风光电源故障暂态解析及实用化短路电流峰值计算

研究风光电源的故障暂态过程及短路电流峰值能为设备选型及保护整定提供重要依据。然而,现有的风光电源暂态短路电流计算模型过于依赖参数,计算模型难以满足工程应用需求。因此,该文首先分别对光伏电源、永磁同步风机及双馈感应风机进行故障暂态解析,继而构建形式简洁实用的短路电流峰值表达式。对于光伏电源及永磁同步风机,在恒功率控制阶段建立了基于故障期间电源出力变化的暂态短路电流计算模型;在限幅控制阶段通过分析阻尼比系数,得到短路电流峰值的实用化表达式。对于双馈感应风机,通过分析其故障后定转子磁链的耦合关系,得到Crowbar电阻投入阶段短路电流的简化条件,进而求解出短路电流峰值表达式。最后通过录波数据与仿真数据验证了理论的可行性和正确性。

基于电压迭代的直驱风电场短路电流计算方法

风电场短路电流计算普遍采用等值模型,不计内部线路、变压器等因素,精度欠佳;而考虑上述因素的短路电流计算方法多采用电压电流同时迭代的方式,其收敛性难以直观验证。为此,提出了一种计及风电场内部结构参数的短路电流算法。首先,结合限幅作用下的D-PMSG(永磁直驱风电机组)电流特性与最大维度的风电场节点电压方程,构建了风电场短路电流计算模型;其次,利用诺顿等值消去未知电流参数,并结合工况变化确定修正的节点电压方程;最后,结合电压迭代,得出了基于修正模型和风电场特性的短路电流计算方法。仿真对比结果表明,所提方法具有较高的准确性以及更好的收敛性。

支撑失效对变压器绕组短路动力学特性的影响

本文中作者以110kV电力变压器为例,结合理论分析和有限元方法对考虑局部支撑失效影响的变压器绕组短路动力学特性进行了数值仿真研究,建立了短路条件下的变压器绕组电磁-结构耦合动力学分析模型,并利用三维有限元方法计算了短路电流作用下漏磁场与电磁力分布。对不同垫块、撑条支撑失效情况进行了模拟,比较分析了局部支撑失效对绕组幅向和轴向振动位移特性。结果表明:支撑失效后的绕组局部线饼位移都出现了剧烈显著变化,相比正常绕组的最大振动位移增加168%,将为研究真实工况下的电力变压器绕组变形以及短路动力学关联特征提供重要参考。

基于改进K-均值算法的双馈风场故障等值建模方法

新能源场站故障建模与分析方法是风电、光伏集中并网地区的故障特性和保护研究的基础,场站的多机等值建模多采用聚类算法,传统算法基于机组间运行状态的相似程度进行分群,然而将运行状态相近的机组分为一类并不等价于等值后模型精度更高。因此首先分析双馈风机故障电流的影响因素并作为分群指标,提出了一种改进的K-均值算法,算法以机组的故障电流等值误差作为样本间距,将同类机组的等值电气量作为算法的中心坐标;并结合了风电机组的等值误差与聚类算法的轮廓系数,整定了算法的分群数,构建了双馈风场的多机等值故障稳态模型,以提高网络短路计算的效率和精度。仿真结果验证了分群等值方法的合理性,所提方法相比单机等值模型与基于传统K-均值算法的多机等值模型精度均有一定的提升。

计及风光相位特性和机-网间元件的短路电流计算方法

以风电和光伏为代表的新能源机组大量接入电网使得短路电流的精确计算校核变得困难。针对最新研究中构建新能源并网点短路电流映射模型时,未考虑相位映射及未计及箱变、集电线路、主变及送出线路等机端到并网点间电气元件(机-网间元件)影响的理论缺陷,文中提出一种计及新能源相位特性和机-网间元件影响的改进工程化电网短路电流计算方法。首先,结合国家运行规程对新能源机端电压-短路电流相位映射进行有补充意义的理论建模。其次,对该模型进行工程化处理,并提出一种将所得映射逆推至并网点的迭代计算方法。继而,将工程化后的并网点短路电流幅相映射模型应用到现有局部迭代计算中,得到改进的计算方法。最后,在PSCAD仿真软件中搭建新能源并网模型,验证了新能源机端电压-短路电流理论幅相映射的准确性、机端映射模型逆推至并网点的迭代计算理论有效性;在此基础上,在IEEE 39节点系统中对所得映射模型进行实验验证。结果表明所提改进计算方法能在一定程度上提升短路电流计算精度。

