励磁和调速系统的低频扰动对发电机输出量影响的研究

发布时间：2020-05-29 02:17

【摘要】：随着电能生产的多样化,电网的互联及并网等,小干扰引起的低频振荡现象时有发生,使广域测量系统中的数据量均含有低频扰动成分,低频振荡已经逐渐成为危及电网安全稳定运行、发电机稳定输出和数据准确分析计算的重要因素。分析发电机系统发生低频扰动对发电机输出量的影响,对于提高电力系统稳定性、及时准确定位扰动源以及弥补低频扰动造成的危害具有重要意义。但是,目前相关研究成果多集中于单点、多点扰动源通过电压、功率识别进行定位,忽略了低频扰动对发电机本身输出电压、电流和转速的影响。基于此本文分析低频扰动对发电机输出电压、电流以及转速在幅值和相位上的不同影响特征,再精确定位低频扰动于励磁调节系统或调速控制系统。理论分析、仿真验证及实测数据分析验证了本文所得出的低频扰动对发电机输出量影响的正确性。本文的主要研究内容和成果如下:(1)根据PMU电压、电流以及转速数据,理论分析低频扰动对发电机输出电压、电流、转速在幅值和相位上的不同影响特性,精确定位扰动信号于发电机励磁调节系统或调速控制系统。(2)利用MATLAB仿真软件,建立了两种发电机低频振荡仿真模型,分别是:单机无穷大低频振荡仿真系统和环形结构五机带负载低频振荡仿真系统。仿真结果和理论分析对比验证了本文提出的电压与转速的比值常数、相位关系的正确性。(3)以某发电厂的实测数据为例,选取某段时间内的PMU数据,先分析发电机输出电压、电流和转速的幅值和相位特征,再精确定位低频扰动信号位于励磁调节系统或调速控制系统,实测数据验证低频扰动对发电机输出量影响的正确性和实用性。分析和实验结果表明:本文所提出的方法能够精确定位低频扰动信号位于发电机内位置,能够给出低频扰动对发电机输出电压、电流和转速在幅值和相位上的影响,依据输出量的不同特征,为快速消除低频扰动的影响提供依据,为快速制定相应的控制措施,保障电网的安全稳定运行奠定基础。
【图文】：

图 1-1 低频振荡下的同步发电机模型e d表示为系统输入的一个小干扰信号；p 为算子；2K 、3K 、6K 、AK 分别各个环节放大倍数，均大于零；d0T '、AT 为各个环节的时间常数，均为正值；'q E为感应电动势，e P为电磁功率变化量，忽略其他信号的影响，同时为了清表示各个环节，引入下列辅助方程：简化后的发电机端电压偏差量 U表示为：'q5e6 U K d K E（1-1）电磁功率偏差表示为：'e2q P K E（1-2）结合式（1-1）、（1-2），得到系统的传递函数为：36A'A3d0235Aee(1 Tp)(1KTp)KKKKKKKdPGp （ ） （1-3）将 p j 带入式（1-3），得到 G (p)的相频特性为：]()()arctan['2'A30dTKT （1-4）

系统和调速控制系统的基本工作原理，然后分析扰动源分别位励磁速控制系统，对发电机输出电压、电流以及转速等量的在幅值、相响，分析广域测量数据，根据输出量的不同显示特征，来确定扰动并定性分析对电网的影响。磁调节系统原理及其数学模型磁调节系统主要由两个部分组成：励磁功率单元、励磁调节器。两同，前者主要向同步发电机转子提供励磁电流；后者根据输入信号则来调节励磁功率单元的输出量的大小和相位，励磁调节系统发生励磁功率单元作为输出量会发生变化，加之励磁调节器的调节作用电机转子输出量发生变化，呈现不同的数据扰动特征。交流励磁机及其传递函数交流励磁机采用同步发电机三阶模型为例，，忽略饱和效应和暂态凸发电机以额定转速运行，根据图 2-1 可知：
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM712

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郭磊;张英敏;李兴源;;低频振荡分析方法及抑制策略概述[J];四川电力技术;2018年01期

