等面积法则在铁磁谐振分析中的应用

电力系统运行经验表明,中性点不接地的电力系统中经常发生铁磁谐振现象,铁磁谐振严重影响系统的安全性、稳定和可靠性。为了有效分析电力系统中时有发生的铁磁谐振现象,将配电网系统经过相模变换将其转化0模网络,建立0模网络的数学模型。引入时变相量的概念,建立系统的时变相量数学模型,分析了系统的三个平衡点。定义了系统的稳定裕度和扰动量的计算公式,创新性地把等面积法则应用到铁磁谐振电路的分析中,并讨论了铁磁谐振的发生与故障时间有密切的关系。把对铁磁谐振的分析由以往的定性分析上升到定量分析,并通过ATP仿真验证了等面积法则在铁磁谐振中的实效性。

对等面积法则证明的讨论

对等面积法则几种证明方法进行讨论并提出正确的证明方法 .

麦克斯韦等面积法则在范氏气体中的应用

对与范德瓦耳斯气体状态方程有关的几个问题作了进一步分析,给出了一种证明麦克斯韦等面积法则的方法,并指出了有关文献的不妥之处.

吉氏函数积分证明麦克斯韦等面积法则

本文阐述了由吉氏函数沿着可逆路径积分推导麦克斯韦等面积法则的过程。该证明过程表明,纯物质的饱和蒸气压计算中,麦克斯韦等面积法则等同于相平衡准则,这有助于加深学生对气液相平衡准则的理解。

等面积法则几种证明方法的分析

本文对等面积法则几种证明方法进行了分析和讨论。

基于功角测量和等面积法则的发电机暂态稳定在线判别研究

基于相量测量单元(PMU)的广域测量系统将电力系统的安全稳定监测提高到了动态水平,其中一个关键功能是发电机功角的直接测量。本文将功角测量和等面积法则相结合,用以快速判别电力系统的暂态稳定。该方法能够在线实时判别电网故障的发生和切除、根据实测功角数据计算加速面积、预测最大可能的减速面积,从而根据加速面积和减速面积的差值来判断暂态稳定性。该方法预测耗时短,可在故障切除后80ms内给出判断结果并提供稳定裕度信息。仿真结果一方面证明了其可行性;另一方面也表明,受PMU本身数据上传速率的影响,加速面积的预测值可能偏小,当加速面积和减速面积非常接近时,应采用其他辅助分析手段协助判别暂态稳定性。

对“等面积法则”的分析与讨论

对等面积法则的证明方法进行了分析与讨论。

基于改进等面积法则的并网逆变器同步稳定性分析

随着新能源渗透率的不断提高,电力电子化电力系统的稳定运行面临新的挑战。近年来,并网逆变器在大扰动下的同步不稳定现象频发。传统等面积法则由于直接忽略了阻尼项对暂态稳定性的影响,使得稳定边界的计算误差较大,容易导致稳定结果的误判。为此,提出了一种改进等面积法则,用于分析弱电网条件下并网逆变器的大干扰同步稳定性。针对基于锁相环的逆变器并网系统,建立其二阶非线性暂态模型。通过将其与同步发电机的转子摇摆方程进行类比,得到并网逆变器系统等效的机械功率、电磁功率和依赖于功角的非线性阻尼项。为了定量分析负阻尼的影响,提出了一种基于阻尼项缩放和线性逼近的改进等面积法则,有效提高了暂态稳定域的估计精度。与经典的Lyapunov方法相比,所提出改进等面积法则的保守性更小。最后,基于MATLAB仿真和硬件在环实验,验证了所提方法的有效性和优越性。

“用功能原理证明等面积法则”一文的商榷

对《物理通报》１９９０年第３期中“用功能原理证明等面积法则”一文提出异议．

等面积法则的真实意义

对于等面积法则的证明有不少争议，本文阐明等面积法则的真实意义．

等面积法则证明方法分类及讨论

本文对众多的等面积法则证明方法进行分类,并对各类证明方法有代表性的异议进行讨论,得出了有益的结论。

基于虚拟阻抗优化的VSG暂态功角稳定自适应控制策略

在电网短路故障发生的情况下,虚拟同步发电机系统不仅会发生暂态功角失稳,同时还可能会出现过流。为了提升虚拟同步发电机的暂态功角稳定性及故障电流限制性能,首先建立了包含电压和电流控制环、虚拟阻抗及功率控制环结构的虚拟同步发电机系统的总体控制结构,给出了虚拟阻抗功率模型建立的理论依据。对无功功率控制环路恶化暂态功角稳定性,提出了设置电压增量自由控制支路来实现提高暂态功角稳定性的方法。其次,在无功功率控制环路及电压增量自由控制支路的共同作用下,对“不考虑切除故障”和“考虑切除故障”两种不同的运行工况,提出了能够同时满足暂态功角稳定性和故障电流限制的虚拟阻抗优化方法。最后提出了虚拟同步发电机的暂态功角失稳控制和故障电流限制的自适应控制算法,以满足实际运行工况的需求,通过Simulink仿真模型验证了所提自适应控制策略的有效性和可行性。

