基于三质量块模型的双馈风机小信号建模和模态分析 被引量：30

1

作者 解大 冯俊淇 +2 位作者 娄宇成 杨敏霞 王西田 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第S1期21-29,共9页

在风电机组轴系扭振的研究中,风机的建模是一个很重要的课题。针对风机的机械旋转系统,该文提出三质量块模型,进而得到双馈风电机组单机对无穷大母线系统的小信号模型,最后通过Matlab仿真论证该模型如何用于风电机组轴系扭振问题的研究... 在风电机组轴系扭振的研究中,风机的建模是一个很重要的课题。针对风机的机械旋转系统,该文提出三质量块模型,进而得到双馈风电机组单机对无穷大母线系统的小信号模型,最后通过Matlab仿真论证该模型如何用于风电机组轴系扭振问题的研究,并探讨了含有发电机转子转速控制器的控制策略对轴系扭振模式的影响。小信号稳定模型包括机械部分和电气部分。为了便于研究定速风机、定制风机等机组和多机系统的扭振问题,对风机和电网的各个部分进行单独建模,形成独立模块,以便于扩展和修改。 展开更多

关键词 双馈异步发电机 三质量块模型 小信号模型 模态分析 轴系扭振

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汽轮发电机组轴系扭振响应分析 被引量：16

2

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 汽轮发电机组 轴系扭振 瞬态响应 仿真

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大型汽轮发电机组机电耦合轴系扭振模型研究 被引量：11

3

作者 晏水平 韩守木 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1993年第1期137-143,共7页

根据汽轮发电机组机电耦合过程数值求解的特殊要求,用连续质量法建立了相应的轴系扭振模型及叶片切向振动模型,并编程序对实际机组进行了计算.

关键词 汽轮发电机 机电耦合 轴系扭转

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计及并联补偿高抗的电力系统对次同步振荡的影响研究 被引量：11

4

作者 张航 滕予非 +1 位作者 王晓茹 钟锐 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期25-34,共10页

近年来,随着电力系统中无功补偿设备的广泛应用,由无功补偿设备引起的电力系统问题不断涌出,由此引发的次同步振荡问题也日益凸显。首先针对IEEE次同步谐振第一标准系统,推导并且建立了考虑并联补偿高抗的单机无穷大系统的数学模型,进... 近年来,随着电力系统中无功补偿设备的广泛应用,由无功补偿设备引起的电力系统问题不断涌出,由此引发的次同步振荡问题也日益凸显。首先针对IEEE次同步谐振第一标准系统,推导并且建立了考虑并联补偿高抗的单机无穷大系统的数学模型,进而得到全系统的小信号模型。接着通过特征根分析方法论证了引入并联补偿高抗对于电力系统次同步振荡的影响。最后探讨了不同并联高抗值对于轴系扭振模式的影响,结合PSCAD仿真软件,在10机39节点系统进行仿真验证。结果表明:并联补偿高抗的参与在一定程度上使得系统发生次同步振荡的可能性变大,与此同时补偿高抗值的减小也会增强系统的阻尼。 展开更多

关键词 次同步振荡 并联补偿高抗 模态分析 轴系扭振 电力系统仿真

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随机风载荷对双馈风电机组轴系扭振响应分析 被引量：11

5

作者 李辉 胡玉 +3 位作者 柴兆森 胡姚刚 王晓 岑红蕾 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期174-181,共8页

考虑到风电机组柔性传动链在风速持续扰动中易产生机组扭振,研究随机风载荷作用下双馈风电机组扭振响应、扭振传递规律及关键部件的影响程度。首先,考虑叶片、齿轮箱和发电机等关键部件,采用集中质量法,建立双馈风电机组传动链等效3质... 考虑到风电机组柔性传动链在风速持续扰动中易产生机组扭振,研究随机风载荷作用下双馈风电机组扭振响应、扭振传递规律及关键部件的影响程度。首先,考虑叶片、齿轮箱和发电机等关键部件,采用集中质量法,建立双馈风电机组传动链等效3质量块模型。其次,基于小信号分析法对柔性传动链的扭振模态、扭振频率及参与因子进行分析,获取其模态振型图。最后,基于Simulink软件平台,建立考虑随机风载荷作用和传动链柔性的双馈风电机组时域仿真模型,仿真分析在亚同步、超同步工况下的机组轴系扭振响应,并与理想风载荷作用效果进行比较。结果表明:与理想风载荷相比,随机风载荷作用对机组传动链轴系扭振响应影响明显,且在超同步或亚同步运行时,影响扭振的关键部件为发电机转子。 展开更多

