大规模风电接入场景下的失步振荡中心定位方法

振荡中心的准确定位是失步保护正确动作的基础,大规模风电并网导致系统阻抗参数发生变化,使得传统基于阻抗轨迹的失步定位方法的适应性严重下降。针对该问题,提出基于节点频差的失步振荡中心定位方法。首先分析大规模风电并网对系统总阻抗的影响。进一步根据发电机功角,计算其曼哈顿距离相似度并构建启动判据。最后,通过移动平均法对广域测量频率进行平滑处理,提出基于节点频差的失步振荡中心定位方法。仿真验证表明,所提基于节点频差的失步振荡中心定位方法受噪声影响较小,不受风电渗透率的影响,能够准确定位失步振荡中心位置。

多断面多通道互联电网广域失步解列控制系统设计及实施

总结分析了多断面多通道区域互联电网失步振荡时可能存在的多断面失步存在选择性、同一断面不同通道失步不同时以及同一断面上部分通道失步特性不明显等特性,针对现有就地失步解列方案不适应上述特性的问题,采用基于就地装置动作允许命令,利用远方通信构建的广域失步解列系统方法,根据考虑解决现有就地失步解列方案问题、与现有就地失步解列功能的配合、系统防误设计以及异常情况下控制策略处理逻辑等主要设计原则,设计并实施了南方电网广域失步解列控制系统。RTDS仿真试验结果表明,该系统能够正确响应,有选择、快速、可靠地采取既定措施同时解列相关断面,有效解决现有就地失步解列方案的局限性,满足实际系统运行需要。

大容量发电机断路器TRV开断特性及抑制措施研究

发电机断路器(GCB)位于发电机组和升压变压器之间,针对负荷电流高达50 kA、故障电流高达200 kA以上的大容量机组,GCB传导和开断电流远高于线路断路器,在开断过程中,GCB两端会产生非常严重的瞬态恢复过电压,威胁GCB的可靠性。文中基于某大型核电站的实际接线,单机容量为1 722.2 MVA,利用EMTP-RV仿真计算研究了GCB在各种故障下开断时的TRV的电磁暂态特性,分析配置不同容量电容器对TRV幅值和陡度的影响效果。提出了采用辅助断口装设非线性阻尼电阻抑制TRV的方法,并给出了非线性阻尼电阻参数选取原则,并通过仿真验证了其可行性,针对失步故障非线性阻尼电阻可使TRV幅值降低29.2%,具有更高的灵活性与经济性。

自由空间中平面电磁波的电场和磁场总是同相位吗?

几乎所有的教材,不论是中文教材还是英文教材,不论是《大学物理》《电磁学》还是《电动力学》,都认为自由空间中平面电磁波的电场与磁场总是同相位的.本文从麦克斯韦方程组出发,证明上述结论实际上并不总是正确的.一般情况下,只能说自由空间中平面电磁波的电场与磁场是“同步”的,可以同相位,也可以反相位,取决于坐标系的选择.

基于COMSOL分析步进电动机故障的电流和磁场变化规律研究

步进电动机是电力系统稳定运行的关键设备之一,当步进电动机在运行过程中出现故障,将直接导致电力系统的停运,给电力企业带来经济损失,需要对步进电动机内部故障原因进行研究。通过COMSOL有限元分析及建模的方式,对步进电动机的失步故障和开路故障所引起的电场和磁场的变化展开了研究,分析了在5种不同频率下失步故障和开路故障所引起的电场和磁场的变化规律,以提高对步进电动机故障诊断的效率。

DL/T 684—2012《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》修订探讨

DL/T 684—2012《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》(以下简称“2012版《导则》”)对提高发电机变压器继电保护装置的正确动作率、保障发电厂电气设备的安全运行发挥了重要作用。然而随着我国发电机组单机容量的增大以及一些新故障情况的出现,2012版《导则》也暴露了一些不适应的问题,需要对其进行修订,以便更好地指导工程实践。为此,分析2012版《导则》存在的问题,并提出具体的修订建议,以解决发电机比率差动保护在和应涌流情况下误动作、经消弧线圈接地的发电机组定子接地保护在系统侧接地故障切除后误动作、误上电保护在同期条件较差时误动作、主变间隙零序电流保护在线路瞬时性单相接地故障重合闸前跳开主变压器等问题。所提建议可为2012版《导则》修订提供参考。

一起换流变失步故障处置流程及原因分析

介绍一起默拉直流换流变调档失步的故障。现场通过采取紧急处置措施,避免换流变档位的进一步偏差,防止换流变饱和保护或零序电流保护动作。通过对现场调档机构、交流电源检查及二次回路测量,确定事故的直接原因为交流电源监测继电器故障,交流电源切换不成功,导致换流变调档机构丢失交流电源。提出事故的应对措施,快速定位故障,缩短故障处置时间。

