异步联网背景下的交直流电力系统暂态频率稳定性研究

发布时间：2019-08-08 08:30

【摘要】：随着南方五省区电网的快速发展,南方电网已成为世界上最复杂的网络之一。2016年云南电网鲁西直流背靠背工程已经建成投运,云南电网与南方电网主网实现了异步互联。异步联网后,云南电网作为网架结构较为薄弱、负荷水平较低的多端直流送端电网,电网频率稳定问题突出的风险十分严峻。针对这一现实问题,本文以异步联网背景下的交直流电力系统为研究对象,围绕负荷模型、负荷参数、调速系统参数以及重合时序等对云南电网暂态频率稳定性影响进行了深入的研究,主要研究内容如下:负荷模型对暂态频率稳定性的影响。分析了计及频率特性的静态负荷模型、考虑配电网络的负荷模型以及含感应电动机的综合负荷模型等3种负荷模型的机理。在电力系统暂态仿真程序PSD-BPA中建立3种云南电网负荷模型,仿真分析异步联网背景下,特高压直流系统分别发生单极和双极直流闭锁故障时,负荷模型对系统频率峰值和故障恢复过程的影响。负荷参数对暂态频率稳定性的影响。在对云南电网工业负荷进行充分调研的基础上,选取工业负荷中的典型用电设备电解槽为研究对象。在充分了解其用电设备生产工艺和用电特性的基础上,形成等值电路,建立电解槽用电设备的负荷模型。理论和仿真分析电源侧频率扰动对负荷消耗功率的影响,计算电解槽高耗能用电设备的频率特征系数。并结合电弧炉的频率特性分析结果,以及对云南电网负荷数据进行聚类所得到的推荐负荷模型和参数,修正云南电网负荷仿真模型,分析大扰动下静、动态负荷模型比例和频率特征系数对异步联网系统频率稳定性的影响。调速系统参数对暂态频率稳定性的影响。结合云南电网的电源绝大部分为大、中型水轮机组的装机特点,分析水轮机调速系统对系统暂态频率稳定性的影响,并阐述调速系统的调差系数、调速器响应时间、软反馈时间以及水锤效应时间等参数与水轮机组调频能力关系。负荷模型分别采用恒功率负荷模型、传统负荷模型以及推荐负荷模型三种情况下,以3机9节点系统和异步联网系统为例,仿真验证了水轮机组调速系统参数对异步联网系统暂态频率的影响。重合时序对暂态频率稳定性的影响。当交直流电力系统的交流输电线发生三相永久性故障时,通过修改系统正常运行状态下的导纳阵,得到故障线路首端重合和末端重合时的导纳阵,利用Ward等值法得到各发电机节点间的等值互导纳,根据相关理论,推导出不同三相重合时序下暂态频率的表达式,在考虑系统容量和故障距离等因素下,根据频率偏移安全量化评估指标得到系统的暂态频率稳定裕度,从而提出对系统暂态频率稳定有利的三相重合时序整定策略。在2机系统和异步联网系统中验证了三相重合时序整定策略的有效性和正确性。
【图文】：

网２０１５和２０１６年全社会用电分析，如图１．２．１所示，云南省用电负荷主要以第二产逡逑业即工业负荷为主约占７４％，且其中大部分为高耗能产业，高耗能产业多以电解、逡逑电弧冶炼为主，其日负荷曲线走势相对平稳。高耗能用电设备的日负荷率和日最逡逑小负荷率较大，且其用电量大。云南电网负荷构成简单，地区差异小，非线性和逡逑

图１．３．邋１本文主要研究内容逡逑９逡逑
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM712

【参考文献】

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本文编号：2524262