关键词 风力发电机 传动链 模态分析 随机风载荷 轴系扭振

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利用电气阻尼抑制双环调速系统轴扭振机理 被引量：9

6

作者 马小亮 《电气传动》 北大核心 2018年第2期3-13,共11页

通常认为机械轴是刚体,实际上都有弹性,要扭转一定角度才能传递转矩。若其弹性变形不可忽略,轴系变成一个振荡环节,有可能导致扭振,曾引发许多电机轴系损坏重大事故。双环调速系统常用的抑制方法是在转速环中插入陷波滤波器,有效果,但... 通常认为机械轴是刚体,实际上都有弹性,要扭转一定角度才能传递转矩。若其弹性变形不可忽略,轴系变成一个振荡环节,有可能导致扭振,曾引发许多电机轴系损坏重大事故。双环调速系统常用的抑制方法是在转速环中插入陷波滤波器,有效果,但较难调。建议通过控制电机转矩引入电气阻尼来抑制扭振,介绍了其原理,指出双环调速系统本身能通过转速反馈引入电气阻尼,使之具有一定抑制能力。介绍了2种进一步加强电气阻尼的方法:增设转速微分环节和负荷观测器。油气钻机在钻井时常发生黏滑振荡,是一种因钻头在从静摩擦过渡到动摩擦时阻转矩突变激发的钻杆弹性扭曲振荡,危害很大。它也属弹性机械轴(钻杆)扭振,也可通过引入电气阻尼来抑制。因其振荡频率特别低(<1 Hz)及振荡时电机转速波动非常小,实现方法有所不同。 展开更多

关键词 双环系统 轴扭振 电气阻尼 转速微分 负荷观测 钻机黏滑振荡

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轴系扭振试验台的研制 被引量：7

7

作者 王琳 韩守木 +1 位作者 马志云 黄树宏 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1997年第7期82-84,共3页

研制了模拟汽轮发电机组机电动态过程的扭振试验台；介绍了模拟引进型300MW汽轮机组轴系试验台的模拟方法和设计原则；利用试验台进行了机电动态试验；对轴系扭振进行了测试．试验表明，该试验台可用于验证机电动态仿真程序及研究扭振... 研制了模拟汽轮发电机组机电动态过程的扭振试验台；介绍了模拟引进型300MW汽轮机组轴系试验台的模拟方法和设计原则；利用试验台进行了机电动态试验；对轴系扭振进行了测试．试验表明，该试验台可用于验证机电动态仿真程序及研究扭振机理． 展开更多

关键词 汽轮发电机组 轴系 扭振 模拟试验台 设计

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300MW汽轮机低压缸末级长叶片与轴系扭振的耦合振动 被引量：6

8

作者 鲍文 王西田 +2 位作者 于达仁 周鸿儒 申秀兰 《汽轮机技术》 北大核心 2000年第2期65-68,95,共5页

计算分析了３００ＭＷ汽轮机低压缸末级长叶片Ａ_０振型弯曲振动与轴系扭振耦合对叶片安全性的影响。末级长叶片与轴系扭振耦合将使该叶片振动的实际频率避开率低于计算值，当发生严重的两相短路故障时在叶片根部的最大动弯矩远远高出... 计算分析了３００ＭＷ汽轮机低压缸末级长叶片Ａ_０振型弯曲振动与轴系扭振耦合对叶片安全性的影响。末级长叶片与轴系扭振耦合将使该叶片振动的实际频率避开率低于计算值，当发生严重的两相短路故障时在叶片根部的最大动弯矩远远高出其额定值；如果电网频率偏离５０Ｈｚ，会对叶片安全性产生更为不利的影响。 展开更多

关键词 汽轮机 叶片 轴系扭振 耦合振动 低压缸

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定速异步机型风电场机网扭振建模及仿真 被引量：8

9

作者 杨敏霞 解大 +3 位作者 娄宇成 冯俊淇 贾玉健 王西田 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期2422-2428,共7页

