考虑风机的强迫振荡扰动源定位方法研究文献综述

 2022-10-29 20:36:04
  1. 文献综述(或调研报告):

本次毕业设计需要主要调研三个方面的内容。第一,电力系统强迫振荡的原理;第二,双馈异步风力发电机的输出功率特点;第三,电力系统强迫振荡的定位方法。针对上述几个方面,在深刻领会任务书要求的基础上,对其展开了一定量的文献调研,目前已查阅相关文献25篇,其中,中文文献20篇,外文文献5篇,现综述如下:

  1. 电力系统强迫振荡原理

目前的研究情况显示,电力系统中低频振荡的产生机制主要有两种:一种是负阻尼机制的低频振荡,即由于系统阻尼不足,在特定的条件下由系统提供的负阻尼抵消了由电机、励磁绕组和机械等提供的正阻尼导致的增幅振荡。另一种是由于系统受到外界的周期性扰动,并且扰动频率接近系统的自然振荡频率时产生的大范围功率波动。本文主要研究的是第二种情况。

文献[1]以单机无穷大系统为系统模型为基础,详细阐述了电力系统强迫振荡的基本原理,给出了模型中强迫振荡的分析方法,分析了强迫振荡的瞬态和稳态响应。此外,文中还分析了影响强迫振荡幅值的主要因素。为强迫振荡的理论分析进行了基础性的研究总结。

文献[2]用复模态叠加的方法推导了多机电力系统发生强迫振荡的稳态响应,分析了各个机组间参与强迫振荡的影响因素。文献[3]根据小干扰分析和多自由度强迫振动理论分析了弱联产生的局部振荡模式导致电网发生低频振荡的多机强迫振荡机制,推导了多机系统强迫振荡与系统固有频率、受迫振荡模式阻尼比与相关因子的关系。

文献[4]从汽轮机热力系统与电力系统关系的角度分析了汽轮机压力脉动对强迫振荡的影响,指出当汽轮机压力脉动频率与电力系统固有频率一致或接近时,会引起电力系统强迫功率振荡。

文献[5]分析了负荷作为扰动源引发的强迫振荡,提出可以将周期性负荷扰动等效为对发电机施加一个与符合扰动同步的强迫项,定义了节点负荷扰动对系统固有振荡模式的影响因子。文献[6]以两机等值系统模型为基础,分析了原动机的功率与负荷的功率持续周期性小扰动造成的电网功率振荡的区别,阐述了两者的不同性质,研究结果表明在相同的幅值和频率情况下原动机功率扰动比负荷扰动所引起的电网功率振荡幅值更大,接近其理论放大倍数,因此原动机功率扰动引起电网强迫功率振荡的可能性更大。

文献[7]分析了电网侧功率扰动引发的强迫振荡,指出当电网侧发生功率扰动时,实际应用的功频控制方式会导致阻尼降低,当扰动频率接近共振频率时,能激发机械功率共振。

文献[8]通过频域分析了强迫振荡的原理,从特征方程的角度解释了用于解决负阻尼振荡的电力系统稳定器不能抑制强迫振荡的原因,并分析了抑制强迫振荡的方法。文献[9]提出了广义强迫振荡理论,从频域的角度分析了输入随机激励功率谱频段能够覆盖系统中某些较弱的阻尼模式的频率时,就有可能引发较大的强迫振荡。

总之,当系统中存在于系统的自然频率接近的周期性扰动时,就有可能引发系统的强迫功率振荡。振荡的幅值与扰动本身的属性、系统的阻尼情况以及扰动发生的地点等因素有关。

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