含串补输电和VSC-HVDC输电的风电场并网系统次同步振荡机理研究

针对交—直互联系统的次同步振荡问题,利用复转矩系数法研究含串联电容线路的风电场经VSC-HVDC系统并网的次同步振荡机理。首先,利用小信号模型推导了转速变化对发电机电磁转矩的变化量;然后基于直流输电的控制参数、控制策略、直流线路长度等方面来研究系统次同步振荡影响因素,利用测试信号法得到系统阻尼特性;最后,利用PSCAD/EMTDC仿真软件进行时域仿真验证。研究表明,比例系数越大,时间常数越小,系统越容易发生次同步振荡;在抵御系统次同步振荡能力方面,直流输电送端采用定交流电压控制方式要强于定无功功率控制方式;直流线路越长,为系统提供正阻尼越大,直流电压波动越小。

粒子群优化BP-PID的矿井提升机调速系统

传统PID控制器在矿井提升机变频调速系统应用中,由于控制参数固定且不易整定,导致电机转速超调大、电磁转矩和转子磁链脉动大,进而出现矿井提升机调速系统控制效果差的问题。针对这一问题,文中提出一种改进粒子群优化BP神经网络PID控制器的算法。由于BP神经网络算法存在收敛速度慢和极易陷入局部最优的缺点,现将粒子群算法收敛速度快和全局最优特性与神经网络结合,并通过设计神经网络收敛系数进一步加快收敛速度。仿真结果表明,粒子群优化的神经网络控制效果比神经网络好,且效果明显优于传统PID控制器;相较于神经网络PID控制器,矿井提升机转速调节系统稳速调节速度明显提高;与传统PID控制器相比,电机电磁转矩和转子磁链脉动明显降低,具有较强的稳定性和鲁棒性。

风火打捆系统中单机聚合对详细模型SSO的影响

为研究风火打捆系统中双馈风机(DFIG)单机聚合是否对火电机组次同步振荡(SSO)产生影响,推导了DFIG输出有功功率对火电机组电气阻尼系数表达式,根据IEEE第一标准模型建立了风火打捆系统多机详细模型及聚合模型,采用复转矩系数分析法分析了两个算例在风机运行状态相同及风机间有风速差异的振荡频率,通过时域仿真验证其准确性。结果表明,两种工况下聚合前后对应的振荡频率一致,均为32 Hz,但聚合后电气阻尼系数值略有增加。研究风火打捆系统SSO的影响因素时,可采用聚合模型以提高仿真效率。

双馈风机的小信号阻抗模型与稳定性

为研究弱电网条件下双馈风机的控制系统与电网交互作用引发的稳定性,在dq坐标系下采用阻抗分析方法建立了双馈风机完整的小信号导纳模型,推导出双馈风机的阻抗公式,在Matlab/Simulink仿真平台搭建双馈风机并网系统模型。在弱电网条件下,运用广义奈奎斯特稳定判据分析了各控制器参数变化对系统稳定性的影响。结果表明,弱电网条件下,增大转子侧变换器和网侧变换器的电流控制器比例系数和相环比例系数均会使双馈系统失去稳定,转子侧变换器的功率控制器比例系数对系统稳定性影响不大。该研究验证了所建立的双馈风机完整小信号阻抗模型是可行的。

含统一潮流控制器的风电场次同步振荡抑制方法

为了研究UPFC对风电场经电容补偿引发次同步振荡的抑制机理,建立系统小信号模型,利用传递函数分析了转速变化对发电机电磁转矩变化量阻尼特性的影响,通过时域仿真验证了UPFC抑制风电场经电容补偿引发次同步振荡的有效性。结果表明,UPFC的投入会对系统电网侧阻尼特性产生影响,UPFC的引入会为系统提供削弱电容补偿的感性电抗,抑制后系统负阻尼尖峰幅值仅为UPFC投入前的7%,系统次同步振荡得到有效抑制。