电网大频差扰动情况下水电机组一次调频动作不合格原因分析及建议

选取2022年、2023年三次青海电网大频差扰动期间两台一次调频动作不合格的水电机组进行研究,同时选取不合格机组一次调频试验数据以及2024年动作合格数据进行分析,探明前三次大频差扰动期间机组一次调频动作不合格原因,同时为水电机组后续一次调频试验以及考核评价方法提出建议。

大频差扰动下频率安全稳定分析及紧急控制关键技术与应用

实施背景电网频率安全风险随着新能源发电占比的不断提高和跨区直流输送规模的不断扩大,电力系统的电源结构发生重大改变,系统转动惯量水平降低,频率抗扰和调节能力下降,大频差扰动易引发频率越限、持续反复振荡甚至稳定破坏。近年来,英国、澳大利亚等高比例新能源电网相继发生了大频差扰动引发的大停电事故。

一种新型大频差多频段分形天线研究

提出一种新型大频差多频段分形天线,天线结构为在蝶形天线两臂上加载多个经优化后的开口矩形环缝。新型天线不仅可获得超过4.5∶1的大频差,而且能同时工作于4个频段。仿真和实测结果表明,新型天线4个频段都具有良好的性能。新型结构的提出丰富了分形天线的种类,为实现高性能的多频段大频差天线提供了一种可行结构。

一种基于环缝高次模的双频段大频差天线

提出了一种基于加载环缝高次模的新型双频段大频差天线,其具体结构为在蝶形天线两臂上对称地加载一对闭合圆环缝隙。常规的环缝加载方式为开口环缝加载,该加载方式环缝工作在基模;而本文提出的闭合环缝加载,可使环缝工作在高次模。加载环缝高次模的利用,可使天线在实现大频差的同时确保其在高频段的性能。所研制的天线可实现超过3∶1的大频差,仿真和实测结果表明:天线在两个频段都具有良好的性能。新型天线结构的研制成功丰富了多频天线的种类,为实现大频差天线提供了一种新的思路和方法。

基于群路QPSK信号全数字化整体解调的大频差估计算法

主要是解决数字接收机中，对多路QPSK信号解调时所存在的较大载波频差的难题。采用理论研究分析和仿真验证相结合的方法，提出了一种将对大频差的直接估计转换成对一个已知序列的周期估计的新算法．该算法可以将实际解调中存在的用现有算法较难解决的大频差问题用一个较为简单的算法进行有效的估计和矫正，解决了数字化解调中的一个难题。研究认为，所提算法具有简单、计算量成小、统计特性好等特点，特别适用于多路QPSK信号的数字化解调。仿真结果表明该算法是可行的，目前已在实际系统中得到应用。

特高压直流闭锁后超(超)临界机组大频差控制策略

特高压直流输电系统发生直流闭锁故障时,受电端电网瞬间损失功率必须依靠区域内电厂调频来弥补,火电机组的作用尤为关键,现阶段火电厂多为高参数大容量机组,机组的蓄能非常有限,电网直流闭锁故障引发的大频差一次调频动作时,火电机组一次调频贡献电量受到机组蓄能的影响,不利于电网事故的快速恢复,还可能引起电网频率的振荡。以目前比较典型的600 MW等级火电机组为例,在皖电东送田集电厂进行大频差时一次调频和协调控制策略的相关试验,研究优化方向,采用了形式多样的新型控制策略,改善机组协调控制和一次调频性能,提高事故状态下火电机组对电网的贡献度。

火电燃煤机组大频差一次调频性能研究与优化实施

通过对两起电网直流故障事件的分析,发现火电燃煤机组一次调频动态响应特性普遍不佳,电网大频差与中小频差特性完全不同。在对电网大频差模型辨识的基础上,优化机组一次调频控制策略,实施大频差试验,分析梳理试验结果,评估机组各工况点风险,对火电燃煤机组大频差一次调频性能进行全面客观评价,借此在确保机组安全运行前提下,有效提升一次调频性能,最终达到网源双赢的目的。

大频差下高压厂用电源切换试验研究

为了研究频差对高压厂用电源切换的影响,首先利用空间相量法在定子复坐标系下建立降阶的电动机模型,以单台电动机为例推导出切换电源间的相角差变化规律;然后利用PSCAD/EMTDC软件建立了切换系统仿真模型,论证大频差高压厂用电源切换技术的可行性;最后,以处于孤网变频运行工况的辅机统调动力源系统为试验对象,通过大频差下的厂用电带负荷切换现场试验进行验证。结果表明:大频差下进行高压厂用电切换可行;在一定频差范围内,频差越大,同期捕捉切换越快,切换过渡过程厂用母线电压波动越剧烈;对于具体机组,应通过试验确定安全频差阈值以保证厂用电安全。

