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大规模互联电网低频振荡分析与控制方法综述

大规模互联电网低频振荡分析与控制方法综述
大规模互联电网低频振荡分析与控制方法综述

次同步振荡、同步振荡、异步振荡、低频振荡及其区别上课讲义

次同步振荡、同步振荡、异步振荡、低频振荡及其区别一、次同步振荡(SSR,SubsynchronousResonance):发电机经补偿度较高的串补线路接入系统或者直流输电、静止无功补偿装置控制装置参数设置不当时,较易出现网络的电气谐振频率与大型汽轮发电机轴系的自然扭振频率接近的情况,造成发电机大轴扭振、破坏大轴,由于振荡频率低于同步频率,该现象称为次同步振荡。 二、同步振荡:当发电机输入或输出功率变化时,功角δ将随之变化,但由于机组转动部分的惯性,δ不能立即达到新的稳态值,需要经过若干次在新的δ值附近振荡之后,才能稳定在新的δ下运行。 同步振荡主要现象: (1)机组和线路电流、功率指示周期性变化,但波动较小,发电机有功出力不过零; (2)发电机机端和500kV母线电压表指示波动较小; (3)系统及发电机频率变化不大,全系统频率未出现—局部升高、另一局部降低现象; (4)发电机轰鸣声较小,导叶开度无明显变化。 有关机械量、电气量出现摆动,以平均值为中心振荡,不过零;振荡周期稳定清晰接近不变,摆动频率低,一般在0.2-2.0Hz;指针式仪

表摆动平缓无抖动,机组振动较小;用视角可以估算振荡周期;中枢点电压保持较高水平,一般不低于80%;同步振荡出现时各机组仍保持同步运行,频率基本相同。 处理方法: (1)已经振荡的发电厂可不待调度指令立即增加发电机励磁提高电压,但不得危及设备安全,必要时可适当降低发电机有功。 (2)处于送端的机组适当降低有功出力,处于受端的机组增加有功出力。 (3)若正在进行线路或主变停运等操作时,应立即暂停操作。(4)尽快查找并去除振荡源。着重了解本厂是否存在强迫振荡源(如发电机组非同期并网、发电机组调速器、励磁调节器有异常等)。若有,应立即消除调速器或励磁调节器的故障(故障励磁调节器可暂时倒备励)。如一时无法消除,则解列发电机组。 (5)在采取以上措施后,应报告调度值班人员,听侯调度指令。 三、异步振荡:发电机因某种原因受到较大的扰动,其功角δ在0-360°之间周期性地变化,发电机与电网失去同步运行的状态。

电力系统低频振荡的产生原因及危害性

电力系统低频振荡的产生原因及危害性(图文) 2010-10-23 10:28:14 互联网浏览: 1111 发布评论( 0) 介绍电力系统低频振荡的产生原因及危害性、PSS的基本原理、参数、作用及现场试验过程,并对实验结果进行探讨。 关键词:低频振荡励磁调节器电力系统稳定器(PSS) 1 前言 天津大唐盘山发电有限责任公司是装机容量为2×600MW的新建大型火力发电厂,它同原有天津国华盘山发电有限责任公司的2×500MW俄罗斯汽轮机组构成一个电源点,经三条500KV线路向系统送电,地处京津唐负荷中心,对电网稳定起着重要的支撑作用。作为京津唐电网最大的发电机组,其发电机励磁系统性能的优劣对华北电网的稳定运行具有举足轻重的影响。 根据国家十五计划实现全国联网的要求,华北电网规定,新建大型发电机组励磁系统应有系统稳定措施并调整好后才能并网运行,为此我厂先后完成了对3#、4#机组的电力系统稳定器(PSS)定值整定和试验工作,实验效果明显。应国家电力调度中心要求,2003年6月18日,在华北电力调度局方式处的组织下PSS正式投入运行。 2 低频振荡产生原因分析及危害性 电力系统低频振荡在国内外均有发生,通常出现在远距离、重负荷输电线路上,或者互联系统的弱联络线上,在采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。随着电力电子技术的快速发展,快速励磁调节器的时间常数大为减少,这有效地改善了电压调节特性,提高了系统的暂态稳定水平。但由于自动励磁调节器产生的附加阻尼为负值,抵消了系统本身所固有的正阻尼,使系统的总阻尼减少或成为负值,以至系统在扰动作用后的功率振荡长久不能平息,甚至导致自发的低频振荡,低频振荡的频率一般在0.2-2Hz之间。(风险管理世界-) 低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间的失步而解列,严重威胁电力系统的稳定。解决低频振荡问题成为电网安全稳定运行的重要课题之一。 3 PSS原理及其作用 为了既能利用高放大倍数的励磁调节器又能避免其负阻尼效应,人们对传统励磁系统进行了改进。对一个可能引起负阻尼的励磁调节器,向其中注入某些附加控制信号,使之可以提供正的阻尼,平息振荡,这就是PSS最

