基于发电机功角特性的火电厂励磁调节器性能改进研究

火电厂发电机的励磁调节是影响其运行稳定性的重要因素。本文主要研究了基于发电机功角特性的火电厂励磁调节器性能改进策略。首先,对发电机的功角特性进行了详细的分析和研究,明确了功角与励磁电流的关联性。在此基础上,提出了一种基于发电机功角特性的励磁调节器性能改进方法。核心思想是通过对励磁电流进行优化调整,控制发电机的功角,从而提高励磁调节器的性能。使用实验模拟验证表明,功角控制在一定程度下,可以改善发电机励磁调节性能,有助于提高发电机的运行稳定性和电厂的经济效益。本研究为火电厂励磁控制技术提供了新思路和实践依据。

汽轮发电机计及双因素非线性影响的功角特性

为研究磁路饱和与磁场畸变双因素非线对汽轮发电机功角特性的影响,利用有限元方法获得发电机的有功和无功功角曲线,揭示计及双因素非线性的电抗随功角变化的规律,然后将分运行区间的饱和电抗用于功角特性解析法计算。研究结果表明,汽轮发电机计及双因素非线性后,极限功角小于90°,极限功率下降,无功功率减小;随着功角的增大,直轴电抗先增大后减小,交轴电抗变化不大,两者差值可达到14%;与直接用有限元方法计算的功角特性进行对比,用分运行区间电抗的计算结果非常吻合,而用空载特性修正的饱和电抗的计算结果相差较大。研究结果可为同步发电机静态稳定极限的确定和暂态稳定的判断提供参考。

超高压长线的通用相量图与功角特性方程

在超高压长线中间加装补偿装置,是提高传输能力和维持系统稳定性的重要手段.正确而简便地表达中间补偿装置的补偿效果,有利于分析和实施控制.为简化分析或因实时控制需要提高运算速度,在500 kV超高压长线的计算中普遍采用集中参数模型,这样必然导致很大误差,因此需要寻求一种既能反应分布参数又较为简单的模型.在均匀长线的电压及电流分布方程基础上绘出了无补偿的长线相量图并推出其功角方程.进而分析了中间补偿的影响,定义出等效阻抗xeq和电压系数KV2个特征参数,推出了由2个特征参数表达的各种补偿状态下的长线通用相量图和功角方程.同时还推出了由补偿装置参数计算2个特征参数增量的算式,从而使概念清晰、分析计算简化.

基于功角特性曲线的发电机运行状况实时分析

发电机运行状况的实时分析是发电厂对发电机进行实时控制的重要依据之一,通过发电机实时采样数据对发电机运行状况进行实时分析十分必要,对发电厂的安全生产具有重要作用。文章着眼于发电机运行状况的实时分析问题,根据发电机稳定分析方法中的等面积法则,推导出实时判断发电机运行暂态稳定状况的方法,通过仿真所得数据,对发电机在大扰动下的暂态稳定状况进行了计算分析。

功角特性的同步发电机失磁静稳判据

探讨了一种新的功角特性的静稳判据。这种静稳判据，采用直接测量发电机功角δ的方法，比较直观、准确，误动的可能性小。并将其与定子静稳判据和转子静稳判据的性能作了比较。

稀士永磁同步电动机的功角特性及磁体尺寸和气隙的确定

对钕铁硼永磁同步电动机进行了研究,并试制了一台自控型3.0kW和一台自起动型7.5kW钕铁硼永磁同步电动机。本文闸述了有关磁场计算、功角特性计算、磁体尺寸确定和气隙选择等问题。这些问题对电机性能的计算及其影响具有重要的作用。

凸极同步电机饱和功角特性的数值计算及其场图分析

本文用有限元法计算了170MW凸级同步发电机在额定励磁、额定电压条件下,各工况的磁场,由此得到发电机的饱和功角特性和不同功角下的场图和气隙磁场变化,从而定性地阐明了同步电机发生“不稳定”的原因。