以定速异步风电机组为例,建立包括三质量块轴系数学模型在内的风机模型,在此基础上建立了定速异步机型风电场多机小扰动仿真模型,研究该机型下同型风电场扭振模态及其相关因子,并对比不同风机数量及布局的风电场扭振模态。结果显示,风... 以定速异步风电机组为例,建立包括三质量块轴系数学模型在内的风机模型,在此基础上建立了定速异步机型风电场多机小扰动仿真模型,研究该机型下同型风电场扭振模态及其相关因子,并对比不同风机数量及布局的风电场扭振模态。结果显示,风电场机组间轴系扭振模态出现双谐振尖峰现象,风机数量增加将导致扭振模态特征值实部趋于正半轴并且阻尼比降低;风电场机组间存在扭振传递作用,风电场风机数量和布局将影响系统的小干扰稳定性。 展开更多

关键词 风电场 轴系扭振 扭振模态 小干扰稳定性

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基于模式阻尼法的风火打捆系统次同步扭振分析

10

作者 沈墨涵 贾祺 +2 位作者 任爽 赵越 王大中 《吉林电力》 2024年第1期20-24,共5页

针对风电机组风火打捆系统的次同步振荡问题,以双馈风电场接入火电机组串补系统为研究对象,在双馈风电场不引发次同步振荡的情况下,基于模式阻尼法定量分析不同控制参数、运行工况、并网机组数量的双馈风电场接入前后火电机组轴系扭振... 针对风电机组风火打捆系统的次同步振荡问题,以双馈风电场接入火电机组串补系统为研究对象,在双馈风电场不引发次同步振荡的情况下,基于模式阻尼法定量分析不同控制参数、运行工况、并网机组数量的双馈风电场接入前后火电机组轴系扭振作用。研究结果显示双馈风电场的接入使得火电机组各轴系扭振模式的衰减系数均减小,有利于缓解火电机组的轴系扭振。构建EMTDC/PSCAD仿真算例系统,检验了理论分析结果的确切性。 展开更多

关键词 火电机组 双馈风电场 轴系扭振 模式阻尼法

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基于三质量块模型的失速型风机小信号建模和模态分析 被引量：5

11

作者 娄宇成 解大 +2 位作者 冯俊淇 王西田 杨敏霞 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期124-130,共7页

风电场大规模接入电网可能增加区域电网低频振荡和风电机组轴系扭振的风险,研究风机建模及扭振特性是保证电力系统安全稳定的重要课题。以失速型风电机组为例,建立基于三质量块轴系模型的单机对无穷大母线系统小信号模型,并采用模态分... 风电场大规模接入电网可能增加区域电网低频振荡和风电机组轴系扭振的风险,研究风机建模及扭振特性是保证电力系统安全稳定的重要课题。以失速型风电机组为例,建立基于三质量块轴系模型的单机对无穷大母线系统小信号模型,并采用模态分析法探讨系统电气参数对失速型风电机组轴系扭振特性的影响。为方便不同机型及多机风电机组的扭振特性的拓展研究,系统各部分模型相对独立。在单机对无穷大母线系统模型的基础上建立简化失速型风电场多机小扰动仿真模型,研究风电场扭振模态的变化,MATLAB仿真验证了该模型用于风电机组轴系扭振问题研究的有效性和准确性。 展开更多

关键词 风电 失速型风机 三质量块模型 小信号模型 模态分析 轴系扭振 模型

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电力系统稳定器对轴系扭振影响的研究 被引量：4

12

作者 吴俊勇 程时杰 陈德树 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1993年第1期130-136,共7页

提出了一种新的分析电力系统稳定器(PSS)对汽轮发电机组轴系扭振影响的解析分析方法,并将这种方法应用于三种典型PSS,分析和比较了它们对轴系扭振的影响.