智能电网中微电网优化调度综述

智能电网中微电网优化调度综述 智能电网是一种智能技术系统,它包括优先使用清洁能源、动态定价以及通过调整发电、用电设备功率优化负载平衡等特点。终端用户不仅能从电力公司直接购买用电,同时还可以从储能设备中获取新能源和清洁能源,例如太阳能、风能,燃料电池、电动汽车等。另一方面智能电网具备高速、双向的通信系统,供电端与用电端实现实时通信、并且系统能够保证电网安全、稳定和优化运行。具有坚强、自愈、兼容、优化等特征。 微电网是一种新型的网络结构,是实现主动式配电网的一种有效的方式。由一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元,可实现对负荷多种能源形式的高可靠供给。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源,即含有电力电子接口的小型机组,包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置,它们接在用户侧,具有成本低、电压低及污染低等特点。开发和延伸微电网能够促进分布式电源与可再生能源的大规模接入,使传统电网向智能网络的过渡[1]。 1、微电网的组成及结构 微电网是由多种分布式电源(既包含有非可再生能源发电的燃料电池、微型燃气轮机;又包含可再生能源发电的风力和光伏发电单元等),再加上控制装置、储能装置和用电负荷共同组成。微电网的组成结构十分灵活,可以满足某片区域的特殊供电需求。微电网不仅可以通过公共连接点(PCC)与大电网连接,采用并网运行模式;还可以在大电网电能质量下降或者电网故障而影响到微电网内负荷正常用电时,在公共连接节点(PCC)处与大电网断开,采用孤岛运行模式。 典型的微电网结构如图1-1 所示。它是由热电联产源(CHP)如微型燃气轮机、燃料电池,非CHP源如风力发电机组、光伏电池组及储能装置等组成。微电源和储能设备通过微电源控制器(MC)连接到馈线A和C。微电网通过公共连接点(PCC)连接到配网中进行能量交换,双方互为备用,提高了供电的可靠性[2]。

电力系统低频振荡

第36卷第22期电力系统保护与控制Vol.36 No.22 2008年11月16日Power System Protection and Control Nov. 16, 2008 电力系统低频振荡 郭权利 (沈阳工程学院电气工程系,辽宁 沈阳 110136) 摘要:由于系统缺乏阻尼或系统负阻尼引起的输电线路上的功率波动频率一般在 0.1~2.0 Hz之间,通常称之为低频振荡。随着电力系统规模的不断扩大和快速励磁系统的大量应用,电网的低频振荡问题越来越引起人们的关注。低频振荡影响电力系统稳定性和继电保护装置的可靠性。介绍了低频振荡的一些概念、各种机理、研究现状、常用的分析方法和控制方法,并对以后的工作重点做了进一步的阐述。 关键词: 低频振荡;频率波动;负阻尼;分析方法 Low Frequency Oscillation in Power System GUO Quan-li (Electrical Engineering Department,Shenyang Institute of Engineering,Shenyang 110136,China) Abstract: Because of the lack of damping system or negative damping system on the transmission line caused power fluctuations generally between 0.1-2.0 Hz, usually called as low-frequency oscillations. With the development of the size of the power system and large applicationl of the rapid excitation system, the low-frequency oscillation (LFO) of the power system are causing for more and more concern. And low-frequency oscillation affect the stability of the power system and the reliability of the relay device. This text introduces the concept of low-frequency oscillations, all kinds of mechanism and research status, analysis and control methods, and elaborate the focus of the work for a further step. Key words: low-frequency oscillation; frequency fluctuating; negative damping; analysis method 中图分类号: TM711 文献标识码: A 文章编号: 1674-3415(2008)22-0114-03 0 引言 低频振荡产生的原因是由于电力系统的负阻尼效应,常出现在弱联系、远距离、重负荷输电线路上,在采用快速、高放大倍数励磁系统的条件下更容易发生。系统缺乏阻尼甚至阻尼为负,对应发电机转子间的相对摇摆,表现在输电线路上就出现功率波动,由系统缺乏阻尼或系统负阻尼引起的输电线路上的功率波动频率一般在 0.1~2.0 Hz之间,通常称之为低频振荡(又称功率振荡,机电振荡)。一般来说,电力系统振荡模式可分为两种类型:地区振荡模式和区域振荡模式,若系统低频振荡频率很低(0.1~0.5 Hz),则一般认为属互联系统区域间振荡模式。而如果振荡较高,在1 Hz以上,则认为是本地或区域间机组间的振荡模式[1]。对于地区振荡模式,振荡频率较高,参与的机组较少,因而只要在少数强相关机组上增加阻尼,就能显著地增加振荡模式的阻尼。对于区域振荡模式,振荡频率较低,参与的机组较多,因而只有在多数参与机组上增加阻尼,才能显著地增加振荡模式的阻尼。显然,抑制区域振荡模式的低频振荡要比抑制地区振荡模式的低频振荡更加复杂和困难,所以,系统运行中更容易发生区域振荡模式的低频振荡。 由于低频振荡影响着系统的安全稳定运行,并对继电保护装置动作行为产生相当大的影响,因而本文从低频振荡的一些概念和当前研究状况分析,总结了当前分析低频振荡问题的方法和进一步的研究方向。 1 低频振荡的负阻尼机理 电力系统受到扰动时,会发生发电机转子间的相对摇摆,表现在输电线上就会出现功率波动。如果扰动是暂时的,在扰动消失后,可能出现两种情况:一是发电机转子间的摇摆很快平息,二是发电机转子间的摇摆平息的很慢甚至持续增长,若振荡幅值持续增长,以致破坏了互联系统之间的静态稳定,最终将使互联系统解列。产生后者情况的原因是系统缺乏阻尼或者系统阻尼为负,现象表现为受

