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关键词： 油田电力系统   异步电动机启停   暂态稳定   暂态稳定分析   EDSA仿真  

摘要： 可靠的电力供应是保证油田企业安全生产的基本前提。与普通电力系统相比,油田电力系统有其自身的独特特点,特别是油田负荷主要由电动机、抽油机、抽油杆和抽油泵四大部分构成,在抽油机的一个采油冲程中,上冲程需要很大的驱动力矩,而下冲程驱动力矩很小或为负值。因此,油田负荷实际上是在电动与发电状态之间的反复切换,这种状态的切换,涉及到电动机的频繁启停,当电动机容量达到一定规模时,其启停对油田电力系统的冲击很大,严重影响到系统的安全稳定。因此,深入研究电动机的不同启停方式对油田电网暂态稳定的影响,对保证油田电力系统安全,保障油田正常生产具有举足轻重的作用。论文在分析普通电力系统暂态稳定问题的研究对象和范围、基本数学模型、常用分析方法及仿真计算工具的基础上,通过深入剖析油田电力系统特点及影响系统暂态稳定的主要因素,建立了油田电力系统暂态稳定分析计算的数学模型,通过对异步电动机稳态及动态模型的分析,探讨了异步电动机启停对油田电力系统暂态稳定的影响。论文以中东地区某油田电力系统为研究对象,利用Paladin DesignBase5.0(即油气电力系统领域广泛使用软件EDSA的升级版本)电力系统仿真软件对该系统采用时域仿真法进行暂态稳定分析,通过对全电压启动、星-三角降压启动、转子侧串电阻器启动、全电压启动时且存在不同电压等级线路故障、不同负载系数启动及不同惯性时间常数启动等场景的仿真计算,分析了异步电动机各种启停方式对系统暂态稳定的影响,并根据仿真结果给出提高油田电力系统暂态稳定的建议。

ISBN: (纸本)9787512395701

关键词： TCSC   暂态稳定   时域仿真   能量函数  

摘要： 近年来,随着电力需求的增长,电网负荷强度提高,电力系统的暂态稳定问题日益突出,如何提高电力系统的暂态稳定性已成为一个急待解决的问题。为满足远距离大容量电力输送,以及新能源发电并网的要求,可控串联补偿器(ThyristorControlledSeries Compensation,简称TCSC)等基于电力电子技术的灵活交流输电(Flexible AC TransmissionSystem,简称FACTS)元件在电力系统中的应用日益增加,为电力系统暂态稳定分析提出了新的研究课题。TCSC是一种串联在交流输电线路中的阻抗补偿装置,它通过晶闸管快速控制来实现阻抗的大范围连续调节,是一种典型的串联型FACTS技术。利用TCSC可以提高功率输送能力、抑制功率振荡以及提高暂态稳定性等,为远距离输电提供了技术手段,已取得若干实际应用。在研究TCSC的动态行为及其对电力系统的影响方面,目前的主要方法包括时域仿真法和直接法,这两种方法均存在一些困难,如时域模型的准确建立、有效的仿真方法、能量函数的构造等都有待深入研究。本文的主要工作如下:(1)建立了含TCSC的电力系统数学模型,包括同步发电机模型、负荷静态模型、网络结构保留模型和TCSC控制模型。(2)针对单机无穷大系统及多机系统分别完成了含TCSC电力系统的潮流计算及时域仿真计算。(3)阐述了含TCSC的电力系统在网络结构保留模型下的能量函数构造。详细介绍了能量函数构造的方法与步骤,证明了 TCSC静态模型能量函数的单调下降特性。对考虑动态TCSC模型的单机及多机电力系统能量函数进行了运算,通过其导数的非正特性表明其能量构造的正确性。计算结果表明,TCSC能抑制系统振荡并提高系统暂态稳定性。本文提出的考虑TCSC静态特性的能量函数满足单调下降要求。考虑TCSC动态的能量函数法暂态稳定性分析仍需进一步研究。

关键词： 交直流电力   暂态稳定   分析与控制   研究  

摘要： 随着社会的不断发展,我国电力的规模也在逐渐扩大,电力输送与控制问题成为了人们关注的焦点。由于我国能源的分布规律呈现出不均衡的状态,所以电力运输过程中要经过许多复杂的地形与区域。传统的交直流电力系统已经无法满足当前的运作状态,呈现出不稳定的现象。本文以交直流电力的暂态稳定机理作为出发点,对控制方式进行分析。

