异步化同步发电机的静态稳定性研究

通过分析异步化同步发电机运行时转子滑差感应电势对励磁作用的影响,阐明了异步化同步发电机静态稳定极限与转子滑差的关系,以及交流励磁对静态稳定性的影响,并通过试验得以验证,从而揭示了在任一转速下异步化同步发电机的静态稳定规律。

异步化汽轮发电机励磁系统局部故障后稳态运行性能的仿真研究

在对励磁系统局部故障进行分析的基础上,提出了异步化汽轮发电机在励磁系统局部故障下的双通道励磁控制模型及其控制策略,利用Saber仿真软件建立了异步化汽轮发电机系统模型(包含可逆可控硅组成的励磁装置模型)。仿真研究了励磁装置工作整流器突然故障,另一组整流器投入后的过渡过程,以及励磁局部故障时有功、无功独立调节的过程。仿真结果表明,异步化汽轮发电机在工作整流器突然故障,另一组整流器投入后,能够恢复到原始运行状态,过渡过程稳定;励磁局部故障时仍然具备良好的有功、无功独立调节性能。

异步化同步发电机转子励磁的模糊PID控制

异步化同步发电机运行控制的关键是转子励磁的控制,该文论述了异步化同步发电机定子磁场定向控制的原理,讨论了定子磁场定位和转子位置的确定方法,转子励磁采用易在DSP中实现的模糊PID控制,并研制了DSP转子励磁控制装置,进行了异步化同步发电机转子励磁模糊PID控制的试验研究。试验结果表明,异步化同步发电机采用模糊PID控制策略是有效的,不但能够实现有功功率和无功功率的独立控制,而且具有良好的静态调节特性和动态特性。

异步化汽轮发电机的双通道励磁控制

论述了异步化汽轮发电机励磁系统双通道励磁控制器的原理结构和基本模型，分析了各反馈项的控制作用，并确定了各反馈系数的符号。还提出了两种控制算法，通过仿真检验了其控制效果。

异步化汽轮发电机励磁故障后运行行为的仿真研究

借助于相量图在一相励磁故障物理分析的基础上,提出了异步化汽轮发电机一相励磁故障后的双通道励磁控制模型,根据一相励磁故障后电机的基本电磁关系求取了单轴励磁发电机不同有功输出时的控制模型参数,仿真研究了异步化汽轮发电机一相励磁故障后转子单轴励磁运行的过渡过程和单轴励磁时发生机端短路的暂态过程并与不加控制(即非故障相励磁电压保持恒定)的仿真结果进行了比较,结果说明采用双通道励磁控制时,异步化汽轮发电机转入单轴励磁的过渡过程更为平稳及具有良好的暂态性能。对转子两相励磁故障后异步化汽轮发电机转子不可控异步运行进行了简要的分析。

异步化同步发电机的最优励磁控制及其暂态分析研究

分析了异步化同步发电机的转子运动方程、励磁绕组动态方程及变频器频率调节暂态方程 ,从而建立了用于分析异步化同步发电机系统稳定性的暂态数学模型。对所建立的模型使用线性最优控制的方法 ,设计了异步化同步发电机系统的线性最优控制系统 ,仿真结果表明 ,变频器频率调节暂态方程是异步化同步发电机数学模型不可缺少的方程 ,并且所设计的励磁控制器能有效地改善系统的暂态稳定性。

异步化同步发电机与同步发电机并联运行的分散变结构控制

异步化同步发电机(ASG)能提高系统的稳定性,当其与同步发电机并联运行时,联合系统的状态方程必须建立在同一坐标轴下。该文首次建立了同步坐标轴下异步化同步发电机与同步发电机并联运行时的状态方程,并对所建立的状态方程使用分散变结构控制的方法进行了励磁控制器的设计,仿真结果表明该方法有较好的动态响应,能提高系统的稳定性。