微电网储能技术研究综述

电力系统新技术 专业电力系统及其自动化 班级研1109班 学号1108080392 学生周晓玲 2012 年

电力储能技术 摘要:储能技术在电力系统中具有削峰填谷、一次调频、提高电网稳定性、改善电能质量、提高电网利用率、提高可再生能源的利用率等重要作用。本文主要介绍了抽水储能、飞轮储能、压缩空气储能、钠硫电池储能、液流电池储能以及超导储能、超级电容器储能等典型储能技术以及各自的国内外研究动态,比较了各种储能技术的优缺点,并对储能技术在电力系统中的不同应用进行了综述。 关键词:储能技术,可再生能源发电,消峰填谷,一次调频ABSTRACT:Power storage technology serves to cut the peak and fill valley,regulate the power frequency,improve the stability,and raise the utilization coefficient of the grid in the power system.This paper introduces various types of storage technology such as pumped hydropower,flywheel electricity storage technology,compressed air energy storage,sodium sulfur(NaS)battery,,Flow Battery Technology,super conductive magnetic energy storage and super capacitor storage discusses their advantages and disadvantages.The development trend and the Different applications of storage technology in the power system are also summarized. KEY WORDS:energy storage technology,renewable energy Resources power generation,peak load shifting,primary frequency 1.背景意义 近几十年来,电能存储技术的研究和发展一直受到各国能源、交通、电力、电讯等部门的重视。电能的存储是伴随着电力工业发展一直存在的问题,其实到现在为止也没有一种非常完美的储能技术,但经过几代科学家的努力,一些比较成熟的储能技术在各行各业发挥着重要的作用。储能的优点有很多,节能、环保、经济。比如火电厂要求以额定负荷运行,以维持较高的能源转换效率和品质,但用电量却随时间变化,如果有大容量、高效率的电能存储技术对电力系统进行调峰,对电厂的稳定运行和节能是至关重要的。另外,由于分布式发电在电网中所占的比例越来越高,基于系统稳定性和经济性的考虑,分布式发电系统要存储一定数量的电能,用以应付突发事件。随着电力电子学、材料学等学科的发展,现代储能技术已经得到了一定程度的发展,在分布式发电中已经起到了重要作用。储能已经成为除发、输、变、配、用五大环节的第六大环节。如下图即为储能在电力系统中的应用。

低频振荡问题综述

电力系统低频振荡分析综述 1. 低频振荡概念 电力系统在某一正常状态下运行时,系统的状态变量具有一个稳态值,但是电力系统几乎时刻都受到小的干扰影响,如负荷的随机变化或风吹架空线摆动等。当系统经受扰动后,其运行状态会偏离原来的平衡点,这时希望系统在阻尼的影响下经历一个振荡过程,回到稳定的平衡运行点。在这一过程中,如果系统的阻尼不足则会出现或观测到电力系统的低频振荡现象。 所谓的低频振荡,一般有如下的定义描述。电力系统中的发电机经输电线路并列运行时,在某种扰动作用下,发生发电机转子之间的相对摇摆,当系统缺乏正阻尼时会引起持续的振荡,输电线路上的功率也发生相应的振荡。这种振荡的频率很低,范围一般是0.2-2.5Hz ,称其为低频振荡[1]。 在互联电力系统中,低频振荡是广泛存在的现象。根据当今电力系统中出现过的低频振荡现象来看,功率振荡的频率越低时,涉及到的机组相对地就越多。研究中,按低频振荡的频率大小和所涉及的范围将其分为两类[2]或者说两种形式。 一种为区域内的振荡模式,涉及同一电厂内的发电机或者电气距离很近的几个发电厂的发电机,它们与系统内的其余发电机之间的振荡,振荡的频率约为0.7-2.0Hz 。 另一种为互联系统区域间的振荡模式,是系统的一部分机群相对于另一部分机群的振荡,由于各区域的等值发电机具有很大的惯性常数,因此这种模式的振荡频率要比局部模式低,其频率范围约为0.1-0.7Hz 。 关于这两种分类,可以在应用发电机经典二阶模型,并利用小干扰分析法说明低频振荡的过程中,通过讨论机组间的电气距离定性地分析出来,在本文后面的简单数学模型分析中将有说明。 由扰动引发的低频振荡受许多因素的影响,研究认为,当今电力系统发生低频振荡问题大多是由系统的阻尼不足引起。而一般来说,发电机转子在转动过程中受到机械阻尼作用,转子闭合回路、转子的阻尼绕组会产生电气阻尼作用。从互联系统自身来看,系统本身具有的自然正阻尼微弱性是发生低频振荡的内在因素。当然,在电力系统发生低频振荡时,往往是在系统中产生了负阻尼,这种负阻尼效应,使得总体的正阻尼作用减小甚至使系统的阻尼变为负。 研究认为,关于系统产生负阻尼的原因,较为确定的结论[3]有:发电机的励磁系统,尤其是高顶值倍数快速励磁系统会引起系统负阻尼;电网负荷过重时也会使系统阻尼下降;电网互联也可能导致系统的阻尼降低。 2. 简单的数学分析 由上所述,一般负担电压控制、无功功率分配等任务的发电机的励磁系统,在系统中可以提高同步发电机并联运行的稳定性,但它在不装设电力系统稳定器时,会对系统的阻尼造成一定的不利影响,可能引发低频振荡现象。下面将根据文献[1][4][5],以一阶惯性环节表达励磁系统,发电机采用三阶模型,忽略调速器动态,取单机无穷大系统,简单地对这一问题进行说明。下述公式以标么值表示,且均在工作点附近进行线性化,并转化为增量方程。 2.1 简单的数学模型与框图 (1)发电机转子运动方程的增量形式 0d dt ??δ=ω?ω ①

振荡电路的原理

高频放大器 使用高频功率放大器的目的是放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。 高频放大器的工作状态是由负载阻抗Rp、激励电压vb、供电电压VCC、VBB等4个参量决定的。如果VCC、VBB、vb 3个参变量不变,则放大器的工作状态就由负载电阻Rp决定。此时,放大器的电流、输出电压、功率、效率等随Rp而变化的特性,就叫做放大器的负载特性。 原理 放大电路所需的通频带由输入信号的频带来确定,为了不失真地放大信号,要求放大电路的通频带应大于信号的频带。如果放大电路的通频带小于信号的频带,由于信号的低频段或高频段的放大倍数下降过多,放大后的信号不能重现原来的形状,也就是输出信号产生了失真。这种失真称为放大电路的频率失真,由于它是线性的电抗元件引起的,在输出信号中并不产生新的频率成分,仅是原有各频率分量的相对大小和相位发生了变化,故这种失真是一种线性失真。 For personal use only in study and research; not for commercial use 高频小信号放大器的功用就是无失真的放大某一频率范围内的信号。按其频带宽度可以为窄带和宽带放大器,而最常用的是窄带放大器,它是以各种选频电路作负载,兼具阻变换和选频滤波功能。高频小信号放大器是通信设备中常用的功能电路,它所放大的信号频率在数百千赫至数百兆赫。高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大,从信号所含频谱来看,输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。 本级振荡电路 本级振荡电路图 本级振荡电路采用改进型晶体振荡电路(克拉伯振荡电路),振荡频率由晶振决定,为6MHz,三极管的静态工作点由RP0控制,集电极电流ICQ,一般取0.5mA~4mA,ICQ过大会产生高次谐波,导致输出波形失真。调节RP1可使输出波形失真较小、波形较清晰,RP2用来调节本振信号的幅值,以便得到适当幅值的本振信号作为载波。 混频器 工作频率 混频器是多频工作器件,除指明射频信号工作频率外,还应注意本振和中频频率应用范围。