关键词 电力系统 稳定器 轴系扭振

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基于系统矩阵法的轴系扭振图形化建模技术研究 被引量：5

13

作者 向建华 廖日东 张卫正 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期294-298,共5页

系统矩阵法是一种用于扭振分析的解析法。文中通过对不同振动数学模型的分析,提出了一种基于系统矩阵法求解轴系扭振的图形化建模方法。该建模方法只需用户提供原始的扭振力学模型,且不受轴系分支结构和模型规模的限制。在具体实现时,... 系统矩阵法是一种用于扭振分析的解析法。文中通过对不同振动数学模型的分析,提出了一种基于系统矩阵法求解轴系扭振的图形化建模方法。该建模方法只需用户提供原始的扭振力学模型,且不受轴系分支结构和模型规模的限制。在具体实现时,该方法将扭振模块规划为两类模块单元,用这些模块单元可搭建成各种扭振力学模型,通过扭振模型中模块的遍历和当量系统的转换生成模型拓扑结构关系,并最终组集成求解所需的系统矩阵。应用实例表明,本文所提出的图形化建模方法通用且易于编程实现,它可以推广到数学模型为振动微分方程的其它模型系统。 展开更多

关键词 机械学 轴系扭振 系统矩阵法 图形化建模 模型遍历 拓扑结构

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机电耦合轴系扭振动态仿真计算的一种新方法 被引量：2

14

作者 王琳 马志云 +1 位作者 林金铭 何仰赞 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1995年第4期1-5,共5页

提出了一种新的轴系扭振响应计算方法；根据补偿原理导出了一种快速求解电网络方程的方法；利用四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法，实现了多机电力系统机电联合振荡的同步仿真计算．基于上述方法，开发了相应的机电耦合轴系扭振动态仿真... 提出了一种新的轴系扭振响应计算方法；根据补偿原理导出了一种快速求解电网络方程的方法；利用四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法，实现了多机电力系统机电联合振荡的同步仿真计算．基于上述方法，开发了相应的机电耦合轴系扭振动态仿真程序ＭＥＤＰ。 展开更多

关键词 机电耦合 轴系扭振 多机电力系统 数值仿真

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汽轮发电机组轴系扭振引起的叶片响应计算 被引量：2

15

作者 晏水平 黄树红 韩守木 《动力工程》 CSCD 北大核心 2001年第4期1288-1291,共4页

提出了汽轮发电机组轴系扭振及叶片切向振动的连续质量模型 ,在此基础上分析了叶片运动的轴系扭振的影响 ,给出了由轴系扭振引起叶片响应的计算方法 ,并对实际机组在两相短路时进行了数值计算。结果表明 :由轴系扭振引起的叶片应力对叶... 提出了汽轮发电机组轴系扭振及叶片切向振动的连续质量模型 ,在此基础上分析了叶片运动的轴系扭振的影响 ,给出了由轴系扭振引起叶片响应的计算方法 ,并对实际机组在两相短路时进行了数值计算。结果表明 :由轴系扭振引起的叶片应力对叶片的安全性分析是不可忽视的。图 3参 展开更多

关键词 汽轮发电机组 轴系扭转振动 叶片振动 响应计算

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风电次/超同步振荡激发汽轮机组轴系扭振风险的在线评估与预警技术 被引量：4

16

作者 刘朋印 谢小荣 +1 位作者 马宁宁 唐健 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第S01期52-58,共7页

风火打捆系统中,风电机组与电网相互作用会引发次/超同步振荡,进而激发汽轮机组轴系扭振。为保障机组轴系安全,该文提出汽轮机组轴系扭振风险在线评估与预警技术。针对轴系参数已知和全部/部分参数未知的汽轮机组,分别提出基于理论分析... 风火打捆系统中,风电机组与电网相互作用会引发次/超同步振荡,进而激发汽轮机组轴系扭振。为保障机组轴系安全,该文提出汽轮机组轴系扭振风险在线评估与预警技术。针对轴系参数已知和全部/部分参数未知的汽轮机组,分别提出基于理论分析和扰动激励辨识的扭矩在线估计方法。另外,所提预警技术利用扭矩估计值评估轴系扭振风险,基于轴系疲劳特性的预警定值确保系统能够在风电振荡造成轴系疲劳损耗前发出预警指令。最后,通过我国某实际电网的电磁暂态仿真验证所提扭振风险在线评估与预警技术的有效性。 展开更多