含异步化同步发电机电力系统小扰动功角稳定性的概率分析

通过将异步化同步发电机(asynchronized generator,ASG)实用4阶模型在工作点处线性化,导出含ASG电力系统的小扰动线性化模型。考虑负荷水平及发电机停运容量的不确定性,应用蒙特卡罗概率仿真方法分析含ASG电力系统的小扰动功角稳定性。以WECC3机9节点系统为原型,仿真分析仅有常规同步发电机、仅有ASG以及混合多机系统的小扰动功角稳定性,由此验证所提模型和方法的有效性。仿真结果表明,应用ASG并结合适当的励磁控制策略可以降低系统小扰动功角失稳概率,从而改善系统小扰动功角稳定性。

异步化高压发电机失磁故障分析

针对以新型电缆绕组构成的异步化高压发电机的失磁过程进行研究,首先建立该电机场路耦合模型,利用耦合模型分析异步化高压发电机在不同转差率下转子发生对称短路失磁和不对称短路失磁故障的磁场进行分析,探索当转子绕组发生不同类型的短路故障时,定子铁心和转子铁心的磁通密度变化规律,为电机和系统故障分析提供数据基础。然后分析了异步化高压发电机在不同转差率的运行条件下,因不同故障引起的失磁前后定子三相电流波形的变化规律及各次谐波含量的分析,得出该电机失磁故障后定子侧电气量的变化规律,为该电机的继电保护设置提供基础数据。

适用多机系统分析的异步化同步发电机动态模型

通过对异步化同步发电机(asynchronized generator,ASG)基本方程进行不同程度的简化,在转子dq轴系下导出适用于仿真分析多机环境下ASG动态行为的实用模型。该实用模型包含2阶恒定磁链模型、不计阻尼绕组的4阶模型和计及阻尼绕组的6阶模型。基于牛顿法和隐式梯形积分法设计实现了上述实用动态模型的时域仿真程序,并用单机无穷大系统和含2台异步化同步发电机的新英格兰混合10机39节点系统验证了模型的正确性及其对多机系统动态仿真的适应性。该文是进一步分析复杂多机系统中ASG动态行为以及应用ASG改善大电网动态性能等相关工作的研究基础。

异步化汽轮发电机电磁设计特点

本文简要叙述了现代电力系统出现的几个问题,而异步化发电机则是解决这些问题的重要手段。文章的重点在于研究异步化汽轮发电机与同步汽轮发电机电磁设计的差异,从而为异步化汽轮发电机工程设计打下基础。

异步化汽轮发电机和PSS装置阻尼特性的比较研究

建立了加装PSS并考虑等效阻尼绕组作用的同步汽轮发电机单机无穷大系统线性化数学模型;同时建立了双通道励磁控制策略下异步化汽轮发电机在同步旋转X?Y轴系下的单机无穷大系统线性化数学模型。利用所建模型,对加装PSS后同步汽轮发电机的阻尼特性与采用双通道励磁控制策略的异步化汽轮发电机进行了分析和比较。通过比较,揭示了加装PSS后同步汽轮发电机阻尼特性得到改善的原因,分析了异步化汽轮发电机阻尼特性与励磁控制系数的关系,指出异步化汽轮发电机的同步转矩系数和阻尼转矩系数与发电机运行状态无关,明确异步化汽轮发电机在提高电力系统稳定性方面比PSS装置更具优势。

计及异步化同步发电机的电网可靠性评估模型

通过对异步化同步发电机(ASG)和传统同步发电机(SG)励磁系统主要功能模块故障模式的分析,阐述了二者在不同运行方式下的马尔可夫状态转移过程,并据此建立相应的可靠性模型。在基于交流潮流的最优负荷削减模型中计及了ASG的有功与无功功率解耦控制特性以及SG的主要运行极限约束,比较了二者对电网可靠性的不同影响,并探讨了SG运行极限约束对系统可靠性的制约作用。通过对RBTS和IEEE-RTS79可靠性测试系统的评估分析,表明ASG对电网可靠性有明显改善作用。