微电网技术及其发展现状研究

2011年·06月·下期 学术·理论 现代现代企业教育 MODERN ENTERPRISE EDUCATION 企业 教育 25 微电网技术及其发展现状研究 吴 萍 尤向阳 (三门峡职业技术学院 河南 三门峡 472000) 摘 要:微电网充分发挥了分布式发电的价值和效益,可作为大型电网的有益补充,解决大规模电力系统的诸多潜在问题。本文介绍了微电网产生的背景,并阐释了其概念和结构特点,最后,对国内外微电网发展现状进行了对比研究。关键词:微电网 分布式发电 供电可靠性 引言 近年来,世界能源紧缺、环境污染、温室效应等问题越来越严重,分布式发电技术以具有低污染、高能源利用效率、可节约电网投资、提高大电网供电可靠性等优点得到重视。但是分布式电源(DG)单机接入成本高、控制困难,大量接入可能会对电网造成冲击,影响电能质量和系统的安全稳定。为协调大电网与分布式电源的矛盾,充分挖掘DG的价值和效益,在本世纪初,学者们提出了一个解决方法,即将DG及负荷一起作为公共配网的一个单一可控的子系统——微电网(Microgrid)。 一、微电网的概念 目前,国际上主要有美国、日本、欧盟等国家和地区给出了微电网定义。 美国电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)认为:微电网由负荷和微型电源共同组成、可实现热电联供,微电源主要由电力电子器件进行能量转换和控制。当微电网与大电网相连时,微电网可视为单一的受控单元。 日本三菱公司按规模大小将微电网分为小规模(发电容量10MW,燃料为可再生能源,主要应用于小型区域电网、住宅楼、岛屿和偏远地区)、中规模(发电容量100MW,燃料为石油或煤、可再生能源,主要应用于工业园)和大规模(发电容量1000MW,燃料为石油或煤,主要应用于工业区)3类。它将以传统电源供电的独立电力系统也纳入微电网系统,扩展了研究范畴。 欧盟定义的微电网具有以下特点:1、利用一次能源;2、使用微型电源; 3、可实现冷热电三联供;4、含储能环节;5、含电力电子设备; 6、分为不可控、部分可控和全控三种类型。 综合来讲:微电网就是采用大量的现代电力技术,将微电源,负荷,储能设备及控制装置等结合在一起,直接接在用户侧,可同时向用户供给电能和热能的小规模分散独立系统。 二、微电网的结构 与传统的输配电网相比,微电网的结构比较灵活,其具体结构根据负荷情况会有所不同,但基本单元一般包括微型电源、储能元件、能量管理及控制系统、负荷等。 表演动作,这样能帮助学生理解和记忆歌词,并在理解、记忆歌词的基础上,以形象生动,优美的歌舞动作进行演唱,使演唱更富有情感的表达性。歌曲选择方面可根据我们的教学进度和学生的学习程度要求学生自行选择歌曲,可以大量的上网搜索选择自己喜欢的也都适合的歌曲,并应用所学的方法进行演唱,阶段性的开展班级音乐会,激发学生的学习热情,让他们爱学、喜欢学。 四、自我体验学习声乐 声乐是幼教专业学生学习的重要技能之一,它是培养学生的演唱技能和道德情感的主要阵地。声乐在教学过程中比较枯燥,培养学生的自主学习尤为重要,变“要我学”为“我要学”,使他们真正成为学习的主人。 声乐的学习过程是很抽象的,我在讲解声乐理论时一般采取体验法,让学生自己感觉自己体验,比如:要讲打开喉咙就要学生体验咬苹果的感觉,要讲吸气就要让学生体验闻花香的感觉等等。如:区别音的高低、长短、强弱等时,教师启发学生比较大公鸡的啼声和母鸡啄食的“咯咯”声,大部分学生对鸡是熟悉的,就让他们自己去模仿这些叫声,通过学生的亲身模仿,很快就辨出哪个是高音,哪个是低音,通过类似的方法,又能辨别出飞机在跑道上起飞的马达声震耳,是强音,而飞机上高空我们听到的声音是弱音。进而上升到理性认识,这样做会培养学生善于动脑,善于捕捉音乐的能力。在这些教学当中我都尽量融入学生 的自主学习的观念,做到“做中学”。 在枯燥的发声练习过程中我会让学生动起来,在发声前要先活动开,或小跑,或做运动操,根据练声曲的节奏让学生踏步或者小跑着发声,这样可以让学生更加放松自然。也可以编成游戏的形式,如用问答的形式,一半学生问do re mi fa so ,另一半的学生答so fa mi re do ,这样可以提高学生的兴奋度,让练声得到更好的效果。也可以围成圈相互看,或站成面对面发声,相互评价相互学习。 五、结语 如今,知识的更新日新月异,高科技的发展日趋迅猛,面对教育的新形式,学生为中心的思想已深入人心,旧的体制和模式受到极大的冲击。作为幼教专业的音乐教师更应及时转变教学观念,只有教会学生自主学习,使学生掌握学习的方法,才能达到“今天的教是为了明天的不教”的目的,在课堂上努力创设学生自主学习的环境,发挥学生的自主意识,也只有学生学会自主学习,他们才能主动地去研究,去探索,去创造。以培养有创造力、有创新思维能力的新一代幼儿教师。 参考文献: [1]张天宝著.试论主体性教育的基本理论. [2]周明星,张柏清著.创新教育模式全书.北京教学出版社 .□