基于改进I/F的PMSM无传感器带载起动研究

I/F策略起动无传感器永磁同步电机虽然具有一定带载起动能力,但是当起步加速过快或负载转矩与指令电流产生的电磁转矩相差较大时,电机易进入失步状态。对起动阶段电机失步的原因进行分析,通过估算负载转矩设定动态速度指令,提高I/F策略起动电机的速度;再利用坐标系偏差角对切换时闭环电流幅值进行补偿,增强I/F策略起动时的带载能力。对改进的I/F起动策略进行仿真与实验。结果表明:改进I/F起动策略可以实现PMSM从零到峰值扭矩内带载情况下的快速起动。

基于网络能量的新能源并网电力系统失步振荡中心影响因素及迁移特性

随着新能源的接入,由于新能源出力随机性强,且其通过变流器并网对电力系统惯量贡献很小,新能源接入电网后系统惯量降低,使得系统失稳模式复杂多变,振荡中心发生迁移,传统基于继电保护思维的固定解列方案因此失效,极易引起失步振荡问题,将可能导致大停电事故和系统崩溃。因此,由新能源接入引起的电网振荡中心迁移问题变得尤为突出。首先,考虑新能源特性,研究新能源并网对失步振荡特征影响规律;其次,确定新能源参与失步振荡形式,分析新能源并网失稳模式变化规律和特点;最后,基于新能源电网失步振荡能量解析结果,研究新能源电网能量与振荡中心间的相关性,研究影响新能源电网振荡中心迁移的不同因素,揭示新能源电网振荡中心迁移的内在机理。

多频失步振荡场景下大区互联电网失步振荡中心电压频率演变规律研究

交直流互联电网背景下,复杂的运行方式和多变的故障形式导致系统失稳模式不再局限于两群失稳。现有基于等值两机模型的失步振荡中心定位方法受到严重挑战,多频失步场景下失步振荡中心的电气量特性亟待研究。该文基于理论分析,针对等值3机系统失步振荡中心频率特性进行了较为深入的研究,提出了相应的失步振荡中心定位方法。首先,构建并求解3机等效系统的失步模型,并推导系统内任一点处电压幅值、频率等电气量的解析表达式;然后,基于所得解析表达式详细分析多频场景下失步振荡中心电气特性:位于失步中心异侧的站点电压频率播送方向相反,且电压频率曲线间无交点;位于失步中心同侧的站点电压频率播送方向一致,且电压频率曲线间存在交点;最后,WSCC系统与某实际区域电网仿真验证了所得结论的正确性。

中国南方电网失步解列装置的配合

通过对南方电网各种运行方式下严重故障的分析计算,结合现有失步解列装置的配置及其设计原理,分析了各种失步情况下电网所配置的失步解列装置的动作及其解列后电网各电气孤岛的稳定情况。南方电网的失步解列装置按照目前的配置在大部分情况下都能正确动作,但存在仅依靠孤立装置难以完全切开失步断面的情况。而失步解列只有断开失步机群之间的所有电气联系线路才能有效消除失步系统间的振荡,避免事故扩大。根据南方电网网情及其现有失步解列装置配置,指出了应在各失步解列装置之间建立通信联系,通过装置配合,可靠地实现系统失步时断开失步机群之间的失步断面,并进一步给出了失步解列建议方案。

电力系统失步解列综述

对国内外目前电力工程中应用的电力系统失步解列装置的原理进行了概述和分析,通过对目前失步解列装置研制方法的分析与研究,指出目前大部分应用的失步解列装置的实现原理,实质上反映了失步断面联络线上有功功率周期性过零的特征,这易于将同调机群间发生同步振荡的联络线误切,故建议目前的失步解列装置应具备正确捕捉失步断面(中心)的能力。基于光纤通信系统将失步解列装置组合成失步解列控制系统,应是当前解决大区失步解列问题的主要发展方向之一,但应当首先寻找到可用于协调解列装置的失步断面电气量共性。预测性快速失步解列是当前学术上研究的热点,其需要解决的关键问题是能否准确预测并有效可靠地实现于实际工程之中。最后,对大区多频失步振荡的解列问题进行了探讨。

失步解列装置两级配置方案

通过对含多个失步断面彼此相邻的复杂电网研究发现,如若整定不当,基于就地量的传统解列装置存在无序解列的潜在风险。文中分析了传统协调配合方法的欠缺,指出传统方法难以兼顾解列装置的快速性和选择性,而利用系统通信的协调配合方法,需要更多的系统信息的配合,依赖于快速可靠的系统通信。在对传统判据和协调配合方法研究的基础上,提出了解列装置定值两级配置方案,实现传统基于就地量失步解列装置可靠性、选择性和快速性的协调统一,有效解决了电网内部有多个失步断面彼此相邻或电气距离较近时,失步解列装置如何协调配置的问题。

