發(fā)電機模型降階與異步阻尼系數研究

2017-04-12 11:29:22 大云網　點擊量：評論 (0)

核心提示：　　效異步阻尼系數的算法。算例明由該算法求得的等效異步阻尼系數，可準確描述阻尼繞組對電力系統(tǒng)穩(wěn)定的作用。　　以往人們在從事電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析研究或控制器設計時，為節(jié)約計算內存避免濰數災難

核心提示：　　效異步阻尼系數的算法。算例明由該算法求得的等效異步阻尼系數，可準確描述阻尼繞組對電力系統(tǒng)穩(wěn)定的作用。　　以往人們在從事電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析研究或控制器設計時，為節(jié)約計算內存避免濰數災難等，常對電力系

　　效異步阻尼系數的算法。算例明由該算法求得的等效異步阻尼系數，可準確描述阻尼繞組對電力系統(tǒng)穩(wěn)定的作用。

　　以往人們在從事電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析研究或控制器設計時，為節(jié)約計算內存避免濰數災難等，常對電力系統(tǒng)做定的簡化與降階處理。通常的做法是對某些發(fā)電機組不計阻尼繞組的作用，按簡化模型考慮，從而達到降階目的。有假設認為，在電力系統(tǒng)低頻振蕩過程中，個阻尼繞組中感應的電流仍小得可以忽略，因此在系統(tǒng)模型中可完全忽略阻尼繞組。

　　如果發(fā)電機組的阻尼強弱與電力系統(tǒng)的主導振蕩模式或不穩(wěn)定振蕩模式敏感相關，簡單地忽略該機組的阻尼繞組，舍棄該機組的異步阻尼作用，可能會將個穩(wěn)定的電力系統(tǒng)判別為不穩(wěn)定。環(huán)穩(wěn)定的結論迫使人們采取措施來提高穩(wěn)定性，從而造成不必要的經濟損失。針對這種情況，本文采用特征值及其靈敏度分析技術，給出種發(fā)電機降階前后保持敏感振蕩模式特征值實部不變的等效異步阻尼系數的算法，并通過算例得出了相應結論。

　　般發(fā)電機組的模型階數越高，對發(fā)電機組的描述就越詳盡真實，但占用計算機內存越多分析計算速度越慢。因此，采用發(fā)電機降階模型具有定作用的次暫態(tài)電勢變化模型作為原模型，將不含發(fā)電機阻尼繞組的暫態(tài)電勢變化模型做為降階模型，研宄等效異步阻尼系數的算法。

　　計及阻尼繞組的發(fā)電機交直軸次暫態(tài)電勢分另1為和，可得發(fā)電機組滑差的增量微分方程式如下其中，為機組的機械阻尼系數，其它各符號的含義文獻2.由此可得出如下形式的全電力系統(tǒng)線性化微分方程式2力蘼，其中，4為包含和7等參數的系數矩陣。

　　為降低矩陣4的階數，只考慮發(fā)電機交軸暫態(tài)電勢，的變化，可得發(fā)電機組滑差的增量微分方程式如下其中，為發(fā)電機組的綜合阻尼系數。同理，可得出如下形式的全電力系統(tǒng)線性化微分方程式其中，1為包含，和巧等參數的系數矩陣。對于發(fā)電機組的綜合阻尼系數，有以下關系成立其中，認為發(fā)電機阻尼繞組的等效異步阻尼系數。

　　性研究分析結果帶來偏差。

　　先求出機組綜合阻尼系數，再減去機械阻尼系數，即可得出等效異步阻尼系數。由于每臺機組阻尼于機組阻尼的大小主要影響本機組機械振蕩模的衰減，而對振蕩頻率的影響不大，因此等效異步阻尼系數可按如下計算步驟求取。

　　1按式2求未降階電力系統(tǒng)的特征值與特征向量，然后求系統(tǒng)所有共軛復數特征值實部對將要降階的機組阻尼系數靈敏度。

　　其中，為第纟對共軛復數特征值實部金系統(tǒng)共有爪。對共軛復數特征值，民分別為第1對共軛復數特征值的左右規(guī)范化特征向量，0為第7臺降階機組阻尼系數全系統(tǒng)共有臺降階機組。按上述靈敏度值最負，識別出第臺降階機組對應的共軛復數特征值，其實部記為1.扣盡。

　　取降階機組的綜合阻尼系數初值1=，貧為零，置計算迭代次數=0，給定計算精度為安。

　　按式4求降階電力系統(tǒng)的特征值與特征向量，然后求系統(tǒng)所有共軛復數特征值實部對降階機組阻尼系數的靈敏度識別出第臺降階機組對應的共軛復數特征值，其實部記為=盡。

　　值進行特征值配置。記第臺降階機組的綜合阻尼系數修正量為4，有5如果，輸出計算結果并停止迭代計算。否則令左+1=，按修正后的綜合阻尼系數修正矩陣轉入步驟3.