LC振荡电路的工作原理及特点

简单介绍LC振荡电路的工作原理及特点 LC振荡电路,顾名思义就是用电感L和电容C组成的一个选频网络的振荡电路,这个振荡电路用来产生一种高频正弦波信号。常见的LC振荡电路有好多种,比如变压器反馈式、电感三点式及电容三点式,它们的选频网络一般都采用LC并联谐振回路。这种振荡电路的辐射功率跟振荡频率的四次方成正比,如果要想让这种电路向外辐射足够大的电磁波的话,就必须提高其振荡频率,而且还必须是电路具备开放的形式。 LC振荡电路之所以有振荡,是因为该电路通过运用电容跟电感的储能特性,使得电磁这两种能量在交替转化,简而言之,由于电能和磁能都有最大和最小值,所以才有了振荡。当然,这只是一个理想情况,现实中,所有的电子元件都有一些损耗,能量在电容和电感之间转化是会被损耗或者泄露到外部,导致能量不断减小。所以LC 振荡电路必须要有放大元件,这个放大元件可以是三极管,也可以是集成运放或者其他的东西。有了这个放大元件,这个不断被消耗的振荡信号就会被反馈放大,从而我们会得到一个幅值跟频率都比较稳定的信号。 开机瞬间产生的电扰动经三极管V组成的放大器放大,然后由LC选频回路从众多的频率中选出谐振频率F0。并通过线圈L1和L2之间的互感耦合把信号反馈至三极管基极。设基极的瞬间电压极性为正。经倒相集电压瞬时极性为负,按变压器同名端的符号可以看出,L2的上端电压极性为负,反馈回基极的电压极性为正,满足相位平衡条件,偏离F0的其它频率的信号因为附加相移而不满足相位平衡条件,只要三极管电流放大系数B和L1与L2的匝数比合适,满足振幅条件,就能产生频率F0的振荡信号。 LC振荡电路物理模型的满足条件 ①整个电路的电阻R=0(包括线圈、导线),从能量角度看没有其它形式的能向内能转化,即热损耗为零。 ②电感线圈L集中了全部电路的电感,电容器C集中了全部电路的电容,无潜布电容存在。 ③LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波,是严格意义上的闭合电路,LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化,即便是电容器内产生的变化电场,线圈内产生的变化磁场也没有按麦克斯韦的电磁场理论激发相应的磁场和电场,向周围空间辐射电磁波。 能产生大小和方向都随周期发生变化的电流叫振荡电流。能产生振荡电流的电路叫振荡电路。其中最简单的振荡电路叫LC回路。 振荡电流是一种交变电流,是一种频率很高的交变电流,它无法用线圈在磁场中转动产生,只能是由振荡电路产生。 充电完毕(放电开始):电场能达到最大,磁场能为零,回路中感应电流i=0。 放电完毕(充电开始):电场能为零,磁场能达到最大,回路中感应电流达到最大。 充电过程:电场能在增加,磁场能在减小,回路中电流在减小,电容器上电量在增加。从能量看:磁场能在向电场能转化。 放电过程:电场能在减少,磁场能在增加,回路中电流在增加,电容器上的电量在减少。从能量看:电场能在向磁场能转化。 在振荡电路中产生振荡电流的过程中,电容器极板上的电荷,通过线圈的电流,以及跟电流和电荷相联系的

微电网文献综述

微电网文献综述 摘要:微电网是发挥分布式电源效能的有效方式,具有巨大的社会与经济意义。本文从概述角度介绍了微电网规划设计和电力系统仿真软件DIgSILENT在微电网建模和仿真中的应用,论述了微电网系统的控制策略和经济运行,指出了微电网技术的发展前景。 关键字:微电网;综述;DIgSILENT;控制策略 引言 分布式发电以其可靠、经济、环境友好、能源综合利用率高等优点越来越受到各国的重视和大力推广。然而,分布式发电技术自身存在诸多潜在弊端,如电源接入成本高、功率输出波动等,其规模化接入电网后会给电网运行控制带来一系列影响。为了协调大电网与分布式电源间的矛盾,智能微电网作为·种新型分布式能源组织形式应运而生,微电网是一种将分布式电源、负荷、储能装置、变流器以及监控保护装置有机整合在一起的小型发配电系统。 目前,随着我国微电网研究工作的不断深入,已经涉及了几乎所有技术方向,包括:①研究微电网(包括分布式电源)规划与设计,以使微电网能够更优的发挥其对配电网的正面作用,改善供电质量和可靠性;②研究微电源运行特性,为分布式电源的选择提供依据;③研究微电网运行控制与能量管理(包含储能技术),以提高微电网运行效率并降低排放;④研究微电网并网问题,以减小微电网接入对配电网的扰动,发挥微电网提高供电可靠性的优势;⑤研究微电网孤岛运行;⑥研究微电网保护。 一、微电网规划 1、智能微电网主要具有以下特点: (1)自治性:微电网是由分布式电源、负荷、储能单元构成的小型系统,运行方式灵活,可以独立自治运行,实现自我控制、保护与管理。 (2)互动性:微电网运行控制在采集分布式单元信息的基础上,实现了配电网、微电网、控制器间的互动通信。 (3)多元性:微电源构成多元化,有热电联产燃气轮机、柴油机等高效低污染电源及风力、光伏发电单元。负荷类型多元化,有敏感型、非敏感型,可控型、非可控型等。 2、微电网电压等级与容量的一般选取原则 3、微电网网架结构设计