关于风电机组网侧断路器及箱变开关定值整定的计算

随着风电场和风电机组单机容量的不断增大,当风电机组发生不对称短路时,向系统提供的短路电流也不断增加。因此,风电机组保护配置对电网系统的影响非常重要。本文以黑龙江龙源公心集场站为例,介绍风电场短路电流计算,以及风电机组网侧断路器与箱变断路器的长延时、短延时、瞬时速断、接地保护等保护定值的整定计算方法和过程。

基于耦合漏感的四绕组变压器暂态模型及短路计算

为确保含四绕组变压器的变电站保护整定可靠性,需研究精细化的四绕组变压器暂态模型及其短路计算等值电路。分析常规变压器等值电路的不足,推导了修正的耦合漏感等值电路,根据三相三柱式四绕组变压器的拓扑结构,运用对偶性原理建立了基于耦合漏感的四绕组变压器电路-磁路暂态模型;利用漏磁路的互阻抗远小于漏阻抗的特点,推导了用于短路计算的四绕组变压器简化等值电路以及零序阻抗。根据某地220 k V变电站实例进行仿真计算,结果表明所提出的四绕组变压器暂态模型及短路计算方法能够更准确地计算含四绕组变压器变电站的短路电流。

基于一种新型磁场-电路耦合法的多绕组变压器复合短路阻抗及短路环流计算

多绕组变压器在不同短路工况下存在不同的短路阻抗,称为复合短路阻抗;不同短路工况下的各绕组电流均不相同.针对复合短路阻抗与短路环流存在的计算困难和计算时间长等问题,给出一种基于新型磁场-电路耦合方法的多绕组变压器复合短路阻抗及短路环流计算方法.在建立简化变压器磁场模型,得到绕组的电感矩阵后,将电感矩阵与外围电路结合,可以很快得到多绕组变压器复合短路阻抗与相应的短路环流.以某8绕组变压器为例验证,实测值表明该计算方法计算精度高,耗时较少,具有良好的工程应用价值.

电力变压器内绕组辐向抗短路能力的计算与分析

本文基于电力变压器内绕组的结构参数,通过两种软件的计算,对电力变压器内绕组辐向抗短路能力的计算结果做了对比和分析。对影响电力变压器内绕组辐向抗短路能力的参数进行了研究和论述。

变压器高压绕组短路强度的研究

对短路电动力作用下的变压器高压绕组 ,应用有限单元法分别进行了动态强度计算和静态强度计算。通过具体的实例 ,对其进行了短路强度分析 。

电力变压器绕组辐向短路力的计算

计算了电力变压器绕组各线饼的辐向短路力。

电力变压器绕组短路强度计算软件

以有限元法、变压器理论和试验得出的计算方法为基础,以VB和Fortran语言为工具,开发了大型电力变压器绕组短路强度计算软件,并给出了计算实例。

基于最小二乘支持向量机的超短期风电负荷预测

风力具有很强的间歇性和波动性,导致风电负荷预测困难,主要表现在预测计算速度慢,可预测的未来时间短,预测精度不高。为了解决这些预测困难,将最小二乘支持向量机(LS-SVM)的方法运用在超短期风电负荷预测中。最小二乘支持向量机通过改进算法,简化了计算的复杂性,使计算速度明显增快,也进一步提高了预测的精度。用实际数据进行仿真,实验结果表明,基于LS-SVM的方法可以进一步提高超短期风电负荷预测的精度,加快计算和预测的速度,与其他方法相比预测精度和运算速度都有优势,用于超短期风电负荷预测是有效可行的。

变压器绕组中的短路电流峰值的确定

阐述了变压器低压侧端口三相短路后，变压器绕组中短路电流的变化规律，论证了电源电压过零时短路，短路电流峰值有最大值的结论，并给出了一种确定短路电流最大值的数值计算方法。