定子电阻对凸极同步电动机功角特性的影响

利用同步电机的磁链方程和定子电压方程,推导出计及定子电阻时凸极同步电动机功角特性的精确显式表达式。研究了不计定子电阻和计及定子电阻两种情况下,功角差值随负载的变化规律,得到了一些有用的结论。

从发电机功角特性谈提高电力系统的暂态稳定

电力系统的稳定性是指系统在某一正常运行状态下受到干扰后,经过一段时间能否恢复到原来的稳定运行状态或过渡到新的稳定运行状态的能力。系统稳定性的破坏,将使整个电力系统受到严重的不良影响,造成大量用户供电中断,甚至造成整个系统崩溃瓦解。文章通过对干扰后发电机功角特性的分析,探讨提高电力系统静态稳定的措施及其优缺点。

广义的电枢反应及功角特性

讨论了广义的电枢反应,推导出所有电机的功角特性统一表达式,从而揭示出电机能量传递的物理本质,为电机学科的系统研究提出了新的构思。

基于角频率暂态前馈的VSG控制策略

针对虚拟同步发电机(VSG)并网时,输出功率的稳态性能与动态性能之间存在耦合,无法同时满足抑制有功振荡和电网一次调频的需求,提出基于角频率暂态前馈的控制策略,通过补偿输出功率,减小Δω,进而减小振荡过程。该控制策略可以有效抑制有功振荡,并且实现了稳态性能与动态性能间的解耦,不会影响一次调频特性,同时提高了响应速度。首先建立VSG有功闭环小信号模型,分析了输出功率稳态性能与动态性能之间的矛盾,并根据同步发电机功角特性分析了有功振荡机理;在此基础上提出了基于角频率暂态前馈的控制策略,利用闭环零极点与Bode图分析了所提控制策略对系统的影响;最后通过仿真和RT-LAB半实物平台验证了所提控制策略的可行性与优越性。

风火打捆弱外送系统功角和频率特性研究

蒙东某地区属于典型的风火打捆弱外送系统,受联络通道发生跨线故障后暂态功角、电压和频率稳定制约,整体外送能力和风电消纳能力严重不足。对此,首先分析风电机组接入电网的低电压故障过程功率特性,阐明风电机组接入对同步机系统功角和频率特性的影响机理;接着根据该地区实际运行特性,因地制宜提出优化的安全稳定校核与控制方案;最后应用电力系统分析综合程序(PSASP)进行仿真计算。结果表明,优化的安全稳定校核与控制方案能有效提升该地区的整体外送能力和风电消纳能力,可作为缓解风电消纳受限的临时过渡措施。

特高压输电线的运行特性与变电站的无功补偿

特高压输电是大电网的发展方向,分析特高压输电线路的运行特性和变电站的无功补偿极为重要。为此,建立了由分布参数表达的输电线的功角特性方程,导出了送端恒电压、受端恒功率因数控制下输电线的P-U特性方程,利用运行圆图导出输电线的失步功角和极限传输功率的算式以及产生工频过电压的传输功率区间和最大过电压标么值的算式。研究表明,输电线的传输能力随受端功率因数的上升而提高,但其过电压的功率区间和最大过电压标么值也随之增大。两端恒电压控制可显著提高输电线的传输能力。提出以变电站母线电压和输电线的有功为给定值计算变电站无功补偿量的方法并导出了相应的算式。以晋东南—南阳—荆门特高压输电线为例比较了两种控制方式下的传输能力,给出了各变电站的无功补偿量。

