基于MATLAB的湖北电网次同步谐振分析

如何用一种通用的仿真工具来实时描述系统的灵活运行方式,具有很强的移植性是仿真问题的关键所在.从这个角度出发分析湖北电网结构及其特点,建立了用于研究次同步谐振问题的湖北电网简化模型,并利用MATLAB PSB模块建立了电网次同步谐振的任意组态仿真模型.实际算例以冬季水电小发运行方式为计算水平,研究了湖北电网的次同步谐振问题.从仿真结果可以看出MATLAB在分析次同步谐振问题时可以快速地得到谐振频率.     

大型风电场次同步谐振分析

含恒速异步风力发电机的大型风电场通过含串补线路外送功率时存在次同步谐振问题。以PSCAD/EMTDC仿真软件为工具,建立了适用于风电场次同步谐振分析的大型风电场仿真模型,并在多种运行方式下分析了该风电场通过一串补线路外送功率时的次同步谐振特性和机组扭振特性。另外,还分析了大型风电场与火电厂捆绑送电方式下系统次同步谐振特性。     

抑制次同步谐振的串补方案仿真研究

针对IEEE次同步谐振第一标准测试系统,提出抑制次同步谐振的串补方案。利用PSCAD/EMTDC仿真软件,建立可控串补及其控制仿真模型,仿真研究得到能抑制次同步谐振的可控串补和固定串补组合方案。采用测试信号法从系统电气阻尼特性角度对这些方案抑制次同步谐振的性能进行理论分析。结合可控串补成本费用,得出了能够较好地满足电网安全性和经济性要求的方案。     

光伏并网附加控制抑制交流串补引起的次同步谐振

高压交流串补有引发次同步谐振的风险,严重影响发电机组乃至整个电网的稳定运行。在光伏发电的基础上,研究通过光伏并网附加控制抑制交流串补引起的次同步谐振问题的可行性。基于复转矩系数思想设计一种次同步阻尼控制器加在光伏电站主控制器上,在保证光伏电站稳定并网的同时,抑制了交流串补引起的次同步谐振问题,很大程度提高了电网的稳定性与新能源并网效率。基于PSCAD/EMTDC仿真软件,以次同步IEEE第一标准模型作为仿真算例进行仿真验证,结果表明,相比STATCOM,通过在光伏电站并网附加阻尼控制器抑制次同步谐振的效果更好。     

新疆与西北联网第二通道应用串补的次同步谐振风险及对策研究

对750 kV新疆—西北联网第二通道应用串补可能带来的次同步谐振问题进行了研究。采用系统频率扫描及时域仿真方法,分析了750 kV新疆—西北联网第二通道应用串补后周边火电厂发生次同步谐振的风险。研究结果表明,西北750 kV电网应用串补后,在个别极端情况下存在发生次同步谐振的风险,而采用750 kV可控串补可对次同步谐振起到抑制作用。由于西北电网现阶段发生次同步谐振的可能性较低,建议在实际运行中避开危险工况并加装扭应力继电器等保护措施;而是否采用750 kV可控串补宜结合经济性方面的因素综合考虑。     

串联谐振型短路限流器对次同步谐振影响的研究

介绍了串联谐振型短路限流器的结构、原理以及次同步谐振的机理。以广东电网2015年丰大、丰小、枯大3种运行方式的规划数据作为研究对象,采用状态空间分析法分析了在典型电厂电力送出线路上加装串联谐振型短路限流器对发电机组次同步谐振特性的影响,计算系统次同步频率范围内的特征值,并以此分析系统的稳定性。结果表明,串联谐振型短路限流器会引发系统次同步谐振,在工程应用中应重点关注该问题。     

双馈风电机组静止坐标系下阻抗建模及次同步谐振抑制策略

为清楚分析双馈风力串补系统次同步谐振发生机理,建立了双馈风电机组静止坐标系下的阻抗模型。首先,将双馈风电机组同步旋转坐标系下阻抗模型转换为复矢量形式,通过频率变换得到其在两相静止坐标系下的频域阻抗模型。基于阻抗模型所代表的物理意义,采用等效RLC串联电路,分析了控制器参数及电网参数对并网系统等效阻抗及谐振频率的影响。分别从增大次同步频段阻尼和降低系统发生次同步谐振频率的角度出发,在转子侧控制器中同时引入了附加阻尼和虚拟感抗控制,分析表明该方法能有效地抑制次同步谐振。最后,通过仿真验证了所建模型及理论分析的正确性。     