电力系统低频振荡

电力系统低频振荡综述 1 研究背景和意义: 随着互联的电力系统规模不断扩大,电力系统的稳定性问题也越来越突出。20世纪60年代美国的西北联合系统与西南联合系统进行互联运行时,发生了功率的增幅振荡,最终破坏了大系统间的并联运行。自此之后,低频振荡一直是电力系统稳定运行中备受关注的重要问题之一。除此之外,日本、欧洲等也先后发生过低频振荡。在我国,随着快速励磁装置使用的增加,也出现了低频振荡现象[1],如:1983 年湖南电网的凤常线、湖北电网的葛凤线;1994 年南方的互联系统;1998 年、2000年川渝电网的二滩电站的电力送出系统;2003 年2、3 月南方--香港的交直流输电系统;2005 年10 月华中电网等。以上电网都曾发生全网性功率振荡。电力系统低频振荡一旦发生,将严重威胁电网的安全稳定运行,甚至可能诱发连锁反应事故,造成严重的后果[2]。因此,对低频振荡进行深入研究并分析其控制策略具有十分重要的意义。 我国的超大规模交流同步电网的互联以及交直交混合互联电网已经初具规模,并且发展迅速。2011年12月,由我国自主研发、设计、制造和建设的,目前世界上运行电压最高、输电能力最强、技术水平最先进的交流输电工程——1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程扩建工程正式投入运行;2012年3月,锦屏-苏南±800千伏特高压直流输电线路工程全线贯通。仿真分析和现场试验结果表[3-4]:跨区交流联网特别是弱联系交流联网将带来大扰动的暂态稳定问题和小扰动的动态稳定问题,其中,大扰动后暂态功率的大范围传播和0.1Hz左右的超低频振荡对互联电网的安全构成威胁,应采取有效

电力系统振荡的原因及危害知识讲解

电力系统振荡的原因 及危害

电力系统振荡的原因及危害 1前言 XXXX公司是装机容量为2×600MW的新建大型火力发电厂,它同原有XXXX公司的2×500MW俄罗斯汽轮机组构成一个电源点,经三条500KV 线路向系统送电,地处京津唐负荷中心,对电网稳定起着重要的支撑作用。作为京津唐电网最大的发电机组,其发电机励磁系统性能的优劣对华北电网的稳定运行具有举足轻重的影响。 根据国家十五计划实现全国联网的要求,华北电网规定,新建大型发电机组励磁系统应有系统稳定措施并调整好后才能并网运行,为此我厂先后完成了对3#、4#机组的电力系统稳定器(PSS)定值整定和试验工作,实验效果明显。应国家电力调度中心要求,2003年6月18日,在华北电力调度局方式处的组织下PSS正式投入运行。 2低频振荡产生原因分析及危害性 电力系统低频振荡在国内外均有发生,通常出现在远距离、重负荷输电线路上,或者互联系统的弱联络线上,在采用快速响应高放大倍数励磁系统的条件下更容易出现。随着电力电子技术的快速发展,快速励磁调节器的时间常数大为减少,这有效地改善了电压调节特性,提高了系统的暂态稳定水平。但由于自动励磁调节器产生的附加阻尼为负值,抵消了系统本身所固有的正阻尼,使系统的总阻尼减少或成为负值,以至系统在扰动作用后的功率振荡长久不能平息,甚至导致自发的低频振荡,低频振荡的频率一般在0.2-2Hz之间。(风险管理世界 低频振荡会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间的失步而解列,严重威胁电力系统的稳定。解决低频振荡问题成为电网安全稳定运行的重要课题之一。 3PSS原理及其作用 为了既能利用高放大倍数的励磁调节器又能避免其负阻尼效应,人们对传统励磁系统进行了改进。对一个可能引起负阻尼的励磁调节器,向其中注入某些附加控制信号,使之可以提供正的阻尼,平息振荡,这就是PSS最基本的原理。PSS作为一种附加励磁控制环节,即在励磁电压调节器中,通过引入附加信号,产生一个正阻尼转矩,去克服励磁调节器引起的负阻尼,控制量可以采用电功率偏差(△P)、机端电压频率偏差(△f)、过剩功率(△Pm)、和发电机

