一种新型的次同步扭振测量方法

提出一种基于交流励磁机三相电压信号测量扭振瞬时转速的方法 ,讨论了扭振测量方法的动态特性 ,利用三相电压的对称关系将电压取样信号 3倍频 ,使测量方法具有较好的动态性能。对因三相电枢绕组位置不对称引起的误差进行了讨论 ,并给出了校正方法。所提出的扭振测量方法无需加装转速敏感元件 ,便于实现 ,且对转子胀差和横向振动的影响不敏感。

基于EMD的次同步扭振模态参数的普罗尼分析

次同步扭振是发电机主轴因为受到电网小干扰的影响而产生的扭转振动,是影响电网稳定性的主要问题之一。基于EMD优化小扰动模态参数的普罗尼辨识法,把EMD的时空滤波特征与小扰动测试信号的频率特征相结合提取小干扰分量,通过普罗尼算法辨识其模态参数,利用重采样处理提高参数辨识精度,并做仿真试验进行验证。由EMD的时空滤波特征和扭振信号的频谱特征,合成一个次同步扭振分量可对噪声及其他频率的干扰信号有所抑制。对次同步扭振而言,重采样的采样频率在150～500Hz、数据窗在8s左右时辨识精度最高。经重采样处理和EMD提取次同步扭振分量,再进行次同步扭振模态参数辨识的方法精准度较高。

汽轮发电机电气参数对次同步扭振阻尼的影响

汽轮发电机是联系轴系机械系统与电力网络的中间环节,其数学模型的表现形式及参数精度对次同步扭振研究的可行性及结论有着直接的影响。通过对机电系统闭环特征值的计算分析,研究了汽轮发电机电气参数对次同步扭振阻尼的影响,指出应注意发电机次暂态电抗参数精度对次同步扭振阻尼有较大影响。

弱连接条件下并网直驱风电场引发无串补电力系统次同步扭振机理研究

该文研究弱连接条件下并网直驱风电场引发无串补电力系统次同步扭振机理。通过将电力系统闭环互联模型划分为直驱风电场子系统和电力系统其余部分子系统两部分,推导锁相环主导的开环次同步振荡模式的解析表达式。随着直驱风电场连接强度减弱,锁相环主导的开环次同步振荡模式的阻尼会随之降低。当锁相环主导的开环次同步振荡模式和同步发电机开环轴系扭振模式的频率接近时,直驱风电场子系统和电力系统其余部分子系统之间的开环模式耦合会闭环轴系扭振模式的阻尼,进而引发电力系统次同步扭振。另外,直驱风电场连接强度越弱时,开环模式耦合导致的模式阻尼减弱效应会更强。该文通过一个算例电力系统,演示和验证了理论分析的正确性和有效性。

基于EMD和Prony算法的次同步扭振模态参数辨识

从瞬时转速测量数据中有效提取次同步扭振信号,并准确地辨识模态参数,仍有一定的技术难度。提出了通过EMD预处理提取次同步扭振信号,并进行重采样处理,再通过Prony算法辨识次同步扭振模态参数的方法。采用该方法对某电厂扭振实测数据进行了应用分析,并与基于传统滤波器以及小波滤波器的Prony分析结果进行比较。研究表明所提方法能够有效提高次同步扭振模态参数辨识的精度。

基于复转矩系数法研究并网双馈风电场引发电力系统次同步振荡问题综述

风能作为一种可持续的清洁能源,近年来在我国得到迅猛的发展。双馈感应型风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)具有灵活的控制特性,得到了广泛的应用,但由于其结构的特殊性,并网双馈风电场容易引发次同步振荡问题。该文首先介绍了并网双馈风电场引发电力系统次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)的机制。其次,对基于复转矩系数法的3类SSO问题的研究情况进行了系统性综述,并讨论了复转矩系数法的推广形式及其适用领域。最后,基于风力发电的前景和复转矩系数法的特性,对今后的研究方向进行了展望。

大规模海上风电场经HVDC并网引发轴系扭振分析与抑制

针对大规模海上风电场经HVDC引起的风机轴系振荡问题,提出基于复转矩法的思想进行分析研究,并设计相应的阻尼控制器,以实现抑制风机轴系振荡的目的。首先,分析风机轴系扭振产生机理,通过复转矩系数法得到系统的电气阻尼系数,以判断固有扭振频率下的系统稳定性;然后,计算出待补偿的电磁转矩和风机转子转速的相角差;最后,通过设计附加阻尼控制器抑制风机轴系扭振。所设计的阻尼控制器具有较好的阻尼效果,且控制器阶数较低,便于实际工程实现。在PSCAD程序中搭建风电场经HVDC并网模型进行仿真分析,分析结果表明,系统加入阻尼控制器后,风机轴系扭振迅速衰减,控制器的加入有效增大了系统阻尼比。此研究为大规模海上风电场通过HVDC并网提供了理论基础。

风火捆绑经HVDC送电引起轴系扭振研究

风机轴系考虑为多质块模型时,风电场经高压直流输送电力有可能引起次同步轴系扭振。当风电与附近火电机组捆绑送电时,有助于提高风电系统稳定性。但当系统发生扰动时,风电机组和火电机组均将产生严重的轴系扭振现象。本文首先分析风机轴系扭振产生机理,然后基于整体最小二乘-旋转不变技术估计信号参数(TLS-ESPRIT)辨识出在风机轴系和汽轮机轴系固有扭振模态下的系统传递函数,进而基于射影定理针对每个扭振模态设计阻尼控制器以实现分层控制,最后将阻尼控制器输出信号叠加到直流输电整流侧定电流主控制器上,实现轴系扭振的抑制。建立风电场与火电机组捆绑送电模型并进行仿真,仿真结果表明,设计的分层控制器可有效提高轴系固有扭振模态的阻尼比,可使轴系模块间的扭振迅速衰减,有效提高了电力系统稳定性,控制器阶数较低,便于实际工程实现,且具有较高的鲁棒性。

Mitigating Subsynchronous Resonance Torques Using Dynamic Braking Resistor

Series compensation has proven to increase stability in transmission of electric power. On the other hand insertion of series capacitor results in severe subsynchronous torques. The subsynchronous torque leads to generator-turbine shaft damage. Mitigation of subsynchronous transient torques is achieved through resistor bank connected to generator terminals. The insertion of resistor bank is controlled by fuzzy logic controller. The proposed controller has been tested on IEEE First Benchmark Model and it proved to have good damping for the torsional torques.