附加励磁阻尼控制器在某大型火电机组的可行性应用研究

特高压直流输电和交流串补输电可能给临近电厂发电机组带来次同步谐振风险,严重的次同步谐振问题会导致发电机组轴系损坏,影响到机组和电网的安全稳定运行。本文以西北某600MW火电机组为研究对象,通过对该电厂次同步谐振风险分析研究,采用频率扫描法和时域仿真法仿真分析后得出该火电机组存在次同步谐振风险的结论。对比现有常用的次同步谐振抑制措施,分析附加励磁阻尼控制装置(SEDC)的特点,将加装SEDC装置作为该电厂机组抑制措施之一。对比分析电厂一期机组在SEDC装置投入和退出时模态阻尼系数的衰减情况、串补投入时SEDC装置投入和退出时机组的模态响应情况,结果表明,配置参数适当时,SEDC装置可以提高机组模态阻尼,能有效抑制小扰动引发的机组SSR振荡扰动。     

可控串补基波阻抗数值算法及仿真研究

可控串联补偿技术不仅可以提高输电线路的输送容量、改善电网的潮流分布、增强系统的暂态稳定性,而且还可以抑制低频功率振荡和次同步谐振等.该研究对TCSC的基本结构及运行原理进行了介绍,通过求取TCSC回路中各电压电流,建立TCSC的数学模型,并进行谐振点分析,利用Matlab软件进行数值仿真计算,最后得到TCSC的基波阻抗...     

发电机轴系特性动态模拟的可行性探讨

在超高压远距离输电系统中采用串联电容补偿技术后,在某种运行方式或补偿度的情况下,很可能在机械与电气系统之间发生次同步谐振,造成发电机组轴系的破坏。分析了发电机组轴系结构及扭振特点,并对用于扭振研究的两种发电机轴系模型进行比较。基于对国内外发电机轴系仿真研究现状的广泛调研,从轴系扭振特性分析与研究、外接设备试验测试、结合工程应用研究次同步谐振问题三类应用需求分析了现阶段建立发电机轴系物理模拟系统的研究意义和技术方向。关于轴系模型的普适性。考虑了主力机组容量、轴系结构和扭振特性三方面的适用性需求,得出很难通过建立一个轴系模型实现对多种机组轴系扭振特性的“一对多”模拟要求的结论。探索性提出国家电网仿真中心动模实验室实现发电机轴系特性动态模拟的实施方案。     

风电次同步谐振实例特征及机理分析

集群风电-串补发输电系统面临着次同步谐振的风险,我国某大规模风电汇集地区近几年发生了多起次同步谐振事件,造成风机脱网和设备损坏等后果,威胁到电网安全运行。通过对该地区历次风电次同步谐振实例分析,全面总结出振荡事件的发生条件、频谱分布、阻尼特性、不同类型风机响应特性等特征。在此基础上,采用时域仿真复现了现场现象,通过特征根和电路模型分析,揭示了该地区次同步谐振的机理为“双馈风机控制参与的感应发电机效应”。     

大容量永磁同步风电机组系统谐振与抑制策略

风电机组变流器是变速恒频风电机组的核心部件,变流器电网侧滤波器在保证良好并网特性的同时也给系统带来了谐振稳定性问题.基于风电机组变流器网侧滤波器动态特性进行分析,揭示了风电机组谐振机理,提出了虚拟变阻尼谐振抑制策略.在MATLAB/Simulink中建立了2.0 MW直驱型永磁同步风电机组仿真模型,实现了风电机组谐振与抑制的全过程仿真.利用电网谐波发生模拟装置,首次在2.0 MW永磁直驱风电机组上进行了机组谐振与抑制现场试验.仿真与现场试验证明了理论分析的正确性与谐振抑制策略的有效性,对实际运行时风电机组的谐振问题和风电机组变流器设计具有指导意义.     