异步化汽轮发电机和同步汽轮发电机闭环阻尼特性的比较研究

以派克方程为基础,建立同步汽轮发电机单机无穷大系统线性化数学模型,该模型以机端电压偏差作为反馈进行励磁控制;同时建立异步化汽轮发电机在同步旋转X-Y轴系下的单机无穷大系统线性化数学模型,以深入分析双通道励磁控制策略对异步化汽轮发电机及其系统的影响。利用所建模型,对同步汽轮发电机和异步化汽轮发电机的闭环阻尼特性进行分析和比较。通过比较,揭示出同步汽轮发电机在引入快速励磁后可能导致电力系统发生低频振荡的原因,指出合理选取异步化汽轮发电机反馈励磁控制系数能够有效提高系统的静态稳定性、增强系统阻尼并有效遏制低频振荡。最后分析异步化汽轮发电机闭环阻尼特性与反馈励磁控制系数的关系,进一步明确异步化汽轮发电机在提高电力系统稳定性方面较同步汽轮发电机更具优势。

电缆绕组异步化高压发电机对称失磁故障分析及诊断

新型异步化高压发电机兼有异步化发电机和电缆绕组高压发电机的优点,针对其对称失磁故障,建立电缆绕组异步化高压发电机场-路-运动耦合的有限元模型,利用该模型对电缆绕组异步化高压发电机失磁前带不同负载情况下,在超同步、同步、次同步3种运行状态下失磁过程进行分析,探索电缆绕组异步化高压发电机失磁后,转差率与电机失磁前所带有功负荷的关系,得出失磁后进入稳定异步运行后的转差率与电机所带有功负荷比例密切相关。建立基于小波包分析与BP神经网络的失磁故障诊断系统,从对称故障中准确判断故障类型,并快速判断故障点,为尽快排除故障提供基础数据。

一种发电型FACTS控制器——异步化同步发电机

介绍了一种发电型FACTS控制器—异步化同步发电机 (ASG)的结构及分类 ,分析了交流励磁异步化同步发电机的调速原理、介绍了ASG与异步发电机的区别。阐述了研究ASG的意义。

异步化同步发电机稳态特性及暂态特性

通过分析异步化同步发电机等值电路、无功调节特性及功率平衡方程等稳态特性以及其暂态特性 ,表明异步化同步发电机具有良好的稳态及暂态性能 ,可实现系统间的柔性联接 。

异步化同步发电机无转速传感器控制

论述了异步化同步发电机有功功率和无功功率解耦控制原理,讨论了定子磁场的定位和转子位置的确定方法,以转子电流作为反馈量,构造了定子磁链观测器。借助于李亚普诺夫稳定理论,给出转子转速观测的递推模型。研制了DSP转子励磁控制装置,进行了异步化同步发电机无转速传感器的励磁控制试验研究。试验结果表明,转速观测器可以有效地确定转子转速,从而实现发电机的无转速传感器控制。

异步化同步发电机在柴油发电机组独立供电设备中的应用

针对柴电机组在低功率负载时柴油机工作汽缸数目变化,会导致柴油机轴旋转频率降低从而恶化电能质量的问题,根据异步化同步发电机的工作原理,通过分析得出了异步化同步发电机稳态等效电路及稳态方程的解析解。通过对异步化同步发电机励磁装置的分析表明,当采用带高频载波、宽脉冲调制的自主式电压逆变器励磁时,在恒定载波频率下,改变调制深度系数及调制频率可以实现励磁绕组电流频率和电压的独立调节,从而可以控制输出电压的幅值和频率,保证电能性能指标在容许的范围内。因此采用异步化同步发电机来代替普通同步发电机,既能降低燃油单位消耗又能保证电能质量良好。

异步化同步发电机定子磁链的最小维观测和转子转速的估计

论述了定子磁链和转子转速的观测问题,分析比较了定子磁链的开环观测和闭环观测的优劣,构造了定子磁链最小维观测,并在DSP控制器中实现,仿真研究和试验研究表明,闭环观测对参数测量(给定)的偏差具有抑制作用.同时借助于李亚普诺夫稳定理论,给出了转子转速估计的递推模型.仿真和试验研究表明,该观测器有较好的收敛性.