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基于虚拟同步相角补偿的构网型双馈风电机组轴系扭振阻尼控制
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作者 郭子腾 张宇 +2 位作者 张琛 宗皓翔 蔡旭 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1318-1328,I0004,共12页
风电做构网型控制是缓解新能源高占比电力系统频率和电压稳定问题的有效技术手段。目前针对风电机组的构网型控制大多关注机组的网侧特性,而对构网型控制下机组潜在的机电耦合交互特性解析不足,具体地:构网型控制增强了电网与风机前端... 风电做构网型控制是缓解新能源高占比电力系统频率和电压稳定问题的有效技术手段。目前针对风电机组的构网型控制大多关注机组的网侧特性,而对构网型控制下机组潜在的机电耦合交互特性解析不足,具体地:构网型控制增强了电网与风机前端的动态交互作用,导致电网侧扰动更易激发机组轴系扭振。为探究构网型控制下机组轴系的扭振特性,对其进行阻尼控制,建立了计及机电耦合特性的构网型风电机组状态空间模型;通过特征值轨迹分析,论证了对构网型机组引入额外扭振阻尼控制的必要性;阐明了经典轴系扭振阻尼策略在构网型控制下的阻尼能力受限机理;基于此提出了一种基于虚拟同步相角补偿的轴系扭振阻尼策略,在不影响构网型机组惯量响应能力的前提下有效地解决了构网型风电机组轴系的欠阻尼甚至振荡发散问题,最后在基于Bladed+NovaCor的联合实时仿真平台上验证了该文理论分析及所提阻尼策略的有效性。 展开更多
关键词 构网型控制 虚拟同步机控制 双馈风电机 特性 阻尼控制 虚拟同步相角补偿
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汽轮发电机组次同步谐振及轴系扭振试验研究 被引量:4
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作者 向玲 唐贵基 朱永利 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2005年第4期85-87,共3页
分析了具有串联补偿电容电力系统机电扭振互作用的机理,构建了次同步谐振下的扭振测试系统,进行了机电耦合互作用下的次同步谐振及轴系扭振的试验。试验分析了不同补偿度下的扭振信号和发电机电流信号,试验表明补偿度越高,电力系统中次... 分析了具有串联补偿电容电力系统机电扭振互作用的机理,构建了次同步谐振下的扭振测试系统,进行了机电耦合互作用下的次同步谐振及轴系扭振的试验。试验分析了不同补偿度下的扭振信号和发电机电流信号,试验表明补偿度越高,电力系统中次同步谐振电流越大,次同步谐振发生的危险性也越大。试验结果与模拟系统在电网故障工况下次同步谐振的数字仿真结果一致,说明了试验的有效性和它的实用价值。 展开更多
关键词 汽轮发电机 同步(SSR) 补偿度
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次同步谐振对汽轮发电机组轴系扭振冲击的研究 被引量:1
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作者 张荣佩 杜永祚 +1 位作者 刘中冬 陈彭 《华北电力学院学报》 北大核心 1990年第3期50-58,共9页
本文研究了在电力系统发生次同步谐振时汽轮发电机组轴系的扭转特性。建立了机电统一模型,进行了数字仿真,并利用动模机组和模拟电网进行了次同步扭振试验。研究表明,次同步谐振对轴系的影响与机组特性参数和运行参数有密切关系。
关键词 汽轮发电机 同步
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汽轮发电机组轴系扭振的时频特征分析 被引量:12
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作者 向玲 杨世锡 +1 位作者 唐贵基 甘春标 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期649-654,671,共7页