关键词： 暂态电能质量   复合扰动   电压暂降   小波变换   αβ-dq坐标变换  

摘要： dq坐标变换及其改进算法是检测暂态电能质量的常用方法,但在复合扰动情况下dq变换方法的检测精度会受到很大影响。针对此问题,提出了一种基于dq变换与小波多分辨率分析相结合的暂态电能质量检测方法。通过小波多分辨率分析分离出电压的低频信号成分,然后再对分离出的低频信号成分进行瞬时dq变换。同时用形态滤波分离出电磁暂态扰动,避免了各扰动检测之间的相互影响。最后利用Matlab/Simulink对所提方法和常规dq变换方法在复合扰动情况下的检测进行了仿真对比,结果表明所提方法适应能力强,具有非常优越的综合性能。

关键词： 双馈风电机组   简化模型   暂态稳定   转子crowbar   变流器   多态特性  

摘要： 大规模风电并网对系统暂态和中长期稳定都有重要影响,提出能够用于电力系统稳定分析的风电机组、风电场简化模型对于深入研究风电与电网暂态互动是十分重要的。目前WECC、IEC、GE等研究机构已提出了各自的风电机组、风电场标准化通用模型,但模型均较为简化,对于双馈风电机组建模没有考虑暂态过程中的变流器闭锁和转子crowbar投切等机制,导致外特性准确性不足,使得暂态稳定分析结果过于乐观。针对该不足,文中按多时间尺度模型简化原理,系统地推导双馈风电机组气动、机械及电气部分的简化模型,并着重探讨电网电压扰动强度与风电变流器"电流源–电压源–无源阻性"3种状态特性的关系,从而导出能直接用于暂态稳定分析的简化模型和Crowbar投入、切出代数判据,在保证仿真效率的同时提高了模型暂态特性的精度。最后,通过与详细模型的仿真对比及与机组实验结果的对照,验证所提简化模型的有效性。

关键词： 风电场   电力系统   暂态稳定性   低电压穿越  

摘要： 大规模风电场并网将会影响电力系统暂态稳定性。基于直流潮流模型、扩展等面积定则并利用Matlab/Simulink仿真分析了不同的电压跌落、故障持续时间以及低电压穿越(LVRT)控制策略对系统暂态稳定性的影响。仿真结果表明:电压跌落越深、故障时间越长,系统暂态稳定性越差,风电场的低电压穿越控制策略能够改善故障期间系统暂态稳定性,但是其能力有限。

关键词： 拟哈密顿系统   随机微分方程   随机平均法   暂态能量函数   扩展等面积法  

摘要： 蒙特卡洛法分析随机稳定性所需的计算量大,且难以同时考虑随机过程中发生的大量不确定性。基于拟哈密顿系统随机平均方法,提出随机电力系统暂态稳定性分析法。首先,根据扩展等面积法,将受扰多机系统动态映射为两群系统,建立其随机微分方程模型。忽略相关的非哈密顿因素,按哈密顿能量函数确定其安全区域。然后,考虑随机扰动、阻尼等的影响,对等效拟哈密顿系统进行随机平均,求出支配暂态能量转移的平均扩散方程,并基于扩散理论,根据系统条件可靠性分析切除时间、阻尼系数及激励强度等对随机电力系统暂态稳定性的影响。通过4机2区随机系统验证了该方法的有效性。

关键词： 电力系统   数据驱动   随机矩阵理论   时间序列分析   暂态稳定分析  

摘要： 电网暂态分析是保证电网稳定运行的重要手段。随着电网广域测量系统(wide-area management system,WAMS)的发展,电网形成了具有时空特性的高维海量运行数据。传统的电网暂态分析采用物理模型,用严格的数学公式关联维度之间数据,这种模型不能充分利用海量电网运行数据,造成资源浪费。从数据驱动的角度,首先分析WAMS数据的应用情况,考虑电网运行数据特点建立数据模型。然后利用随机矩阵理论(random matrix theory,RMT)建立平均谱半径(mean spectral radius,MSR)评价指标,从整体上分析不同扰动对电网的影响。在整体分析电网运行状态的基础上,结合随机矩阵理论和时间序列分析(time series analysis,TES)建立量化评价指标,实现对扰动的影响程度分析和影响范围评估。最后,利用IEEE39系统验证提出方法的可行性和正确性。

关键词： 含风电电力系统   风电场模型   暂态稳定  

摘要： 随着现代电网建设步伐的加快,对系统暂态稳定性也提出更高的要求。然而从大多异步发电机应用情况看,其并没有同步稳定问题,这为暂态稳定性分析带来极大的困难,要求引入相关的仿真方法,使系统暂态稳定性在故障极限切除时间、机组工角变化下得以判定。本文将在构建双馈型风电场暂态模型的基础上, 提出分析含风电电力系统暂态稳定性的方法,在此基础上判断系统机械功率受风电场控制出力与特性的影响。