稀土永磁同步电动机变频调速关键技术研究

针对稀土永磁同步电动机自身特点，基于磁链轨迹控制策略，就他控式ＰＷＭ变频调速系统中效率、谐波、振荡与失步、电机与变频器匹配以及电网电压波动等关键技术进行了研究。提出了最小电流法实现系统最高效率运行和使电机与变频器按最佳压频比匹配的思想，给出了减小电机振荡与抗失步对策，利用谐波抑制技术实现了输出电压波形准正弦化，并使用非零电压矢量自动补偿技术克服了电网电压波动对系统的影响。

关于振荡角的振荡中心电压和ucosφ的变化特征

基于等值电势幅值不等的双机系统在失步过程中振荡角的振荡中心位置公式,研究了振荡角的振荡中心电压公式及其变化特征。研究发现,在一个失步周期中,当δ在0°和360°附近时,ucosφ可能并不能代表系统中任一点的电压,没有具体的物理意义。但在其它情况下,ucosφ基本能够反应失步断面联络线上最低电压点的变化特征。故提出了基于ucosφ轨迹特征的失步解列装置启动判据,该判据能够在系统失步前准确启动装置,并对利用ucosφ轨迹实现振荡闭锁功能进行了探讨。最后,通过仿真进行了必要的说明。

基于母线电压频率的失步振荡解列判据研究

在复杂互联电网背景下,研究能够实时、准确判定失步中心的解列判据是电网实施解列的先决条件。从瞬时频率的角度研究失步中心电气量的特性,提出基于母线电压频率的电力系统失步解列判据。首先,通过建立与求解电网的失步模型,得到失步振荡时任意位置的电压频率解析表达式,详细分析失步中心与非失步中心的电压频率特性。然后,构造失步中心迁移的典型场景,研究该场景下电压频率的变化规律。最后,提出基于母线电压频率的解列判据,给出判据的使用说明。判据实现较简单,判据可以适应失步中心的迁移,且不受电网结构与运行方式的限制。CEPRI 36节点系统和某实际区域互联电网算例的仿真结果验证了所提判据的正确性和有效性。

出口退税制度的理论依据及政策建议

出口退税制度的定性问题应跳出从"中性税收原则"的角度去探讨的旧框框,而应该以是否实现政府既定的长期经济战略目标为依据。当前,我国在对外贸易方面的长期政策是实施"走出去"战略,出口退税制度必须为这一战略决策服务。当前的主要任务是调整退税模式,规范不合理退税,努力解决好财力的保障等问题。

考虑次要失步机群的大区电网失步解列配置

通过对大规模电网的失步仿真研究发现,当系统失步时失步机群可能会呈现为主要失步机群和次要失步机群2种失步模式。主要失步机群决定着整个大区电网的失步中心断面联络线,而次要失步机群不能决定整个大区电网的失步中心断面联络线。该现象将导致通过捕捉失步断面电压最低点(失步中心)寻找失步断面联络线的方法一般只能将主要失步机群分开,却未必能够将次要失步机群也合理分布到与之同调的机群之中。因此,工程中应结合系统离线仿真分析,尽可能对有可能成为次要失步模式的机组安装失步解列装置,以作为一种后备,防止次要失步模式机组扰动系统,造成事故扩大。

关于振荡中心的研究

基于对振荡中心(oscillationcenter)的位置及其漂移特征的研究,指出了振荡中心漂移的原因,并提出了失步中心(centerofout-of-step)的概念。认为失步断面联络线就是失步中心所在的联络线,并叙述了在不同振荡周期中,失步中心位置可能不同的原因。失步中心落到机组内部会对机组造成严重的破坏,影响系统的整体运行。基于振荡中心漂移的研究,给出了判断失步中心能否落到机组内部的判据。最后通过仿真进行了必要的验证。

基于电压频率特性的大区联网失步振荡中心研究

长距离、大区互联电网背景下,研究电力系统失步中心的电气量特性是解决失步解列问题的关键点之一。为此,基于理论分析,从频率的角度研究了失步中心电气量的特性,提出了基于电压频率特性识别与定位失步中心的方法。通过构建与求解电网的失步模型,得到失步振荡时任意位置的电压频率解析表达式,基于此,详细分析了失步中心与非失步中心的电压频率特性,得出相应结果:失步中心的电压频率等于系统两侧等值电势平均电压频率;在失步中心同一侧不同位置的频率在时间轴上存在相似的变化规律且曲线有交点;在失步中心两侧的电压频率变化趋势相反且曲线不相交;距离失步中心越近电压频率振荡越剧烈。四机两区域系统和某实际区域互联电网算例的仿真结果验证了上述方法和结论的正确性与有效性。