综合多类型措施的频率紧急协调优化控制研究

随着电网精益化运行要求的提高,直流紧急功率支援、发电出力快速升降、负荷控制等连续调节型控制技术在当今电网运行控制中得到越来越多的关注。针对我国新能源及跨区特高压直流规模不断扩大形势下电网面临的频率突出问题,分析了故障后暂态频率安全特性及控制需求,计及各类控制措施响应特性、控制代价及暂态频率安全裕度量化指标,制定了多类型控制措施的协调配合原则和思路,提出了一种综合多类型措施的频率紧急协调优化控制决策方法。在保证电网频率安全的前提下,通过协调连续和离散控制措施,降低电网故障后频率控制代价,适应了现代电网精益化频率稳定控制要求。基于实际规划特高压直流送端电网,仿真验证了所提方法的可行性。

某钛合金宽弦空心风扇叶片共振特性仿真分析

宽弦空心风扇叶片特有的空腔及加强筋结构,在大幅减轻叶片重量,降低整机载荷的同时,也更易使叶片在高速旋转过程中产生共振现象。为有效规避共振引起的叶片疲劳断裂、振动失效等问题,一般需要对叶片在不同转速下的共振特性进行系统分析。为此,采用有限元方法对某型号航空发动机钛合金宽弦空心风扇叶片在不同转速下的强度和模态进行了仿真分析,并借助Campbell共振图进一步对其频率裕度进行了校核。研究结果表明:靠近叶片前缘的加强筋最易受共振影响而发生振动形变,转速在2900r/min-3800r/min区间时叶片具有良好的频率裕度。

参与电网调频的多端柔性直流输电系统改进下垂控制策略

参与电网调频的传统下垂控制策略能够利用频率偏差和直流电压实现多端柔性直流输电系统频率之间的相互支撑。然而传统电压下垂系数固定,在分配不平衡功率时容易忽略电网的运行状态和换流站自身容量,导致换流站过载以及弱电网承担功率时频率波动较大。为解决这一问题,提出了一种参与电网调频的改进下垂控制策略。首先分析了参与电网调频的传统下垂控制策略能量调配关系。其次考虑电网的频率裕度以及换流站的自身容量重新设计电压下垂系数。在系统受到扰动后,提出的控制策略能够保证换流站不发生过载,同时实现弱电网的稳定运行。最后通过仿真软件MATLAB/SIMULINK进行仿真验证,结果表明所提控制策略提高了多端柔性直流输电系统的频率调节能力,使系统的运行水平得到有效提升。

燃气轮发电机组短路故障时的机电耦合分析

为分析短路故障下燃气轮发电机组轴系的扭振特性,建立了系统的机电耦合非线性数学模型,进行了发电机三相短路故障下轴系扭振及扭矩瞬态响应的数值分析。此外,进一步研究了轴系扭转刚度、发电机定子电阻值、励磁电流初始值等参数对发电机出口端三相短路时系统瞬态扭振的影响。分析结果表明:三相短路时,发电机产生的瞬变电磁转矩的最大值为额定转矩的6倍;电磁转矩在轴系内激发出的瞬态扭矩最大值取决于轴系的固有频率裕度,15%的固有频率裕度时的最大瞬态扭矩较10%的固有频率裕度降低了一倍;而发电机的定子电阻值只改变扭振的衰减时间常数,不改变其最大幅值,电磁转矩最大值和扭转角最大值近似与励磁电流初值的二次方成正比。研究结果可为燃气轮机发电机组轴系的设计提供参考。

叶尖片削对压气机转子强度振动影响研究

统计结果显示,振动问题在航空发动机的故障中占比很高,而压气机转子叶片振动故障,在发动机使用过程中时有发生,且危害性较大。因此,在设计过程中应采取有效措施避免振动问题,提升航空发动机质量,提高航空发动机寿命。在压气机结构设计中,常通过改变叶型来调整频率裕度,需要在性能分析与强度振动计算之间来回迭代,费时费力。基于上述情况,本文提出了一种调整叶片频率的方法——叶尖片削,即在转子叶尖切去部分叶型,可以实现快速调频。以某型压气机第1级叶片盘为例,分析了不同尺寸的转子叶尖片削对叶片频率、叶片根部最大当量应力、盘心最大当量应力、叶尖变形的影响,结果叶片频率裕度有提高外,其余方面影响均较小。同时,性能数值仿真结果显示叶尖片削对压气机性能几乎没有影响。

A Three-Stage Operational Amplifier for a Wide Range of Capacitive Loads

This paper presents a three-stage CMOS operational amplifier （opamp） that combines accuracy with stability for a wide range of capacitive loads. A so-called quenching capacitor is added to a multipath nested Miller compensation （MNMC） topology to obtain stability for a wide range of capacitive loads. Theoretical analysis and mathematical formulas are provided to prove the improvement in stability. A prototype of this frequency compen- sation scheme is implemented in a 0.7μm CMOS process. Measurement′s show that the amplifier can drive capaci- tive loads ranging from 100pF to 100/μF with a gain of 90dB and a minimum phase margin of 26°. The amplifier has a unity-gain bandwidth of 1MHz for a 100pF capacitive load. It employs a quenching capacitance of 18pF.

发电机模型的选取对低频减载分析计算的影响

针对频率变化的不同处理方式,分析了发电机模型的选取对低频减载分析计算结果的影响,表明发电机转子运动方程和定子绕组电压平衡方程都不及计频率变化的影响使低频减载分析计算结果偏于保守,发电机转子运动方程和定子绕组电压平衡方程都及计频率变化的影响使低频减载分析计算结果偏于乐观。通过在实际电网中比较不同发电机模型下的频率安全裕度和低频减载动作情况,证实了分析结论的正确性。