谐振频率

提出了一种利用宽频阻抗谱对干式空心电抗器匝间短路故障进行有效检测的方法。首先，依据多导体传输线理论构建高频下完好电抗器的等值分布电路模型，并且根据分布等值电路参数计算公式构建其等值仿真模型，分析电抗器宽频阻抗谱的高频特性；其次，对发生匝间短路故障电抗器的宽频阻抗的幅度谱和相位谱进行仿真，分析电感参数变化对电抗器阻抗谱谐振频率的影响规律；最后，在实验室中对小型干式空心电抗器进行试验测试，验证了该方法的有效性。

针对限流电抗器安装在换流站出口，基于线路边界元件特性的多端柔直电网线路保护难以适用的问题，提出了基于换流站不同出线低频暂态能量比值的多端柔直电网线路保护方案。首先，通过分析故障后模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)在直流侧呈现的阻抗频率特性，推导出实际频率大于谐振频率时MMC等效阻抗呈感性。然后，通过分析母线处电压行波折射系数的幅频特性可知，折射过程会对故障电压行波中的低频分量具有较明显的衰减作用，并以此为依据分析区内外故障时线路两侧换流站不同出线低频暂态能量比值的差异，可利用此差异识别故障。最后，PSCAD/EMTDC的仿真结果表明，所提保护方案能够可靠识别故障，不依赖线路边界元件，且具有一定的耐过渡电阻能力。

文中设计并制备了一种硅凹槽膜片型光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)超声传感器,用于电力设备局部放电检测。采用有限元软件优化设计传感膜片的凹槽参数,与传统圆形膜片相比,硅凹槽膜片的静态灵敏度提升4.09倍且谐振频率基本不变。通过耦合效率修正传统双光束干涉模型,研究F-P腔长对传感器干涉光谱对比度的影响,以提升传感器的声压灵敏度。利用微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)制备硅凹槽膜片,其凹槽直径为829.44 μm,厚度为2.09 μm,F-P腔长为163.600 μm。在谐振频率61.5 kHz处,传感器声压灵敏度可达357.78 mV/Pa,并结合气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)局部放电缺陷模型对传感器性能进行验证。实验结果表明,文中所制备的光纤F-P超声传感器具有声压灵敏度高、实时性好、超声信号检测能力强等优点。

有研究表明，多机系统发生SSO（次同步振荡）时，机组间具有相近扭振频率。为此，分析了相近频率机组轴系间的交互影响，及系统串补度、机组间电气距离和相近扭振频率对次同步振荡的作用机理。首先，基于特征矩阵，推导两台火电机组并列送出系统的复转矩系数表达式。然后，将单机的简化复转矩系数法扩展到多机系统，推导了双火电机组电气阻尼的简化表达式，分析了其他机组对待研机组阻尼的作用，结果表明，串补度、机组电气距离以及相近扭振频率都会影响到系统阻尼和稳定性。最后，通过算例验证了各影响因素对系统次同步稳定性的作用机理。 Research findings indicate that in multi-unit systems experiencing subsynchronous oscillations(SSO), the units tend to exhibit similar torsional vibration frequencies. Therefore, an analysis was conducted on the interactive effects among shaft systems of units with similar frequencies, as well as the mechanisms of system series compensation, electrical distances between units. Additionally, the paper delved into the mechanisms through which system series compensation, electrical distances between units, and similar torsional vibration frequencies impact the SSO. Firstly, based on characteristic matrices, the expression for the complex torque coefficients of two parallel thermal power units in the system was derived. Subsequently, the simplified complex torque coefficient method for a single unit was extended to encompass multi-unit systems, resulting in a streamlined expression for the electrical damping of dual thermal power units. The analysis further examined the influence of other units on the damping of the target unit, revealing that series compensation, electrical distances between units, and similar torsional vibration frequencies all exert an influence on system damping and stability. Finally, the mechanisms through whi

在实际工程应用中，分布式电源大量入网使得弱电网阻抗的变化不能再被忽略，为提高并网变换器对电网阻抗变化的鲁棒性，提出一种提高正负阻尼分界频率的改进的有源阻尼控制策略。分析得出数字控制延时对系统稳定性的影响机理，为了消除延时对有源阻尼效果的负面影响，对阻尼控制环节插入相位补偿器进行优化设计，使得正负阻尼分界频率提高到接近奈奎斯特频率。设计与电网阻抗宽范围变化相匹配的反馈系数，解决了阻抗变化造成谐振频率偏移的问题，实现了并网变换器在弱电网下对电网阻抗的高鲁棒性。通过分析LCL谐振频率在奈奎斯特频率内变化时系统的性能，可知采用该方法时系统能保持稳定。研究结果表明，所提有源阻尼控制策略在弱电网阻抗变化的适应性上有了明显提升。最后，通过仿真和实验结果验证了所提策略和参数设计对实现弱电网高鲁棒性的有效性。

分析电力系统谐波背景下模态分析与谐波谐振关联的机理，根据回路阻抗矩阵，绘制矩阵特征值频谱和串联谐波谐振下的关键模态导纳。根据串联谐振及谐波激励的自身特点，提出使用虚拟支路对系统拓扑结构进行修正处理，对网络进行谐波谐振模态分析，将模态分析结果与系统导纳频谱扫描结果进行比较，验证谐波谐振频率计算方法的可行性和准确性。定义灵敏度矩阵，通过基本回路矩阵确定系统元件与回路阻抗矩阵元素间的关联性，推导关键模态下特征值对各网络元件电气参数的灵敏度，通过标准化处理，提高了各支路元件灵敏度的可比性。对IEEE30母线系统进行仿真分析，得出串联谐振对元件的灵敏度影响程度和串联谐振的定位及传播范围。

本专利世界首个揭示了电网电压前馈对柔性直流输电在弱电网下的稳定性影响研究。本专利以中国南方电网鲁西背靠背异步联网的柔性直流输电工程为背景，结合2017年4月10日在鲁西站广西侧发生高频谐波谐振的事件情况，对事件中谐波放大机制及其影响的关键环节进行了详细分析和仿真验证，得到了高频谐波谐振现象与柔性直流电网电压前馈控制采样环节、系统谐波阻抗之间的关系，推导了电压前馈控制参数、系统谐波阻抗与高频谐波谐振频率幅值之间的公式，并提出了在电压前馈环节合理设计滤波器来解决高频谐波谐振问题的措施，经仿真验证和现场实施验证了本专利所提解决方案的有效性。