皖电东送机组响应电网大频差控制策略分析与应用

一次调频通过机组的蓄能来调节电网的负荷,从而优化电网频率的稳定性。一次调频是由电厂设备调速系统自动完成,而一次调频的调节幅度由电厂蓄能所决定。现在大型发电机组主要采用直流锅炉,相对于传统的汽包炉来说,其机组的蓄能较少。为保证一次调频有更大的调节裕度,提高机组蓄能是最有效的途径,但研究表明过度提高机组蓄能对机组经济性会产生不利影响,在面对长时大频差时后续作用能力也有限。针对长时大频差动作,提高机组响应能力,特别是锅炉侧的及时响应是确保在出现持续大频差的情况下有足够的能量去参与频率调整的关键。对电网大频差动作进行逻辑优化,通过机组调频试验,证明其对提高电网频率大幅长时变化时机组的调节能力有帮助。

大频差双腔双频Nd∶YAG激光器合成波绝对距离干涉测量系统设计

为了实现高精度绝对距离测量,提出了双腔双频Nd∶YAG激光器(TCDFL)合成波绝对距离干涉测量方案。以正交解调Pound-Drever-Hall稳频的大频差TCDFL作光源,采用马赫-曾德尔干涉仪结构,设计了双频激光合成波绝对距离外差干涉测量系统,获得了两路同频外差干涉信号,对其进行比相测量,得到合成波干涉条纹的小数级次;对被测距离进行粗测,可唯一确定合成波干涉条纹的整数级次,从而实现绝对距离测量。建立了频差为24 GHz的二极管泵浦1064 nm正交线偏振TCDFL合成波长标定与绝对距离干涉测量实验系统,实验结果表明:空气中的合成波长标定值为12.4614 mm,其标准差为0.13μm;当被测绝对距离为900 mm时,其重复测量平均值为899.3851 mm,标准差和测量不确定度分别为1.36μm和4.08μm。该实验研究为今后研究开发超精密绝对距离干涉测量仪奠定了坚实基础。

双腔大频差双频全固态激光器设计与实验研究

为了获得大频差双频激光输出,设计了一种由偏振分光棱镜和半波片组成的新型双折射滤光片作为激光纵模选择元件。将这种新型双折射滤光片置于激光二极管（LD）抽运Nd∶YAG激光器的谐振腔内,实现了单纵模激光振荡。绕激光腔轴旋转半波片以改变波片快轴与偏振分光棱镜偏振面之间的夹角,发现单纵模激光输出功率发生周期性变化,变化周期约为π/2。设计并实验研究了一种LD抽运双腔大频差双频Nd∶YAG激光器,其两个驻波谐振腔（即直线腔和直角腔）共用相同的激光介质和纵模选择元件,1064 nm激光p分量和s分量分别在直线腔和直角腔内同时以单纵模振荡,改变每一谐振腔的长度可以调谐腔内单纵模激光的谐振频率,从而实现双频激光频差调谐。实验观察到1064 nm正交线偏振双频激光的频差在27-113.4 GHz范围内可调谐。

大频差双折射双频Nd∶YAG激光器

提出并论证了一种新型双频激光器研究方案 ,即在激光二极管 (LD)抽运Nd∶YAG激光器的谐振腔内 ,插入一只集纵模选择与纵模分裂于一体的多功能元件———晶体石英F P标准具。因腔内存在双折射效应 ,每一激光纵模分裂为两个相互正交的线偏振模 ,即o模和e模 ;同样 ,Nd∶YAG激光增益带宽范围内标准具的唯一透射极大峰也一分为二 ,即分裂为o峰和e峰。使一个o模位于o峰的峰顶处 ,并使一个e模位于e峰的峰顶处 ,即可实现o模和e模的同时运转。将厚度为 0 6 45mm ,切割角 (晶体光轴与晶体表面法线间的夹角 )为 10°的晶体石英F P标准具 ,置于腔长为 40mm的Nd∶YAG激光谐振腔内 ,获得了双纵模同时振荡输出 ,其频差约为 2GHz。