关键词 风火打捆系统 次/超同步振荡 汽轮机组 轴系扭振 风险在线评估

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大型汽轮发电机组轴系扭振仿真与分析 被引量：2

17

作者 唐任远 王胜辉 《电机与控制学报》 EI CSCD 1997年第1期11-13,共3页

基于场路耦合方法,对大型汽轮发电机组轴系扭振进行了仿真与分析,考虑了动态饱和特性和转子本体涡流特性的影响。对一台600MW 汽轮发电机组在单机无限大系统中,由于突然短路故障、非同期并网以及重合闸等电力系统扰动引起的轴系扭振进... 基于场路耦合方法,对大型汽轮发电机组轴系扭振进行了仿真与分析,考虑了动态饱和特性和转子本体涡流特性的影响。对一台600MW 汽轮发电机组在单机无限大系统中,由于突然短路故障、非同期并网以及重合闸等电力系统扰动引起的轴系扭振进行了仿真计算,结果令人满意。 展开更多

关键词 场路耦合 轴系扭振 汽轮发电机 仿真

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HVDC系统换相失败对整流站附近火电机组轴系扭振影响 被引量：3

18

作者 孙吉波 黄国栋 林建熙 《云南电力技术》 2018年第3期32-36,共5页

换相失败是高压直流输电HVDC系统最常见的故障之一。换相失败期间,直流电压降低,直流电流增大,直流系统中断功率传输,换流站附近发电机的出力也随之改变,给轴系扭振造成冲击。单次换相失败和连续换相失败会使轴系疲劳损耗累积,缩短轴系... 换相失败是高压直流输电HVDC系统最常见的故障之一。换相失败期间,直流电压降低,直流电流增大,直流系统中断功率传输,换流站附近发电机的出力也随之改变,给轴系扭振造成冲击。单次换相失败和连续换相失败会使轴系疲劳损耗累积,缩短轴系寿命,给电网带来安全隐患。采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,建立了含发电机的,并且有详细质量块模型的直流输电系统,分析比较不同原因引起换相失败对轴系的冲击影响。结果表明由触发脉冲不可靠引发的换相失败与交流故障引发换相失败对轴系扭振影响相当,甚至造成的应力大于交流故障,因此对触发脉冲内部故障应引起足够的重视。 展开更多

关键词 HVDC 换相失败 轴系扭振 轴系模型 疲劳损耗 PSCAD/EMTDC

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大型汽轮发电机饱和对扭振计算的影响 被引量：1

19

作者 王琳 马志云 +1 位作者 周剑明 林金铭 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1996年第6期20-23,共4页

就大型汽轮发电机模型中饱和参数对汽轮发电机组轴系扭振响应计算的影响进行了详细的研究．运用２Ｄ－ＦＥ方法计算了汽轮发电机的稳态、暂态饱和参数，提出了新的饱和修正系数；研究表明，在计算汽轮发电机组轴系扭振时。

关键词 汽轮发电机 饱和参数 FEM 轴秒 扭振 仿真

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大型发电机组转子轴系扭振抑制策略研究 被引量：3

20

作者 吴小丹 王凯 +1 位作者 马志恒 王辉 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2019年第11期50-54,共5页

汽轮发电机组由于交流送出线路中固定串补等设备的接入,在交流系统发生故障时存在的次同步频率的电气功率会给机组带来转子轴系疲劳扭振的风险。而链式静止同步补偿器(STATCOM)的接入和调制控制可以为机组提供一个有效的阻尼机组轴系扭... 汽轮发电机组由于交流送出线路中固定串补等设备的接入,在交流系统发生故障时存在的次同步频率的电气功率会给机组带来转子轴系疲劳扭振的风险。而链式静止同步补偿器(STATCOM)的接入和调制控制可以为机组提供一个有效的阻尼机组轴系扭振方法。这里论述了汽轮发电机组轴系扭振的原因及STATCOM抑制轴系扭振的控制策略,并提出在STATCOM中引入比例积分谐振(PIR)控制策略和电流内环附加微分控制策略,使得STATCOM对基波及不同模态超、次同步频率电流均实现有效控制。动模系统测试结果表明,STATCOM可以极大地提升对机组轴系扭振的抑制能力,确保机组在交流系统故障等情况下的安全稳定运行。 展开更多

关键词 静止同步补偿器 汽轮发电机 轴系扭振

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