交流特高压输电线的传输特性与无功补偿

特高压输电线的无功/电压控制方式影响其传输能力和运行稳定性。首先建立了用分布参数表达的输电线的功角特性方程,推导出了输电线的功率-电压特性方程,用该方程分析了送端恒电压控制、受端恒功率因数控制下输电线的运行特性,绘出了受端在三种典型功率因数下运行的P-V特性曲线,表明输电线的传输能力随受端功率因数的上升而提高,但其过电压的功率区间也随之扩大,特别是在受端功率因数超前状态下有很大的超开路电压区间。同时还用功角特性方程推导出了两端恒定电压运行状态下输电线剩余无功功率的算式,进而推导出了输电线两端恒电压控制所需要的无功补偿量的算式,并以晋东南(长治)—南阳—荆门1000kV特高压输电线作为算例,对两种控制方式下的传输能力和变电站的无功补偿量进行了验证。

双馈型风电集中接入对暂态功角稳定的影响分析

大规模双馈型风电集中接入对电网中传统同步机组暂态功角稳定有重要影响。以含双馈型风电集中接入的单机无穷大系统为对象,分析了风电对暂态功角稳定的影响。首先根据三相短路故障下具备低电压穿越能力的双馈风电机组暂态特性,得到了其阻抗等效模型。其次,推导了双馈型风电直接接入与等容量替换同步机时的系统同步机功角特性方程,并分析了风电接入比例与传输线电抗对功角特性方程的影响,以及两种风电接入方式对系统加减速面积、不稳定平衡点、稳定裕度的影响特性。然后,利用等面积准则分析了双馈风电接入对暂态功角稳定的影响。研究结果表明,双馈风电直接接入时,同步机暂态功角稳定性降低;等容量替换同步机时,同步机暂态功角稳定性提高。最后,通过仿真验证了理论分析的正确性。

同步发电机功率角与电磁功率的关系

阐述了发电机功率角的重要性,同时也给出了同步发电机电磁功率与功率角的相互关系(功角特性),并分析了功率角与极限电磁功率之间的关系对同步发电机稳定运行的影响。

双馈风电机组接入对电力系统暂态功角稳定性的影响

风力发电所固有的随机性、间歇性和不可调控性等特点,导致大规模风电的接入会使系统原有的潮流分布及整个系统的惯量发生改变。这些都会对风电并网后的电力系统的暂态稳定性产生影响。本文分析了双馈风电机组接入电力系统后的功率特性,在此基础上研究了双馈风电机组接入单端送电系统后的暂态功角稳定性,并且对系统暂态功角稳定性的影响进行了分析。

基于相轨迹MLE指标的暂态功角稳定在线辨识

为实现暂态功角稳定的快速预判,提出一种利用动态系统最大李雅普诺夫指数(MLE)对相平面中转速差—功角差轨迹特性进行分析的暂态功角稳定在线辨识方法。首先,介绍了MLE稳定判断原理及求取方式。其次,以单机系统为例,从物理机理上严格分析了不同场景下转速差—功角差相轨迹变化特性与暂态功角稳定之间的关系。进而,在利用递推最小二乘算法改进MLE求取方式的基础上,结合相轨迹特性自动优选参数,给出了无需传统方法中预先确定MLE符号观测窗口的暂态功角稳定判据,形成在线辨识方法。最终,利用双机等值思想将方法推广到多机系统。仿真算例验证了方法的正确性与有效性,方法对一摆、多摆稳定判断问题均有效,并对发电机分群结果有较强的容错能力。

变流器虚拟惯量和阻尼协同自适应控制策略

针对变流器传统虚拟同步发电机控制(virtual synchronous generator,VSG)在暂态过程中出现的频率超调等问题,提出一种虚拟惯量和阻尼系数协同自适应控制策略。首先,对VSG变流器系统进行数学建模;然后,通过分析VSG有功和角频率暂态特性曲线,提出一种虚拟惯量和阻尼系数协同自适应控制策略,同时借鉴传统同步发电机小信号模型分析方法建立有功功率环路传递函数,给出参数的选取范围;最后,基于MATLAB/Simulink仿真,验证了所提自适应控制策略在改善频率和功率暂态特性方面的有效性。