针对电网动态模拟系统和汽轮发电机组轴系扭振模拟机,开展了典型工况及故障扰动下的汽轮发电机组轴系扭振试验研究,并利用非平稳信号的时频分析方法Hilbert-Huang变换(HHT)对轴系的扭振信号进行了分析.结果表明:在短路故障的冲击下,机... 针对电网动态模拟系统和汽轮发电机组轴系扭振模拟机,开展了典型工况及故障扰动下的汽轮发电机组轴系扭振试验研究,并利用非平稳信号的时频分析方法Hilbert-Huang变换(HHT)对轴系的扭振信号进行了分析.结果表明:在短路故障的冲击下,机组有机电互作用的扭振发生时,扭转振动的幅值大幅增加,扭振频率也发生了变化;三维时频图显示了扭振幅值开始增大然后逐渐减小,形成一个瓶颈状的峰谷对应曲线;三相短路故障引起的机电互作用的扭振时间大于两相短路故障引起的机电互作用的扭振时间;Hilbert谱图能获得时间、频率和幅值对应的关系,定量刻画了频率和幅值随时间的变化过程. 展开更多
关键词 汽轮发电机 时频分析 Hilbert—Huang变换
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汽轮发电机组轴系扭振响应分析 被引量:16
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作者 向玲 陈秀娟 唐贵基 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期27-32,共6页
针对传统的汽轮发电机组轴系扭振瞬态响应求解模型的不足,进行了去线性趋势处理,消除了Newmark-β法存在的线性累积误差,建立了新的求解模型.以300 MW汽轮发电机组扭振模拟机为对象,对典型电力系统扰动(如三相短路、两相短路、非同期并... 针对传统的汽轮发电机组轴系扭振瞬态响应求解模型的不足,进行了去线性趋势处理,消除了Newmark-β法存在的线性累积误差,建立了新的求解模型.以300 MW汽轮发电机组扭振模拟机为对象,对典型电力系统扰动(如三相短路、两相短路、非同期并网等)下的轴系扭振响应进行了仿真分析.结果表明:几种扰动均能激起轴系的前五阶扭振固有频率,尤以120°非同期并网激起的轴系扭振响应最大;在整个轴系的扭振响应上,发电机转子处的扭振比汽轮机转子处剧烈. 展开更多
关键词 汽轮发电机 瞬态响应 仿真
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最优快速汽门控制对大型汽轮发电机组轴系扭振稳定性的影响 被引量:10
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作者 鲍文 于达仁 夏松波 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期18-21,48,共5页
不良的最优快速汽门控制器可能激励起轴系不稳定扭振,其中影响最大的是转速信号的控制增益。文中讨论了两种避免激励不稳定扭振的方法:滤波器法和多测点平均转速法。两种方法相比,多测点平均转速信号可以避免引起轴系不稳定扭振,并... 不良的最优快速汽门控制器可能激励起轴系不稳定扭振,其中影响最大的是转速信号的控制增益。文中讨论了两种避免激励不稳定扭振的方法:滤波器法和多测点平均转速法。两种方法相比,多测点平均转速信号可以避免引起轴系不稳定扭振,并且对系统的低频响应没有大的影响。 展开更多
关键词 汽门控制 汽轮发电机 稳定性
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汽轮发电机组轴系扭振平衡位置分析与稳定域估计 被引量:7
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作者 傅予力 廖晓昕 +1 位作者 江振华 程时杰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2000年第8期6-9,共4页
根据汽轮发电机组轴系的简化模型 ,采用 Lyapunov直接法对该非线性系统的平衡位置稳定性进行了定性分析 ,在参数取于一定范围内时 ,确定了平衡点的位置 ,对稳定平衡点 ,用 Lyapunov函数对稳定域进行了估计。这里提出的分析方法是直接针... 根据汽轮发电机组轴系的简化模型 ,采用 Lyapunov直接法对该非线性系统的平衡位置稳定性进行了定性分析 ,在参数取于一定范围内时 ,确定了平衡点的位置 ,对稳定平衡点 ,用 Lyapunov函数对稳定域进行了估计。这里提出的分析方法是直接针对非线性系统的 ,因而避免了线性化方法所产生的误差。 展开更多
关键词 平衡点 稳定域 汽轮发电机
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汽轮发电机组轴系扭振研究综述 被引量:22
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作者 鲍文 王西田 +1 位作者 于达仁 杨昆 《汽轮机技术》 北大核心 1998年第4期193-203,221,共12页
