次暂态电势固有响应延迟对电压恢复性能影响及应对策略

电力电子化发展的电力系统,电压恢复性能恶化甚至电压失稳的风险日趋加剧。该文面向支撑电压恢复的重要无功源—同步发电机,首先建立以传递函数描述的机组详细动态模型,揭示了d轴暂态开路时间常数引起的次暂态电势响应延迟特性,及其影响机组与电容组合无功源无功输出的机制;其次,定义基于受扰响应信息的无功源暂态无功支撑能力和交流电网电压恢复性能的定量评价指数;再次,提出缓解次暂态电势延迟影响,充分发挥组合无功源支撑能力提升电压恢复性能的应对策略;最后,针对即将投运的雅中特高压直流馈入的江西电网,通过大扰动时域仿真,验证了次暂态电势响应延迟对组合无功源输出特性影响机制分析的正确性,以及评价指数和应对策略的有效性。

发电机次暂态时间常数对励磁系统响应的影响

在发电机励磁系统模型参数的校核中,发现发电机的次暂态时间常数Td0"对计算结果起着很明显的影响本文针对相关情况产生影响的原因进行了分析。

Q轴次暂态电抗对水轮发电机转子振荡的影响

1引言在改造95MVA、15kV水轮发电机(需提供新转子)的过程中,业主要求制造商提供的新电机与原发电机具有相同电气参数。选定的供应商告知,除q轴次暂态电抗外,其余参数可以满足要求。满足q轴次暂态电抗要求将导致成本显著增加。

基于平均值模型的感应子脉冲发电机电容器重频充电系统分析

基于平均值模型对感应子脉冲发电机电容器重频充电系统进行了研究。分析了次暂态磁链在充电过程中的变化规律,以及次暂态磁链的变化对充电性能的影响。仿真和计算结果表明,次暂态磁链在充电过程中逐渐变小。当充电时间与发电机的电磁时间常数相当时,充电过程中次暂态磁链下降会导致充电电压明显降低,因此必须考虑次暂态磁链变化的影响。进一步研究了具有恒流控制功能的励磁电源对充电过程中调节作用的影响,并指出为了降低发电机对绝缘性能的要求,在重频充放电脉冲模式下励磁电流应该采用逐渐上升的方式。

利用暂态电流Hausdorff距离的谐振配电网故障选线方案

针对谐振接地配电网系统高阻单相接地故障时无法可靠准确进行故障选线的问题,提出一种利用暂态高频电流波形差异的故障选线方案。通过分析谐振接地系统单相接地故障时的零序电流特征,发现健全线路与故障线路的暂态电流5、7次分量的波形依旧存在明显差异。利用Hausdorff距离算法比较线路间的暂态电流主要高频分量的波形差异进行故障选线。对各线路的暂态电流分量进行归一化处理,构造了暂态电流分量Hausdorff距离参数的故障选线判据,并设计了故障选线的实现方案。利用Matlab仿真以及试验录波进行计算分析,验证了所提出选线方案的正确性和有效性,尤其是对于配电网高阻单相接地故障具有良好的适用性。

定桨失速型风电机组在电网短路故障时的暂态分析

以WD750型定桨失速风力发电机组为研究对象,通过分析异步电机定子侧等效电路阻抗与转差的关系,给出了异步电机次暂态电抗的计算方法,并对该机组在电网故障时的暂态电流进行了理论计算和仿真实验。分析结果表明:定桨失速型风电机组在电网发生短路故障时的暂态电流短时非常大,峰值大约为额定电流的12倍左右,大约0.2s后衰减至零,并且理论计算的峰值比仿真结果略大。因此,风电机组中需加装Crowbar等保护电路以消除电网故障引起的暂态不利影响。

新一代大容量调相机在电网中的应用研究

研究了新一代调相机在我国特高压直流送受端的应用。首先结合直流对于调相机的技术需求,研究了调相机模型,提出基于不同时间尺度的次暂态、暂态、稳态3种运行特性。然后,基于酒泉—湖南直流风火打捆送端,从增加系统短路比、降低新能源高压脱网风险、抑制稳态过电压等角度研究了调相机在特高压直流送端的应用效果;基于华东多直流馈入受端电网,从提高直流多馈入短路比、降低多回直流同时换相失败的风险、提升严重故障下的系统电压稳定水平等角度研究了调相机在特高压直流受端电网的应用效果。最后,从设备角度提出新一代调相机在运行维护、无功响应特性等方面相较于传统调相机的技术优势,旨在为调相机后续投入工程运行提供技术支撑。