微电网研究综述

2014年5月(上) [摘要]微电网是分布式发电、负荷、储能装置及控制装置构成的一个单一可控的独立发电系统,是我国电网建设中一种新型的网络结构。 是应对目前能源、资源问题的有效途径。国内学术及研究机构对微网的研究主要集中在微电网的经济性运行、微电网的核心技术研究、微电网的优化调度以及并网运行等领域。各研究表明:从经济性层面看:微电网发展符合国家节能减排政策、提高发电效率;从技术层面看:微电网仍面临并网输电时需要克服新能源中风能、太阳能等发电的不稳定性难题;尽管如此,成熟的微电网不仅可以提高电力系统的可靠性和稳定性,而且有助于减轻当今越来越严重的雾霾问题。 [关键词]微电网;经济运行;核心技术;优化调度;并网运行微电网研究综述 赵磊 曾芬钰 王霜 (上海电力学院,上海市200090) 一、微电网的经济性运行 众所周知,微电网的研究及发展归根结底是为了解决目前全球性能源资源紧张,环境污染日益严重的问题。因而,微网发展经济性问题就成为发展微电网需要解决的首要问题。贺鹏,艾欣(2012)分别从微电网的成本及经济性等方面阐述了微电网与传统电网在经济方面的区别,目前典型的经济调度模型是美国CERTS 提出的分布式电源用户侧模型(DER-CAM )。微电网的建设势必将会引起人们对微电网的成本及收益的思考。璟杨海晶,王等(2013)通过实验,以“金太阳工程”项目为案例验证微电网的收益能力,微电网后期发电成本会以每年6%至10%的趋势下降。所以前期应主要通过财政补助来实现微电网成本回收,充分鼓励用户利用新能源。[1] 茆美琴,孙树娟,苏建徽等(2011)提出了将电动汽车加入微电网的设想,电动汽车在接入微电网时具有两方面作用:1)充电时可作为是负载;2)也可作为电源对微电网进行供电。电动汽车不仅减少了微电网投资费用,而且提高了供电的可靠性。[2] 只有当微电网的建设深入到寻常百姓及社会普通住宅区中,才会实现微网的节能、高效、等作用。ToruKobayakawa (2013)以印度Sagar 岛的微电网数据为基础,分别从村民的家庭里成员的教育背景、家庭收入水平、购买煤油支出等方面进行分析论证:影响微电网建设的原因主要是初装费用或税费太高,其次才是微电网的链接质量问题。这可为我国微电网的投资建设区域提供一个大体依据。 微电网在经济方面存在着巨大的发展潜力。虽然微电网的建设存在着前期投资较大、居民接受情况等一系列问题,但微电网发展的趋势是不变的,尤其是微网在节能减排、提高用电效率等方面存在着的巨大优势。 二、微电网的核心技术研究 从微电网整体来看,刘文,杨慧霞等(2012)指出,目前微电网的关键技术主要包括:新能源的接入、电力设施、控制技术、储能技术等方面。在实验基础上李瑞生(2013)得到更深一层的结论:微电网并离网与运行控制等技术是当前微电网发展的关键技术。[3]另一方面,张章,宋海峰(2011)指出储能是实现微电网可靠运行的重要手段。目前,从技术成熟度来看,铅酸蓄电池是目前最佳选择。 在并网技术方面,杜秀丽,黄琦等(2009)认为并网逆变器可以通过无功补偿和谐波抑制等方式改善电能质量。理想并网逆变器应具备:传送无功功率、传送有功功率和谐波抑制3种工作模式。[4]并网逆变器在并网运行时起到了关键作用,保证了电力系统的稳定运行。 以上微电网运行的关键技术不外乎在于:储能技术、并网运行、电能质量等几个问题。其中储能技术到目前为止国内的研究已经取得了重大突破,在并网运行方面的相关技术也日趋成熟,在优化调度方面国内外的相关研究也越来越多。 三、微电网的优化调度 随着对微电网研究的深入,由于微电网中的分布式电源特性各异、种类繁多。如何在配电网中确定合理的分布式电源结构,有效利用各种类型电源,成为迫切需要解决的问题。 微电网是一个多对象、多目标的联合体,在微网优化运行方面郗宏伟(2013)研究了基于微分免疫算法的微电网优化运行方法,指出微电网优化运行是一个非线性、多目标的问题。从需求侧方面,周晓燕、刘天琪等(2013)基于实际风光资源和微电网运行成本数据,采用模糊评价函数并以河北承德风力发展基地全年发电量数据为算例得出结论:在满足负荷需求和分布式电源出力限制的前提下,提高了全网经济性和安全性。[5] 不同的控制策略、优化目标都决定了微电网的优化结果。白峪豪(2012)采用主网供电、供热方式,在基于状态迁移的粒子群优化方法下得到结论:合理配置分布式电源可以有效地削峰填谷,与传统电网相比微电网供电带来了明显的环境效益。[6]陈健,王成山,赵波等(2013)采用改进型非劣排序遗传算法寻求最优配置方案得出:对于环境保护要求较高的地区,可适当提高环境成本的权重系数;对于注重经济效益的地区,可加大成本的权重系数。 总的来说,通过不同的目标和要求,设置不同的权重系数,这对微电网优化会更有效、合理。[7] 微电网优化调度的关键就是在各种分布式电源之间实现最优化配置,而实现最优化调度中的关键就是建立最优化数学模型。在采用经济类分析时容易产生较大误差,但方法更容易掌握。而遗传算法的分析结果更加准确。 所以,在只是分析大体趋势时最好采用经济学分析方法,相应的,在对分析结果要求准确时最好采用遗传算法及微分算法。 四、微电网的并网运行 微电网有孤岛运行与并网运行两种方式。相对于孤岛模式,并网运行时微电源可以始终运行在最大功率点处,电源逆变器输出电能必须满足电网电压幅值、频率和相位一致。微电源并网发电既能最大限度合理地利用新能源,又能解决用户不断增长的用电需求。 微电网与大电网并网之后,二者之间相互影响。魏于萍(2013)认为微电网技术能够解决传统分布式电源的分散接入、单独并网所带来的整体不受控问题,有利于提升电网可控性。有利于在孤岛运行与并网运行之间平滑切换。[8]除去并网和孤岛两种运行模式外,李富生,李瑞生,周逢权等(2013)指出还应有微电网过渡阶段。过渡阶段包括由并网转离网的解列过渡阶段、由离网转并网过渡状态和停运过渡状态。同时还提出:微电网的并网运行的主要功能是实现经济优化调度、配电网联合调度、间歇性分布式发电预测、负荷预测。[9] 至此为止,关于微电网的核心技术以及其控制并网的相关技术指标都已得到大致地总结,其中并网稳定运行与控制成为微电网的核心甚至影响着了微电网的发展。微电网的发展更加利于中国未来电力系统发展和超高压电网的建设需求。 五、微电网面临的问题和发展前景 当今,微电网已经成为世界各国争相发展的新兴电网结构,美国、日本等国家已经形成了一系列严谨的理论与模型结构。武星,殷晓刚,王景等(2013)指出在中国,微电网的发展与可再生能源的发展密不可分。 但目前还有许多问题丞待解决:首先,缺乏相关(下转第235页) 230