　　及運行參數標么值。節(jié)點號機是臺12肘小機組等值機，節(jié)點42號機是5臺100，賈機組等值機，節(jié)點53號機是3臺100，賈機組等值機。節(jié)點13帶有負荷。為簡要說明問，所有負荷按恒定阻抗考慮，所有發(fā)電機定子繞組電阻和機械阻尼系數取為零。調節(jié)系統(tǒng)框及參數的含義詳1號機為固定勵磁；23號機的勵磁調節(jié)系統(tǒng)相同，參數如下13號機均為汽輪發(fā)電機。對應的單機調速系統(tǒng)相同，參數如下1號機無中間再熱環(huán)節(jié)1號等值機的單機發(fā)電機參數為相對功角變化曲線穩(wěn)定措施，防止系統(tǒng)瓦解5.顯然，這種結論將會造成不必要的經濟損失。

　　比較42可知，在采用發(fā)電機降階模型時，用阻尼繞組在大干擾過程中的作用。

　　1采用發(fā)電機降階模型應謹慎，只要計算機硬件條件許可，應盡量避免采用降階模型。在采用不含阻尼繞組的發(fā)電機組降階模型時，忽略阻尼繞組的異步阻尼作用，將可能會給研究或分析結果帶來錯誤的結論，從而將會造成不必要的經濟損失。2米用特征值及其靈敏度分析技術，給出種發(fā)電機降階前后保持敏感振蕩模式特征值實部不變的等效異步阻尼系數的算法。算例明，該算法可較好地計及阻尼繞組對電力系統(tǒng)穩(wěn)定的作用。

　　3.1發(fā)電機模型降階與等效異步阻尼系數分析計算情況1發(fā)電機采用式1模型，可得3號機所對應的機械振蕩模式特征值分別為42±12.7365值的實部均為負其它特征值未列出，說明該系統(tǒng)在所研宄的運行方式下是小干擾穩(wěn)定的。

　　情況2發(fā)電機采用式2降階模型且不計異步阻尼作用，可得13號機所對應的機械振蕩模式特征值分別為+1.0919±12.275不穩(wěn)定的。為改善該系統(tǒng)的穩(wěn)定性，該結論迫使人們不得已要在有關發(fā)電機組上裝設附加控制器，最終會造成投資浪費。

　　情況3發(fā)電機采用式2降階模型并計及阻尼繞組的異步阻尼作用，由本文算法得出13號等值機的單機等效異步阻尼系數分別為1.332 14.1373和7.3569，所對應的機械振蕩模式特征值分±6.8307.與情況1比較可知，采用本文提出的等效異步阻尼系數算法，可在采用降階模型的同時，較好地保留阻尼繞組的異步阻尼作用，從而較好地保持穩(wěn)定性分析結果的正確性。

　　應該指出，上述等效異步阻尼系數只是針對種運行方式求取的。如果涉及到多種運行方式，則必須計算并采用多個與各運行方式對應的等效異步阻尼系數。

　　3.2大千擾作用下的系統(tǒng)仿真計算在上述系統(tǒng)中，節(jié)點2與3之間的支路是由2回參數完全相同的線路組成的，當其中回線路節(jié)點3開關線路側發(fā)生相永久短路故障0.128切除故障時，24分別對應上述情況13.5是在情況2下切除故障的同時，聯切1號節(jié)點40負荷及90機組的情況。中，縱軸為相對功角，單位為。；橫軸為時間，單位為3.

　　由2可知，系統(tǒng)內機組能夠保持同步運行。但蕩，最終失去同步。在這種結論下，必須采取反事故余耀南。動態(tài)電力系統(tǒng)初。北足水利電力出版社，1985西安交通大學。電力系統(tǒng)計算阽。北京水利電力出版社，1978.

　　責任編輯張重實，