新型大频差可调谐双频激光器

提出了一种新型大频差可调谐双频激光器。利用 L D端面泵浦 Nd:YAG微片 ,将液体压强通过传递膜片加到晶体径向上。由于应力双折射效应 ,此微片激光器纵模发生分裂产生频差。理论分析和实验表明 ,此频差与施加的压强成正比关系 ,通过改变压强即可实现频差调谐。实验中获得了良好的频差与所加压强的线性调谐关系 ,并得到了约 3.4

电力系统频率动态中惯量与惯量响应特性辨析

高比例新能源和高比例电力电子设备电力系统中,频率安全问题突出。惯量和虚拟惯量被认为是改善系统频率动态的关键因素。针对电力系统频率动态问题,综述并分析不同物理惯量及虚拟惯量的响应特性和影响。分析同步电机惯量、异步电机惯量、直驱风机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)惯量、双馈风机(doubly fed induction generator,DFIG)惯量等旋转设备物理惯量对系统频率动态的影响。同步电机惯量、异步电机惯量、双馈风机惯量均会影响频率动态,但响应特性不同。比较电力电子设备虚拟惯量响应2种不同实现方式的区别,分析虚拟惯量响应所需储能以及控制响应延时的影响。电力电子设备可提供频率的稳态支撑加暂态支撑,虚拟惯量控制是暂态支撑的1种,但需要根据系统不同频率动态控制要求研究不同的暂态支撑控制策略。

基于垂直腔表面发射激光器的大频差光学锁相技术

随着电子学技术的蓬勃发展，微波频率综合技术已成为，一种通用技术，人们只要将微波频率综合器的输入端接上一个高精度的原子钟（如铯原子钟）就可以得到0～40GHz范围内的任意频率输出，其极限精度可达微赫兹量级.但是在光学频率波段（10^14Hz），要实现光学频率综合（即将一个高精度的光学基准频率任意精密地传递到另一个光学频率）是世界级的难题。

1000MW超（超）临界火电机组大频差下调频试验优化及应用

随着特高压的接入,大型火电机组参与调频的能力日益重要。1000 MW超(超)临界火电机组由于蓄热小,在电网出现大频差时一次调频能力较弱,不利于电网的稳定运行。针对上述问题,提出采用凝结水节流和锅炉主给水快速动作的方法来提高1000MW机组在大频差下的一次调频能力,首先进行特性试验,根据特性试验情况进行仿真,并设计了具体的优化逻辑,通过现场试验,验证了该方法的有效性。

双频微片激光器的研究进展

介绍了双频微片激光器的原理与国内外各种双频微片激光器的研究成果及其在精密测量中的应用,尤其是LD泵浦的双频微片激光器。分析了影响双频微片激光器产生大频差的因素,并展望了双频微片激光器今后的发展趋势。

交直流混联受端电网频率紧急协调控制技术及应用

交直流混联受端电网大频差事故下的频率稳定控制是个难题,之前主要依靠电源侧的一次调频响应以及负荷侧的低频减载措施。随着直流功率紧急支援、抽蓄切泵和大规模可中断负荷控制等新型可控资源以及相应新控制技术的出现,全面提升和拓展频率紧急控制技术成为可能。系统性地分析了实现频率紧急全过程控制需要攻克的关键技术,重点阐述了频率紧急协调控制技术中的故障可靠识别、功率损失量准确计算、多防线协同、多措施分类协调、系统监视与管理等核心技术。基于上述关键和核心技术构建了华东电网频率紧急协调控制系统,保障了华东电网的安全稳定运行,提升了新能源的消纳能力。

基于加热器切除的深度调频控制技术研究与实施

针对超超临界机组锅炉蓄热能力有限、在电网低频事故等深度调频工况下一次调频性能较差的问题,提出了基于加热器切除,充分利用回热系统蓄能参与电网调频的深度调频控制技术。通过在典型660 MW超超临界机组上开展现场试验研究,获得不同加热器切除的响应特性和对机组安全稳定运行影响,据此设计基于加热器切除的深度调频控制策略,并加以实施和试验验证。试验结果表明,该控制技术在确保机组安全稳定运行前提下,能够有效提升机组的深度调频响应性能,可作为电网大频差工况下火电机组一次调频性能提升的新策略。

浅谈“两个细则”下一次调频性能评价方法

本文介绍了江苏区域一次调频的评价方法及考核系统,分析重点关注问题,为区域内机组一次调频日常管理提供借鉴和参考。