高压直流输电系统引发电力系统次同步振荡问题研究
发布时间：2020-05-11 20:09
【摘要】：本文主要研究了高压直流输电系统所引发的电力系统次同步振荡问题机理,在多机交直流混联系统中,高压直流输电系统可能会和同步机、风机以及其它直流系统间存在交互作用,交互作用的强弱直接影响着系统的次同步振荡稳定性。本文按照和高压直流输电存在交互作用对象的不同,对高压直流输电系统所引发的电力系统次同步振荡问题进行分类,有针对性的将交互作用对象划分成“对象子系统”和“反馈子系统”,据此建立闭环互联系统模型,在所构建的闭环互联模型基础上,采用开环模式耦合理论和近似强模式耦合理论来解释稳定机理,指出当高压直流输电子系统的开环模式会和系统其它部分的开环模式间存在开环模式耦合作用时,会导致子系统间交互作用强烈,进而引发系统次同步振荡失稳;并对现有的开环模式判稳方法进行改进,同时针对高压直流输电系统所引发的次同步振荡问题提出具有普适性的研究思路。本文的主要创新点如下:(1)针对高压直流输电系统和发电机轴系交互引发轴系扭振问题,建立了“单输入单输出”闭环互联模型,采用开环模式判稳方法进行机理分析和稳定性判定。而目前对轴系扭振问题进行机理分析时均采用复转矩系数法,对应的“负阻尼”机理也形成了共识。本文证明了基于开环模式耦合理论的开环模式判稳方法和复转矩系数法是等价的,两种方法所得出的分析结果是可以相互印证的,从而为开环模式判稳方法提供了侧面的理论支撑。(2)现有的开环模式判稳方法是在开环模式相对距离可以忽略即开环模式近似重合时推导出的,然而开环模式相对距离对于方法的预测精度是有决定性影响的,在实际系统中出现开环模式近似重合情况较少,本文在现有开环模式判稳方法基础上,推导出了计及开环模式相对距离的改进开环模式判稳方法,并通过算例证明了改进开环模式判稳方法预测精度和适用范围都远远优于现有开环模式判稳方法。(3)高压直流输电系统和风机、其它直流系统间交互作用问题属于电气子系统间的交互作用问题,目前针对这类问题只能采用模式分析法进行稳定性判定,缺少被厂广泛接受的研究思路和方法对交互作用对系统稳定性的影响机理进行深入探究。本文首次提出将高压直流输电系统作为“对象子系统”,系统其它部分作为“反馈子系统”的研究思路。遵循这一研究思路,建立“四输入四输出”闭环互联模型,在模型基础上采用近似强模式耦合理论可以解释高压直流输电系统和系统任意部分间动态交互作用,并推导出了仅根据开环模式信息对闭环模式位置进行预测的公式,给出了通用的分析步骤。通过实际算例验证了上述研究思路的优势。
【图文】：
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本文编号：2658991
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