电力系统稳定性考虑因素 – 定义 – 稳定性分类 – 转子角和电压稳定性 – 同步机表示 – 经典模型 – 负荷建模概念 – 励磁系统建模 – 原动机建模。暂态稳定性 – 摆动方程 – 等面积准则 – 摆动方程的解 – 数值方法 – 欧拉方法 – 龙格-库特方法 – 临界清除时间和角度 – 励磁系统和调速器的影响 – 多机稳定性 – 扩展等面积准则 – 暂态能量函数方法。小信号稳定性 – 状态空间表示 – 特征值 – 模态矩阵 – 单机无限母线系统的小信号稳定性 – 同步机经典模型表示 – 场电路动力学的影响 – 励磁系统的影响 – 多机系统的小信号稳定性。电压稳定性 – 发电方面 - 输电系统方面 – 负荷方面 – PV 曲线 – QV 曲线 – PQ 曲线 – 静态负荷分析 – 负荷能力极限 - 灵敏度分析 - 连续功率流分析 - 不稳定机制 - 示例。提高稳定性的方法 – 暂态稳定性增强 – 高速故障清除 – 蒸汽轮机快速阀门 - 高速励磁系统 - 小信号稳定性增强 - 电力系统稳定器 – 电压稳定性增强 – 无功功率控制。
发动机:五十铃 SiTEC 425 五十铃 6WG1-TC 6 缸,24 气门,直列,顶置凸轮轴,直喷,4 冲程,柴油。涡轮增压和空对空中冷。冷却废气再循环系统。带内置限速器的电子调速器和带恢复功能的巡航控制。缸径和行程:147 x 154 mm 排量:15,681 cc 压缩比:15.5:1 功率:316 kW @ 1,800 rpm(ISO 1585 NET) 扭矩:2,059 Nm @ 1,100 rpm(ISO 1585 NET) 排放标准:ADR 80/00(欧 III) 进气系统 • 唐纳森干式滤芯,15” 两级空气过滤器。垂直进气管,带纤薄侧面进气口。排气系统 • 垂直消声器,右侧带亮色穿孔隔热板。• 空气控制,蝶形排气制动器(2,200 rpm 时减速高达 350 hp)。排气制动怠速切断开关。燃油系统 • Denso 共轨燃油喷射系统。直列式燃油滤清器和水沉淀器。• 油箱:1 x 450 L Hilton 铝制圆柱形(LHS),带两个全长油箱安装台阶。润滑系统 • 压力供给润滑系统。油容量 31.0 L(包括过滤器)。
发动机:五十铃 SiTEC 425 五十铃 6WG1-TC 6 缸,24 气门,直列,顶置凸轮轴,直喷,4 冲程,柴油。涡轮增压和空对空中冷。冷却废气再循环系统。带内置限速器的电子调速器和带恢复功能的巡航控制。缸径和行程:147 x 154 mm 排量:15,681 cc 压缩比:15.5:1 功率:316 kW @ 1,800 rpm(ISO 1585 NET) 扭矩:2,059 Nm @ 1,100 rpm(ISO 1585 NET) 排放标准:ADR 80/00(欧 III) 进气系统 • 唐纳森干式滤芯,15” 两级空气过滤器。垂直进气管,带纤薄侧面进气口。排气系统 • 垂直消声器,右侧带亮色穿孔隔热板。• 空气控制,蝶形排气制动器(2,200 rpm 时减速高达 350 hp)。排气制动怠速切断开关。燃油系统 • Denso 共轨燃油喷射系统。直列式燃油滤清器和水沉淀器。• 油箱:1 x 450 L Hilton 铝制圆柱形(LHS),带两个全长油箱安装台阶。润滑系统 • 压力供给润滑系统。油容量 31.0 L(包括过滤器)。
在过去二十年中,电力系统面临着越来越苛刻的运营要求。这些具有挑战性的运营条件是由多种因素造成的,包括负荷增长、基础设施老化、分布式能源 (DER) 的渗透率不断提高、经济电气化以及脱碳等政策举措。电力系统及其组件必须提供高度的运营灵活性,以缓解这些挑战。例如,风能和太阳能等间歇性 DER 的普及增加了对水电站等传统发电资产的需求,以应对突然的负荷发电不平衡。水电站对灵活性的要求越高,磨损就越大,可能会缩短水电涡轮机的使用寿命。为了减少水电站跟踪调度信号突然变化的需要,我们研究了它们与储能系统 (ESS;“基于 ESS 的混合”) 的联合运行。我们的分析侧重于通过基于 ESS 的混合来延长水电站的使用寿命。水电涡轮机(尤其是弗朗西斯涡轮机)的磨损使用寿命损失概念建模,该概念基于涡轮机因各种运行周期而遭受的损坏。然后,我们表明使用 ESS 抵消一些高变化可以延长水电站的剩余寿命。为了证明这一点,我们为这项工作开发了一些建模工具:(1)涡轮机及其调速器各个部件的动态模型;(2)一种控制策略,将缓慢变化的调度信号分配给水电机组,将快速变化的信号分配给 ESS,以使总功率请求保持不变;(3)财务分析模型,以量化这种框架的经济效益。我们使用我们开发的模型来分析实际水电站的调度模式,该水电站的功率输出为 50 MW,水头高度为 152 m。这项工作表明,基于 ESS 的混合可以将水电站的寿命平均延长 5%。然后使用这种寿命延长来估计与水电站维护和更换相关的成本延期的经济效益:平均为 360 万美元。针对 ESS 的大小和涡轮机的成本进行了敏感性分析,以显示收益在涡轮机成本和 ESS 大小范围内的变化。至关重要的是,将损害减少和寿命延长与其他 ESS 价值流(例如提供辅助服务)叠加在一起可以大大增加基于 ESS 的混合的经济效益。当多个价值流叠加并共同优化以获取最大收益时,与适当大小的 ESS 相关的更高成本将更具经济意义。未来将在未来的工作中探索这一维度。
图 4-7:带 VSC 控制的 DC - AC 逆变器 ...................................................................................................... 79 图 4-8:电压源转换器控制 ...................................................................................................................... 80 图 4-9:电压源控制方案 ...................................................................................................................... 80 图 4-10:Simulink 中的 LC 滤波器 ............................................................................................................. 82 图 4-11:带调速器模块的水力涡轮机 MATLAB/SIMULINK ............................................................. 83 图 4-12:佩尔顿水轮机速度三角形 ............................................................................................................. 84 图 4-13:叶片出口速度 ............................................................................................................................. 86 图 4-14:微水力系统 MATLA/SIMULINK ............................................................................................. 87 图 4-15:同步机参数 ............................................................................................................................. 87 图 4-16:同步机额定功率输出 ............................................................................................................. 88 图 4-17:电池组模块........................................................................................................................... 89 图 4-18:双向转换器 .......................................................................................................................... 90 图 4-19:开关开启的双向转换器 ................................................................................................ 90 图 4-20:开关关闭的双向转换器 ................................................................................................ 