显影响,开环环节放大系数K值对功率调节动态过程影响较大.     

AVR、SVC与TCSC的非线性协调控制

本文致力于建立包含AVR(Automatic Voltage Regulator)、SVC(Static Var Compensator)和TCSC(Flexible Alternative Current Transmission Systems)的电力系统综合动态模型,模型中考虑了电力系统运行中可能遭受到的干扰;应用直接反馈线性化方法将系统的非线性状态方程精确线性化,再对线性化后的状态方程运用控制理论设计了鲁棒控制器。对六机系统的仿真实验证明了本文提出的AVR、SVC与TCSC的协调控制策略能够明显改善电力系统的动态性能、提高系统的暂态稳定水平,从而提高了系统的输电能力。     

利用功率扰动辨识水电站水力系统模型

结合某抽水蓄能电站机组现场试验,利用功率扰动下实测数据进行具有复杂输水系统的大型机组水力系统模型辨识.该辨识方法输入信号通过调整调速器给定功率获取,并不影响机组的正常试验和运行.使用增广最小二乘法进行辨识计算,利用先验知识检验、阶跃响应检验和残差白噪声检验三种方法对辨识结果进行验证.结果表明,所得辨识模型可信,利用功率扰动辨识水电站水力系统模型的方法可行.     

火电厂输灰管路浆体水击瞬变过程数值计算与分析

水力输灰在火电厂中获得越来越广泛的应用。在浆体水击瞬变过程基本方程的基础上,运用特征线方法建立了考虑含气量的伪均质浆体停泵水击瞬变过程数学模型。对某火电厂输灰复合管道计算了当水泵发生事故停泵时,水泵出口压力相对值,泵的无因次流量,泵的无因次转速,管道顶端最高点处的压力水头相对值的瞬变过程。通过对数值计算结果的分析,提出了在管道顶端最高点设置调压井和增大电机飞轮力矩的方法来降低管道中浆体水击的危害。     

加油系统的管网布置对水力瞬变的影响

以机场加油系统管网为例,针对环状管网和枝状管网的特点分别建立了水力瞬变数学模型,并采用特征线法对不同布置的加油系统管网进行了水力瞬变数值模拟,实例模拟结果表明环状管网比枝状管网的水力瞬变压力峰值低,且管道各部分的压力较为均衡,稳定性和可靠性较好,可有效减弱水力瞬变的破坏和影响。因此,机场加油系统更适合采用环状管网。     

液压水锤及其噪声的机理与控制的研究

研究了液压系统的实际水锤及其噪声的产生机理，以及发生最大水锤的条件，提出了减小水锤及其噪声的方法，对液压系统及管道的设计具有一定的参考价值。     

密闭循环水系统水力过渡过程的计算与研究

本文对密闭式循环水系统中多泵并、串联水泵端边界条件及其他各类边界条件的数学模型以及其求解方法进行了研究和探讨,同时以典型的工业供水系统为研究对象,进行了水力过渡过程的计算与研究,分析了水力过渡过程的特性。     

同步发电机励磁系统的最优控制仿真

在Simulink软件平台上,以单机-无穷大电力系统为模型,在系统发生阶跃干扰和短路故障两种情况下,分别采用最优控制和PID＋PSS控制两种励磁控制方法进行仿真比较研究,仿真结果表明两种励磁控制方法均能提高电力系统暂态稳定性,但最优励磁控制效果更佳.     

水轮机过渡过程计算中CSSTF程序应用与调压阀选择

水轮机过渡过程计算的各种方法里，连续系统仿真方法具有物理概念清晰，仿真对象易于描述，计算过程可操作性强等特点。本文结合一实例讨论连续系统仿真方法进行水轮机过渡过程计算时值得注意的若干问题，主要有压力水道数学模型的建立、积分步长的确定、计算初值的校正等。并将实例调保计算调压阀选择的几点体会一并讨论     

具有不同引水管道的水轮机调节系统数学模型

完整地推导了具有不同引水管道的水轮机调节系统的数学模型，这是进一步分析研究调节系统稳定性和过渡过程品质的基础．通过算例，说明了该数学模型的具体应用     

水电站 HOBAS 压力管水锤波速和管壁糙度的测算

介绍了确定一种新型复合材料水电站压力引水管道─ＨＯＢＡＳ管的水锤波传递速度,以及管路内壁糙度的方法,试验结果表明,该种管材的水锤波传递速度不仅数值上约为钢管的１／２,而且随着内水压力的改变呈非线性变化。     

多缸并行驱动液压系统建模与动态特性分析

为揭示多缸并行驱动液压系统多参数耦合作用规律,采用解析法建立了液压机驱动系统动态数学模型。利用变步长Runge-Kutta法探讨了粘性阻尼系数、油液有效弹性模量、管道内径、运动部件质量以及负载刚度等参数对驱动系统动态特性的影响规律。结果表明：粘性阻尼系数增大或减小运动部件质量使系统瞬态振荡幅度减弱;油液有效弹性模量增大或管道内径减小,系统响应速度加快;随着负载刚度增大,主缸稳定压力值增大,开环系统稳态误差增大。液压机在快降过程中不宜采取主动同步控制方式。液压机空载或工件处于塑性变形阶段应重点关注系统稳定性,而工件处于弹性变形阶段时,则应着重提高系统的跟踪精度。研究结果可为液压机驱动系统设计和参数选择提供理论依据。