规模化风电接入对系统短路电流的影响分析

随着国家政策对环保型、可再生能源利用及能源开发方面的倾斜,以及风电并网技术的不断提高,风电装机规模迅猛增长,对风电开发由分散式开发转化为集中式开发。但规模化风电接入给电网运行带来许多问题,如电压控制、短路电流、设备选型等问题。规模化风电集中接入,将对系统提供一定的短路电流,影响设备选型、升压站中低压侧的运行方式等,从而制约风电的集中开发建设。因此通过对不同风电机组型号(双馈式和直驱式)及不同容量的单个风电机组对系统提供的短路电流分析,根据风电机组短路PMU录波曲线和风电机组模型短路仿真曲线,提出了一种工程计算方法,计算出不同型号和不用容量的风电机组次暂态电抗,进而建立风电场短路电流计算模型,分析一个风电场对系统提供的短路电流。为风电场及风电汇集站的规划设计和设备选型提供了重要的参考依据。

大规模风电集中接入对系统短路电流的影响分析

规模化风电集中接入电网,将对系统提供一定的短路电流,影响设备选型、升压站中低压侧的运行方式等。通过对不同风电机组型号(双馈式和直驱式)及不同容量的单个风电机组对系统提供的短路电流分析,根据风电机组短路PMU录波曲线和风电机组模型短路仿真曲线,提出了一种工程计算方法,计算出不同型号和不同容量的风电机组等值次暂态电抗,并结合短路电流理论计算模型,分析单个风电场以及风电汇集站对系统提供的短路电流,结果表明,规模化风电的集中接入,对系统提供的短路电流不可忽略。

简单电力网三相短路电流的计算

本文分别对没装自动调节励磁装置和装有自动调节励磁装置的同步发电机,当其端点或端点附近短路时的三相短路电流进行了理论分析和计算公式推导,并得出两种情况下,次暂态短路电流I”dz及冲击电流ich的计算方法相同,稳态短路电流I_∞的计算方法不同.

同步发电机的虚拟电动势相量及其应用

本文将dq0坐标下的d轴作为横轴,q轴作为纵轴的方式来定义电动势相量,引入了稳态电动势和暂态电动势相量,与次暂态电动势相量具有统一的表达形式;同时,引入了虚拟的稳态电动势、暂态电动势和次暂态电动势的概念,它们同样具有统一的表达形式。在同步发电机的电磁功率表达式中,通过使用统一的虚拟电动势,说明凸极机的电磁功率表达与使用统一稳态和暂态电动势的隐极机一样,具有简洁的表达方式。

基于同步电机等效电路的分布式可再生能源发电虚拟同步机控制

针对大量光伏和风电等新能源接入电网,电压稳定性降低以及电网故障情况下的无功和电压问题,提出一种基于同步发电机等效电路模型的新型虚拟调相机控制策略。以夜间具有充足无功调节能力的光伏逆变器为目标,设计基于同步电机等效的分布式可再生能源发电虚拟同步机控制策略,通过对同步发电机建模及其次暂态效应分析,提出逆变器的虚拟调相机及无功控制方法,并在单机—输电线路—无穷大母线案例中验证。新能源大规模接入区域的逆变器被赋予分布式调相机的次暂态无功响应特性和惯性后,区域暂态无功支撑能力和暂态电压稳定性大大增强。

精确的电力系统故障计算

精确的电力系统故障计算,需要计及发电机直轴次暂态电抗(x d″)与交轴次暂态电抗(x q″)的差别,目前故障计算都未能考虑这个差别。其实,精确的电力系统故障计算,应以修改导纳矩阵法为基础,首先将复数的网络方程转换为实数方程,然后将发电机以dq轴为坐标的回路方程通过转子位置角转换为以系统公共坐标的方程,使发电机的回路方程融入系统正序网络实数方程,最后求解新的三序网络实数方程,求得节点的三序电压。

基于Xd′计算上海电网短路电流周期分量的研究

使用PSS/E暂态仿真模块,通过分析外网(华东电网除上海电网以外的部分)发电机对上海电网短路电流周期分量衰减的影响,确定了机电暂态仿真所用的发电机参数和模型,进而对上海电网短路电流周期分量衰减规律进行计算分析。同时,通过计算上海电网基于暂态电抗Xd′的短路电流周期分量,并将其计算结果分别与基于次暂态电抗Xd″的计算结果以及PSS/E机电暂态仿真得出的结果进行比较分析。结果表明,基于暂态电抗Xd′的短路电流周期分量计算方法可在保证有效安全裕度的情况下,一定程度上降低上海电网短路电流计算值。

发电机低压闭锁反时限电流保护

发电机、或发变组、或发电机机端6~10kV母线系统可以采用发电机低压闭锁反时限电流保护,作为短路电流小于发电机额定电流工况下短路故障的后备保护,也可以作为主变压器高压侧母线或线路短路故障的远后备。