总结了近年来汽轮发电机组轴系扭振的研究结果,同时对部分研究的难点作了一定介绍。主要在轴系模型和分析、扭振监测以及避免激励不稳定扭振的方法等方面进行了讨论。
关键词 汽轮发电机
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发电机组转子轴系扭振双重共振的理论与实验研究 被引量:9
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作者 邱家俊 杨志安 蔡赣华 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期33-38,共6页
建立一个具有平方非线性受简谐激励发电机组转子轴系扭振的截断模型,应用非线性振动的平均法,得到了系统当ω2 ≈2ω1,Ω≈ω1 时双重共振的一次近似解及对应的稳态解,揭示了系统的响应曲线存在跳跃现象,响应曲线随物理参数的... 建立一个具有平方非线性受简谐激励发电机组转子轴系扭振的截断模型,应用非线性振动的平均法,得到了系统当ω2 ≈2ω1,Ω≈ω1 时双重共振的一次近似解及对应的稳态解,揭示了系统的响应曲线存在跳跃现象,响应曲线随物理参数的不同取值其拓朴结构会发生变化。在内共振欠调谐时,系统的频响曲线呈软特性;在内共振完全调谐时,频响曲线左、右对称,呈M 型;在内共振过调谐时,频响曲线表现为硬特性。 展开更多
关键词 转子 双重共 内共 发电机
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基于多传感器信息融合技术的汽轮发电机轴系扭振刚性转速的估计 被引量:5
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作者 于达仁 王西田 +1 位作者 鲍文 苏杰先 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期29-33,共5页
基于分布式多转速传感器测量信号的冗余性和互补性 ,利用多传感器信息融合技术提出 1种估计刚性转速、实现扭振滤波的方法。基于模态分析理论提出 1种刚性转速的融合规则 ,由 1个极小极大问题确定最优的加权因子。通过对传感器故障的检... 基于分布式多转速传感器测量信号的冗余性和互补性 ,利用多传感器信息融合技术提出 1种估计刚性转速、实现扭振滤波的方法。基于模态分析理论提出 1种刚性转速的融合规则 ,由 1个极小极大问题确定最优的加权因子。通过对传感器故障的检测与分离 ,提高信息融合方法估计刚性转速的精度和容错能力。对 1台实际机组扭振试验的在线监测数据滤波处理的实践表明 ,多传感器信息融合刚性转速的滤波方法性能良好且易于实现 ,是 展开更多
关键词 汽轮发电机 刚性转速 多传感器信息融合 估计
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汽轮发电机组轴系扭振的激光测试技术 被引量:11
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作者 傅忠广 杨昆 +1 位作者 宋之平 陈椿芳 《现代电力》 2001年第1期1-7,共7页
介绍了一种先进的激光扭振测试技术。简要地介绍了激光扭振测试技术的原理、特点及在实验室的实际应用情况。指出激光扭振测试技术具有宽广的转速适测范围、非接触、全自动、测量精度高和测量方便等优点 ,应用时不需要改动待测轴系 ,安... 介绍了一种先进的激光扭振测试技术。简要地介绍了激光扭振测试技术的原理、特点及在实验室的实际应用情况。指出激光扭振测试技术具有宽广的转速适测范围、非接触、全自动、测量精度高和测量方便等优点 ,应用时不需要改动待测轴系 ,安全性好、适用面广。该技术在监测汽轮发电机组轴系的扭振、测量机组轴系扭振固有频率、提高机组运行的安全性等方面有良好的应用前景。 展开更多
关键词 汽轮发电机 激光测试 激光传感器
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短路工况下柴油发电机组轴系扭振计算方法及特性研究 被引量:5
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作者 李晓茜 王刚 +2 位作者 吕秉琳 柴卓野 李玩幽 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期18-23,共6页