2 尹世敏;张海兵;南赛;于美玲;李英伟;;基于近红外光谱技术的人体低频振荡信号研究[J];燕山大学学报;2018年05期

3 张晓航;张文朝;奚江惠;施秀萍;盛四清;邵德军;;基于能量时空分布熵的低频振荡类型判别方法[J];电力系统自动化;2017年08期

4 周靖皓;江崇熙;甘德强;黄伟;黄润;吴琛;张杰;;基于值集法对云南电网超低频振荡的稳定分析[J];电网技术;2017年10期

5 潘一铭;李华实;;中国东部水汽低频振荡的季节变化特征[J];气象研究与应用;2015年03期

6 孔舒红;;低频振荡的分析方法及仿真研究[J];电气时代;2014年09期

7 刘健;郄凯旋;王德周;吴强;;基于共振机理的低频振荡扰动源在电力系统中的应用[J];中国新技术新产品;2014年15期

8 孙国武;冯建英;陈伯民;信飞;何金海;杨玮;;大气低频振荡在延伸期预报中的应用进展[J];气象科技进展;2012年01期

9 陈武晖;邓集祥;;三阶非线性对主导低频振荡模式的影响[J];现代电力;2012年06期

10 陈尚锋;温之平;陈文;;南海地区大气30～60天低频振荡及其对南海夏季风的可能影响[J];大气科学;2011年05期

相关会议论文 前10条

1 韩世茹;史印山;;2016年夏季河北降水与10-30天低频振荡的关系[A];第34届中国气象学会年会 S26 青年论坛论文集[C];2017年

2 肖友强;杨劲松;;低频振荡的产生原因[A];2006年云南电力技术论坛优秀论文集[C];2006年

3 强喜臣;;某风电场因电网低频振荡导致风电机组停机的原理分析及对策[A];风能产业（2018年2月）[C];2018年

4 孙国武;信飞;陈伯民;何金海;;大气低频振荡与延伸期预报[A];第五届副热带气象学术业务研讨会论文摘要汇编[C];2009年

5 柳媛普;冯建英;孙国武;李耀辉;王芝兰;;西北地区东部干旱过程与大气低频振荡关系分析[A];第31届中国气象学会年会S5 干旱灾害风险评估与防控[C];2014年

6 邓集祥;纪晶;;基于复合模式的电力系统超低频振荡产生机理研究[A];2008中国水力发电论文集[C];2008年

7 蒋周士;孙黎霞;周海强;鞠平;;火电厂动力系统对电力系统超低频振荡的影响[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（上册）[C];2008年

8 李燕勇;严正波;董川;;针对电网重点课题展开跨学科研究的必要性探讨[A];2009年云南电力技术论坛论文集（优秀论文部分）[C];2009年

9 李燕勇;严正波;董川;;针对电网重点课题展开跨学科研究的必要性探讨[A];2009年云南电力技术论坛论文集（文摘部分）[C];2009年

10 王万里;刘耀林;蔡述明;邓南圣;王祖武;谢应齐;王凯;;一种可选的大气低频振荡机制-柯氏参数(f)对纬度变化[A];第27届中国气象学会年会副热带季风与气候变化分会场论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前5条

1 记者 徐文彬 通讯员 任宏利 吴捷;我国实现热带大气低频振荡自主监测[N];中国气象报;2015年

2 赵琳;楚雄供电局开展抑制低频振荡应用科技项目研究[N];楚雄日报(汉);2011年

3 记者 杨绮薇　通讯员 何钜雄 颜文胜;低频振荡研究在暴雨预报中显成效[N];中国气象报;2010年

4 通讯员 高建玺;PSS解甘肃电网燃眉之急[N];中国电力报;2004年

5 雷从俊　朱晓杰;共产党人的精神境界[N];解放军报;2002年

相关博士学位论文 前10条

1 江崇熙;电力系统超低频/低频振荡抑制措施研究[D];浙江大学;2019年

2 孙思思;大气低频振荡对中国稻飞虱迁入的影响[D];南京信息工程大学;2018年

3 杨悦;含大规模风电并网的互联电力系统低频振荡特性分析与控制研究[D];华北电力大学(北京);2018年

4 李尚远;基于广域测量技术的电力系统低频振荡问题研究[D];浙江大学;2019年

5 温柏坚;电力系统低频振荡实时监测与控制新方法及工程应用[D];华南理工大学;2017年

6 李勋;电力系统低频振荡模式时变特性分析方法研究[D];武汉大学;2013年

7 孙正龙;弹性力学映射的电力系统能量结构及其在低频振荡分析中的应用[D];东北电力大学;2018年

8 巩远发;青藏高原及东亚大气热源低频振荡与我国东部旱涝的研究[D];南京信息工程大学;2008年

9 张鹏;基于广域量测的电力系统区域间低频振荡分析[D];西南交通大学;2015年

10 陈雯;热带大气低频振荡的变频及其与海温、非绝热加热的联系[D];南京信息工程大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘超;励磁和调速系统的低频扰动对发电机输出量影响的研究[D];华北电力大学;2019年

2 汪艳;电力系统持续低频振荡辨识算法研究[D];合肥工业大学;2019年

3 王新然;广西前汛期降雨的低频振荡特征及其对早稻的影响[D];广西大学;2019年

4 李绍阶;基于阻抗模型的并网变流器低频振荡问题研究[D];北京交通大学;2019年

5 李真;直流互联电网低频振荡分析与抑制措施研究[D];华北电力大学(北京);2019年

6 丁国强;西南电网超低频振荡关键机组识别和控制研究[D];华北电力大学(北京);2019年

7 陈文韬;广域时滞电力系统稳定性分析与控制策略研究[D];上海交通大学;2016年

8 焦岚轶;高速铁路车网耦合系统建模与低频振荡抑制方法研究[D];中国矿业大学;2019年

9 宋淑贞;脉冲序列控制升压型DC/DC变换器研究[D];中国矿业大学;2019年

10 庞可心;基于频域分析的电气化铁路低频振荡现象研究[D];北京交通大学;2018年

本文编号：2686222