三绕组变压器中压绕组短路电动力的计算方法

针对220 kV/180 MVA三绕组电力变压器出口短路时短路电流的计算问题,从磁势平衡原理出发,建立了在中压绕组短路工况下中压绕组短路力的计算模型,利用"场-路耦合"有限元方法计算了该模型的二维瞬态漏磁场,获得了中压绕组线饼的受力分布和瞬变曲线,并对受轴向短路电动力作用最大线饼的轴向稳定性进行了校核。计算结果表明,利用有限元软件ANSYS对三绕组变压器中压短路工况下中压绕组短路电动力的计算方法,省去了传统计算电动力复杂的计算过程及一些计算假设,提高了计算精度,变压器的中压绕组具有足够的轴向机械强度,对变压器设计和运行人员有一定的参考价值。

三绕组变压器低压绕组幅向短路力的计算方法

阐述了低-中-高结构的三绕组电力变压器低压绕组幅向短路力的计算方法,即从磁势平衡原理出发,导出了求解该变压器最严重短路情况下低压绕组幅向力的计算模型,利用"场-路耦合"有限元方法计算了该模型的二维瞬态漏磁场,获得了低压绕组线饼的受力分布和瞬变曲线,并对受力最大的线饼进行了抗幅向失稳能力校核。该计算方法简化了传统计算电磁力复杂的计算过程,提高了计算精度。计算结果表明,该绕组具有足够的幅向机械强度,不会发生幅向变形、倒塌等破坏现象。

短期风速资料在风速推算中的应用

港口码头设计风速对其设计、建设、运营安全至关重要。为了合理选用设计风速,在港口码头附近设立风速同步观测站,获取港口码头设计风速计算所需的短期资料。并把同步观测的短期资料与附近长期气象站资料进行相关分析,得到2地风速变化的内在关系。以此关系作为对气象站长期资料的修正。将厦门气象站长年风速数据采用极值频率分布拟合方法,计算得到码头建设所需的设计基本风速。再利用2地同步观测资料所得到的内在关系,对厦门气象站长期风速资料所推算的设计风速进行修正。最终得到厦门五通海域设计风速。该研究为附近码头建设抗风设计提供了理论依据。

每相7分支水电与抽水蓄能机组主保护设计研究

近年来,随着机组额定容量的增大并受额定转速的限制,一批水电与抽蓄机组采用每相7分支(9分支甚至11分支),有必要对每相7分支发电机的内部故障特点及主保护设计规律进行归纳总结——对于波绕组每相7分支的发电机,优先推荐"3-1-3"分支分组方式,立足于不完全裂相横差保护的使用;而对于叠绕组每相7分支的发电机,则优先推荐"3-4"分支分组方式,保留完全纵差保护的使用。并指出对于额定转速428.6r/min的抽蓄机组(14极/每相7分支)应推荐采用不对称定子绕组(改为每相4分支),既改善了发电机中性点侧铜环和分支TA的安装条件,又简化了发电机主保护的设计。上述研究工作将为后续大型常规水电站与抽水蓄能电站的建设提供借鉴。

变压器内绕组参数设计对其辐向抗短路能力的影响

通过变压器抗短路能力校核软件,对变压器内绕组的辐向抗短路能力进行计算。改变变压器内绕组参数值,观察其对变压器内绕组辐向稳定性的影响。通过计算和分析,得出影响变压器内绕组辐向稳定性的因素和原因。

新能源电源接入不平衡配电网的短路计算方法

当新能源机组接入三相不平衡的配电网后,由于配电网不平衡元件在正、负、零序条件下难以解耦,将使得以传统对称分量法为基础的电网短路电流存在难以准确计算等问题,需要以相分量故障分析方法为基础进行计算。同时,新能源电源在电网故障条件下将进行低电压穿越运行,受其接入方式、低电压穿越控制策略及机组Crowbar保护等因素的影响,其短路电流特性将不同于传统同步电机,需要建立不同类型的新能源电源短路计算相分量模型。因此,文中首先根据不同类型新能源机组的低电压穿越控制策略综合分析了现有新能源电源等值计算模型,并建立了相应的短路计算相分量模型,然后基于传统相分量故障分析法,根据故障条件建立故障后的相分量导纳矩阵和电压方程,进而提出了含不同类型新能源接入不平衡配电网的短路计算方法。最后,通过仿真案例对所提方法的有效性进行验证。