采用逐步积分法计算了正常运转时柴油发电机组轴系扭振的时域响应,并与传统的系统矩阵法对比,结果显示计算结果一致。采用发电机与柴油机同时激励作为短路工况下的激励,得到了更合理的结果。最后讨论了飞轮惯量、联轴器刚度和联轴器阻... 采用逐步积分法计算了正常运转时柴油发电机组轴系扭振的时域响应,并与传统的系统矩阵法对比,结果显示计算结果一致。采用发电机与柴油机同时激励作为短路工况下的激励,得到了更合理的结果。最后讨论了飞轮惯量、联轴器刚度和联轴器阻尼对冲击扭矩下轴系扭振响应的影响,给出了优化方案。研究结果表明:发生短路故障时,综合考虑柴油机激励和发电机激励时,曲轴的应力最高达43MPa,远大于仅考虑发电机激励时的8 MPa:增大一定量的联轴器刚度、阻尼或是飞轮惯量均可以减小曲轴的应力,但增大了联轴器的扭矩,需均衡考虑。 展开更多
关键词 内燃机 柴油发电机 短路故障
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汽轮发电机组轴系扭振研究的发展与展望 被引量:21
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作者 余颖辉 张保会 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 1999年第10期56-60,共5页
自从汽轮机组轴系扭振问题被提出以来 ,国内外对此进行了广泛而深入的研究并取得了大量成果。在参阅近年来国内外文献的基础上 ,就轴系扭振产生原因、相应分析方法及解决措施进行了总结 ,分析了目前研究中尚待解决的问题 ,并结合目前电... 自从汽轮机组轴系扭振问题被提出以来 ,国内外对此进行了广泛而深入的研究并取得了大量成果。在参阅近年来国内外文献的基础上 ,就轴系扭振产生原因、相应分析方法及解决措施进行了总结 ,分析了目前研究中尚待解决的问题 ,并结合目前电力工业中新型输配电、继电保护及控制等技术的发展需要 ,提出了一些新的研究方向以供参考。 展开更多
关键词 汽轮发电机
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汽轮发电机组轴系扭振冲击和共振响应的主动控制 被引量:4
14
作者 郝志勇 张俊红 +1 位作者 高文志 谭从民 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期20-24,共5页
在多级阶梯轴系扭振弹性波解析分析的基础上 ,建立了一般转子轴系扭振主动控制的理论模型 ,提出了一种适合工程应用的转子轴系扭振主动控制方法 ,并以总扭振能最小为控制目标 ,对一台 30 0 MW汽轮发电机组轴系在多种激励下的扭振响应及... 在多级阶梯轴系扭振弹性波解析分析的基础上 ,建立了一般转子轴系扭振主动控制的理论模型 ,提出了一种适合工程应用的转子轴系扭振主动控制方法 ,并以总扭振能最小为控制目标 ,对一台 30 0 MW汽轮发电机组轴系在多种激励下的扭振响应及其主动控制特性进行了计算机模拟 。 展开更多
关键词 汽轮发电机 主动控制 电网冲击载荷 响应
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发电机组转子轴系扭振模化系统双重共振的概周期解 被引量:4
15
作者 杨志安 邱家俊 李文兰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1999年第2期88-91,140,共5页
建立了发电机组转子轴系扭振模化系统的数学模型,此模型具有平方非线性,并受简谐激励作用。应用非线性振动的改进平均法,求得了系统的固有频率与外激励频率存在双重共振关系ω1+ω2≈ω3且Ω≈ω3时的一次近似解及对应的定常解... 建立了发电机组转子轴系扭振模化系统的数学模型,此模型具有平方非线性,并受简谐激励作用。应用非线性振动的改进平均法,求得了系统的固有频率与外激励频率存在双重共振关系ω1+ω2≈ω3且Ω≈ω3时的一次近似解及对应的定常解,对定常解进行了理论分析和数值计算,指出系统存在周期解,周期2的概周期运动,响应存在饱和、跳跃现象,在某些参数域上有多解共存现象。 展开更多
关键词 发电机 转子 非线性
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用李雅普诺夫函数法判定汽轮发电机组轴系扭振的稳定性 被引量:6
16
作者 吴俊勇 程时杰 陈德树 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 1997年第7期42-44,共3页
探讨了用标量和李雅普诺夫分解法判定汽轮发电机组轴系稳定性的可行性,给出并证明了4段轴系模型汽轮发电机稳定性的代数判据。例证结果表明,标量和李雅普诺夫分解法给出了轴系扭振稳定的充分条件。