抑制次同步谐振措施和方法的分析研究

分析了电网发生次同步谐振的机理及其对发电机的危害影响,介绍了各种抑制次同步谐振的方法,对其特点进行了比较。着重分析研究了阻塞滤波器的参数设计,对输电系统在大干扰故障情况下阻塞滤波器对次同步谐振的抑制效果进行了数字仿真分析。     

抑制次同步谐振措施和方法的分析研究

分析了电网发生次同步谐振的机理及其对发电机的危害影响,介绍了各种抑制次同步谐振的方法,对其特点进行了比较。着重分析研究了阻塞滤波器的参数设计,对输电系统在大干扰故障情况下阻塞滤波器对次同步谐振的抑制效果进行了数字仿真分析。     

基于MATLAB PSB串联电容补偿次同步谐振的仿真分析

讨论了电网结构改变时,具有串联电容补偿输电线路产生次同步谐振的问题。利用MATLAB（Matrix Laboratory）及其电力系统仿真软件PSB,对实际系统进行仿真研究,分析了串联电容补偿度、串联电容补偿安装位置及不同长度的输电线路采用串联电容补偿时与次同步谐振频率的关系。提出了防止串联电容补偿系统产生次同步谐振的对策。     

置于高压侧的SVC抑制次同步振荡的研究

文中在阐明电力系统次同步谐振原理的基础上,对各种抑制次同步谐振的方式进行了介绍,重点研究了SVC对次同步谐振的抑制作用.仿真结果表明,接于高压侧的SVC可以有效抑制各种次同步谐振.     

置于高压侧的SVC抑制次同步振荡的研究

文中在阐明电力系统次同步谐振原理的基础上,对各种抑制次同步谐振的方式进行了介绍,重点研究了SVC对次同步谐振的抑制作用.仿真结果表明,接于高压侧的SVC可以有效抑制各种次同步谐振.     

呼辽±500kV直流工程送端系统次同步振荡仿真分析

基于实时数字仿真系统建立了呼辽±500 kV直流工程次同步振荡问题研究的仿真模型。利用复转矩系数法,得到了部分运行方式下各机组的机械阻尼特性。阻尼特性表明,孤岛方式下,呼辽直流引发送端机组次同步振荡的风险较小,但交直流运行方式下,随着固定串补配置量的增加,机组发生次同步振荡的风险增加,可控串补可以在一定程度上降低次同步振荡的风险。时域仿真法得到的结论与复转矩系数法一致。为彻底解决送端机组次同步振荡问题,指出需进一步研究抑制次同步振荡的措施。     

通过改进Prony算法辨识交流串补引起的次同步谐振模态参数

大型火电机组通过交流串补传输电力时,在一些运行工况下有可能引起发电机轴系的次同步谐振,严重影响了电力系统的安全稳定运行。对次同步谐振模态参数的准确辨识是设计阻尼控制器的基础,也是维持电网稳定运行的前提。鉴于传统Prony算法对噪声敏感,大电网模式下难以确定模态阶数的缺点,该文提出通过奇异值分解法进行改进。首先通过奇异值分解确定模态阶数并滤除部分噪声干扰,然后通过Prony算法得到振荡模态参数。以加入噪声扰动的理想算例信号和IEEE第一标准模型作为仿真算例,仿真结果表明SVD-Prony算法具有较强的抗噪声能力,且通过与时域仿真结果对比分析可知,SVD-Prony可有效辨识出次同步谐振模态,为阻尼控制器的设计奠定了理论基础。     

柔性直流输电系统接入交流电网的高频谐振风险运行方式辨识

柔性直流输电系统接入交流电网后存在高频谐振的风险,研究表明交流电网运行方式变化与高频谐振的产生存在内在关联。针对交直流系统中的高频谐振问题,首先构建了柔性直流输电系统直流侧和交流侧计及串补站的等效阻抗模型,分析了柔性直流输电系统接入交流电网的高频谐振机理。对柔性直流输电系统交流侧运行方式变化(特别是线路发生N-1、N-2故障)下等效阻抗的变化规律进行了理论分析和总结。此外,提出了一种柔性直流输电系统接入交流电网的高频谐振风险运行方式辨识方法,并以某地区电网局部交直流系统实际数据为例进行仿真,验证了所提辨识方法的有效性。