91 图 4-21:电池存储双向转换器电路 ................................................................................................ 93 图 4-22:电池 DC-DC 双向转换器控制 ............................................................................................. 93 图 4-23:电池电流放电特性 ............................................................................................................. 94 图 4-24:模糊推理进程 ................................................................................................................ 95 图 4-25:模糊规则 ............................................................................................................................. 96 图 4-26:输入成员函数 ............................................................................................................. 96 图 4-27:输出成员函数 ............................................................................................................. 97 图 4-28:模糊逻辑输入和输出 ............................................................................................................. 98 图 4-29:用于电池控制的 Simulink 模块 ...................................................................................................... 98 图 4-30:模糊逻辑表面视图 ................................................................................................................ 99 图 4-31:能量管理算法 ................................................................................................................ 99 图 5-1:系统模型 ............................................................................................................................. 101 图 5-2:恒定辐照度下的 PV 功率输出 ............................................................................................. 84 图 5-3:PV 输出功率瞬态时间 ............................................................................................................. 85 图 5-4:PV 电压 (a) 未升压 (c) 升压和 (b) 占空比 ............................................................................. 85 图 5-5:PV 阵列 (a) 功率,(b) 电流,(C) 电压 ............................................................................................. 86 图 5-6:MHP 功率输出 ............................................................................................................................. 86 图 5-7:MHP 瞬态时间 ............................................................................................................................. 87 图 5-8:电池充电(SOC 增加)................................................................................................ 87 图 5-9:电池 (a) 电压,(b) 电流,(c) SOC,(d) 功率 ........................................................................ 88 图 5-10:系统特性(a)辐照度、PV 功率、(c) MHP 功率 (d) 负载功率 (e) SOC 和 (d) 电池功率 ............................................................................................................................. 89 图 5-11:负载电压 ............................................................................................................................. 89 图 5-12:MHP 功率 ............................................................................................................................. 90 图 5-13:400W/m2 下的 PV 功率 ............................................................................................................. 91 图 5-14:系统 (a) 总功率和 (b) SOC ............................................................................................................. 91 图 5-15:(a) PV_Power (b) Load_Power 和 (c) Battery_Power ................ ...功率 ................................................................................................................................ 92 图 5-17:系统特性 (a) 辐照度、(b) PV 功率、(c) MHP 功率、(d) 负载功率、(e) SOC 和 (f) 电池功率 ............................................................................................................................. 93 图 5-18:电池特性 (a) 电压、(b) 电流、(c) SOC 和 (d) 功率 ...................................... 94 图 5-19: 系统 (a) PV 功率 (b) 负载功率 (c) 电池功率 .............................................. 94 图 5-20: (a) 辐照度 (b) 可再生能源 (c) SOC<20% 和 (d) 电池功率 ............................................................................. 95 图 5-21: (a) 辐照度 (b) 可再生能源 (c) SOC> 80% 和 (d) 电池功率 ............................................................................. 96