二滩水电厂低频振荡现象及根源分析

二滩水电厂低频振荡现象及根源分析 庞晓艳 李明节 梁汉泉 陈苑文  四川省电力公司调度中心    摘要:本文介绍了二滩水电厂多次出现的低频振荡现象和机组励磁系统,分析了低频振荡现象发生的背景和根源。现场试验表明,机组励磁系统设计存在缺陷,其伏特/赫兹(V/Hz)限幅环节限制了PSS输出信号。在二滩机组带满负荷运行,多台机组增加励磁调压时,多台机组PSS功能同时退出,致使PSS功能未能真正发挥作用。这些教训对大容量机组励磁系统设计、调试及运行等具有指导意义。 关键词:低频振荡;电力系统稳定器(PSS);伏特/赫兹(V/Hz)限制 一前言 二滩水电厂位于四川省西南部攀枝花地区,装机容量6550MW,经1100多公里的500kV输电通道向川渝和华中电网送电。根据川渝孤立电网、川渝-华中互联电网的小干扰稳定性分析,在二滩大功率远距离输电方式下,系统均存在1个与二滩、宝珠寺和铜街子机组强相关的负阻尼振荡模式。为此在二滩、宝珠寺和铜街子机组励磁系统中,投入了电力系统稳定器(以下简称PSS)附加控制功能,并经过现场调试投入运行,而且时域数字仿真表明,系统PSS配置方案可以明显改善系统阻尼特性,防治低频振荡现象的发生。  但是自2001年8月以来,二滩水电厂已多次发生低频振荡现象,而且电厂现场打印记录显示机组PSS功能一直处于投运状态。为了弄清低频振荡发生的根源,我们对多次发生低频振荡的背景和二滩机组励磁系统进行了分析,并通过现场试验,最终查明了低频振荡的根源。本文将介绍二滩水电厂多次出现的低频振荡现象、机组励磁系统及现场试验情况等,提出了在大容量机组及励磁系统设计、调试和实际运行中需注意的问题。 二低频振荡现象及特点 1.2001年8月3日低频振荡 20:47 因负荷中心电压低,四川省调通知二滩将电压调至电压曲线上限,二滩5台机组相继增加了励磁。 20:48 二滩汇报电压在532KV至539KV之间波动。 20:53 龚嘴电厂汇报7台机有功、无功均在波动,无功摆动大,有功摆动小。 20:54 洪沟站汇报500KV、220KV所有电流表计均在摆动;龙王站汇报电压在510-520KV之间波动;江油电厂汇报机组励磁电流波动大;映秀湾汇报110KV有功波动大,电压基本无波动。

微电网国内外研究现状综述

微电网国内外研究水平综述 微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段,所以分布式发电是21世纪电力行业发展的重要方向。随着电网中分布式发电系统数量的日益增多,尤其是基于可再生能源的并网发电装置在分布式发电系统中应用的日益广泛,随着世界科技的不断进步,当今电网的负荷越来越大,随之而来的是问题不断的增多。解决当今电力系统中存在的诸多问题已经成为研究者们头等的问题。 长期以来,电力系统向大机组、大电网、高电压的方向发展。进入20 世纪80 年代,各种分散布置的、小容量的发电技术又开始引起人们的关注,经过20 多年的发展,分布式发电已成为一股影响电力工业未来面貌的重要力量。 1) 应对全球能源危机的需要。 随着国际油价的不断飙升,能源安全问题日益突出,为了实现可持续发展,人们的目光转向了可再生能源,因此,风力发电、太阳能发电等备受关注,快速发展并开始规模化商业应用,而这些可再生能源的发电大都是小型的、星罗棋布的。 2) 保护环境的需要。 CO2 排放引起的全球气候变暖问题,已引起各国政府的高度重视,并成为当今世界政治的核心议题之一。为保护环境,世界上工业发达国家纷纷立法,扶持可再生能源发电以及其他清洁发电技术(如热电联产微型燃气轮机) ,有利地推动了DG的发展。 3) 天然气发电技术的发展。 对于天然气发电来说,机组容量并不明显影响机组的效率,并且天然气输送成本远远低于电力的传输,因此比较适合采用有小容量特点的DG。 4) 避免投资风险。 由于难以准确地预测远期的电力需求增长情况,为规避风险,电力公司往往不愿意投资大型的发电厂以及长距离超高压输电线路。此外,高压线路走廊的选择也比较困难。这都促使电力公司选择一些投资小、见效快的DG项目来就地解决供电问题。 在国际上,DG 的发展方兴未艾。在美国,1978 年修改了《公共事业法》,以法律的形式要求各电力公司接受用户的小型能源系统,特别是热电机组并网;2000 年,热电联产装机容量已占总装机容量的7 %,预计到2010 年将占其总装机容量的14 %;2008 年,风力发电装机容量达2500 万kW;太阳能装机容量达87 万kW。欧洲在世界上最早开始应用DG。目前,丹麦、芬兰、挪威等国的DG 容量均已接近或超过其总发电装机容量的50 %;欧洲DG 应用规模最大的德国,2008 年末风电装机容量达到2300 万kW ,太阳能发电装机容量达540 万kW。 我国应用的DG 原来主要以小水电为主,风电、光伏发电等起步相对较晚。2003 年以来,国家强力推进节能减排,颁布了《可再生能源法》并制定了一系列促进可再生能源利用与提高能效技术发展的政策。到2008 年底,我国风力发电装机容量达到1200 万kW ,跃居世界第三位;光伏发电装机容量达到14 万kW。 近年来,各国政府对能源安全与环境问题高度重视。美国、欧盟都提出2020 年应用可再生能源占总能源消费的比例超过20 %;我国也制定了2020 年应用可再生能源占消费总能源的比例达15 %的目标。目前,各国可再生能源发电容量在

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