连续换相失败对大电网功角稳定影响分析

连续换相失败对交直流大电网的安全稳定运行存在严重威胁,容易引发跨大区电网的连锁故障。采用理论分析和实际电网仿真相结合的方式研究连续换相失败对交流系统功角稳定性的影响。首先从交直流系统无功功率交换的角度,分析连续换相失败的形成原因。然后以简化的三区域交直流互联系统为例,基于等面积法则分析连续换相失败过程中交流系统同步发电机相对功角的变化情况。最后,仿真分析当绍兴换流站发生连续换相失败时,送端电网和受端电网功角变化情况。仿真结果表明,连续换相失败在短时间内对交流系统造成多次能量冲击,长时间的连续换相失败会造成交流系统功角失稳。

计及阻尼特性的构网型并网逆变器暂态同步稳定性分析

构网型并网逆变器(GFM-GCI)可以为电网提供电压和频率支撑,有利于提高电网稳定性。首先,针对GFM-GCI的暂态同步稳定问题,在考虑阻尼特性的基础上采用等面积法则,从能量角度定性分析GFM-GCI控制参数对暂态同步稳定性的影响机理。然后,采用摄动理论中的多尺度法得到功角非线性二阶微分方程的显式解析解,定量分析控制参数对GFM-GCI暂态同步稳定性的影响。接着,基于解析解和暂态同步稳定边界,给出一种面向GFM-GCI暂态同步稳定的控制参数设计方法,所提控制参数设计方法与现有传统暂态分析方法相比,保守性更低。最后,通过仿真和实验验证了理论分析、解析模型与所提控制参数设计方法的有效性。

面向暂态功角稳定提升的水光互补发电系统紧急切机控制

我国西南地区水电和光伏资源丰富,利用水光资源的互补特性,促进清洁能源的高效消纳,是实现“双碳”目标的有效途径之一。水电资源一般集中于偏远地区,长距离输电导致其与主网连接较弱,暂态功角稳定问题较为突出,水光互补系统中高比例光伏发电的接入进一步增加了系统暂态稳定问题的复杂性。然而当前光伏发电对互补系统暂态稳定影响机理尚不明晰,且缺乏基于定量计算的紧急切机控制方法。为此,首先建立了水光互补系统的等效功角曲线,详细分析了光伏接入前后系统的加减速面积变化情况。在此基础上,基于等面积法则提出水光协调的3种紧急切机控制方法,并根据综合评价指标选取优化切机方案。最后,基于单水单光-无穷大系统及四川省某县水光互补系统验证了所提方法的有效性。研究结果有助于推动解决新能源电力系统中新能源机组和同步机的切机量定量计算缺乏数学理论指导这一难题,能够提升水电和光伏的消纳与送出能力。

虚拟同步机孤岛并联系统暂态同步稳定性分析

针对虚拟同步机孤岛并联系统暂态失稳机理不明且传统等面积法则定量计算保守性强的问题,提出了一种考虑阻尼缩放的改进等面积法则。该方法运用等面积法则,将阻尼项抵消的不平衡功率缩放为对功角可积项,可定量计算虚拟同步机控制参数对并联供电系统极限切除角和极限切除时间的影响。研究结果表明,虚拟同步机的虚拟阻尼对暂态稳定性影响较大。虚拟阻尼与极限切除角和极限切除时间呈正相关;虚拟惯量与极限切除角呈负相关,与极限切除时间呈正相关,在系统容量充足的情况下应优先考虑提升虚拟阻尼。另外,初步探索了计及虚拟同步发电机过流保护的多机并联系统暂态同步稳定性研究思路,并分析了所提方法在多机系统中的适用性。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了理论分析和所提方法的正确性。

500kV淮宿变电站投运对安徽电网暂态稳定性的影响

根据安徽电网的仿真,发现500kV淮宿变电站投运虽增强了皖北机群之间的联系,但在机群之间的某一内部联络线故障时造成系统暂态功角稳定水平降低;而在机群之外发生故障时则这种电源互联有助于提高系统的暂态功角稳定性。运用等面积法则和扩展等面积法则对这一现象进行了分析,指出在电网的规划和设计中应该充分考虑送端电源之间的联接,以避免因送端电源之间的联系过于紧密而造成电网暂态稳定水平下降。

计及暂态稳定约束的电厂送出系统重合闸时间整定方法研究

基于我国现行的安全稳定导则,发电厂送出线路的重合闸时间可能直接影响电厂的送出能力。为保证电厂送出能力不因重合闸时间整定不合理而降低,建立了考虑重合闸时间对系统暂态稳定性影响的数学模型。应用EEAC(Extended Equl-Area Criterion)暂态稳定量化分析方法研究了考虑重合闸时间的电厂送出系统暂态稳定特性,提出了一种计及暂态稳定约束的电厂送出系统重合闸时间整定方法。实际系统仿真表明,利用该方法能快速确定重合闸时间整定的合理区间,保证重合闸时间整定值满足系统暂态稳定要求。