关键词 稳定性 汽轮发电机
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复杂电力系统发电机轴系扭振特性的快速计算 被引量:3
17
作者 吴俊勇 陈晓华 +2 位作者 汪馥英 何仰赞 程时杰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 1997年第4期6-8,20,共4页
在系统部件的复频域等效端口导纳矩阵的基础上,采用分散消元方式快速计算发电机轴系扭振特性。结合“八五”重大科技攻关课题,对华中电网和葛上直流输电系统中的轴系扭振问题进行了分析计算。
关键词 多机 电力 发电机 计算
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汽轮发电机组轴系扭振的鲁棒非线性控制 被引量:6
18
作者 王西田 于达仁 陈陈 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期33-37,共5页
提出将同步发电机及其励磁系统看做扭振励磁控制的执行元件,采用直接反馈线性化方法补偿其非线性因素,避免小偏差线性化模型的参数摄动问题,从而提高扭振励磁控制系统的鲁棒性。综合H∞扭振模态观测器、独立模态空间鲁棒控制器和非线性... 提出将同步发电机及其励磁系统看做扭振励磁控制的执行元件,采用直接反馈线性化方法补偿其非线性因素,避免小偏差线性化模型的参数摄动问题,从而提高扭振励磁控制系统的鲁棒性。综合H∞扭振模态观测器、独立模态空间鲁棒控制器和非线性反馈补偿律,提出一种轴系扭振的鲁棒非线性控制策略,在大范围工况下具有一致的全局性能,并且3个组成部分可以分别独立设计;另外,可以方便地与常规非线性励磁控制律综合在一起,而不影响后者阻尼低频振荡的性能。以一台300 MW汽轮发电机组第1阶扭振模态的阻尼控制为例,通过仿真验证鲁棒非线性控制器的性能优于常规线性控制器。 展开更多
关键词 汽轮发电机 鲁棒非线性控制 独立模态空间
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汽轮发电机组轴系扭振的独立模态空间鲁棒控制 被引量:4
19
作者 王西田 于达仁 陈陈 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期202-206,共5页
提出在汽轮发电机组轴系扭振的独立模态空间控制回路中,采用H∞扭振模态观测器估计模态反馈信号。证明了独立模态空间控制器可以独立设计,而引入H∞扭振模态观测器对闭环系统极点分布的影响可以忽略不计。基于H∞控制理论导出了针对受... 提出在汽轮发电机组轴系扭振的独立模态空间控制回路中,采用H∞扭振模态观测器估计模态反馈信号。证明了独立模态空间控制器可以独立设计,而引入H∞扭振模态观测器对闭环系统极点分布的影响可以忽略不计。基于H∞控制理论导出了针对受控扭振模态设计的独立模态空间控制器 的鲁棒稳定条件。另外,出于实际考虑,建议扭振控制转矩以发电机电磁转矩分量的形式实现,而将慢变的机械转矩看作干扰,提出了抑制其影响的H∞性能指标。在此基础上提出轴系扭振的独立模态空间鲁棒控制,并归结为带有闭环极点配置约束的多目标H∞综合问题。算例仿真表明,轴系扭振独立模态空间鲁棒控制策略是可行的、有效的。 展开更多
关键词 汽轮发电机 模态空间 鲁棒控制 最优控制理论
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三质量发电机组轴系扭振模化系统的双重共振 被引量:3
20
作者 杨志安 蔡赣华 邱家俊 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1998年第4期421-427,共7页
建立了三质量发电机组转子轴系扭振模化系统的数学模型,此模型具有平方非线性并受简谐激励作用,应用非线性振动的改进平均法,求得了系统的固有频率与外激励频率存在双重共振关系ω2≈2ω1且Ω≈ω2时的一次近似解及对应的定常解... 建立了三质量发电机组转子轴系扭振模化系统的数学模型,此模型具有平方非线性并受简谐激励作用,应用非线性振动的改进平均法,求得了系统的固有频率与外激励频率存在双重共振关系ω2≈2ω1且Ω≈ω2时的一次近似解及对应的定常解.对定常解进行了理论分析和数值计算,指出系统响应曲线存在饱和、跳跃现象,在某些参数域上有多解共存现象,对两种参数的响应曲线进行了实验研究,实验结果与理论结果相符. 展开更多
关键词 内共 双重共 发电机 模化
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