旁路阻尼滤波器抑制火电机群串补系统次同步谐振的原理与应用研究

发布时间：2021-04-22 23:52

　　随着大型煤电基地和与之配套的交流特高压工程的陆续建成,重点地区火电机群通过串补线路集中外送的格局将进一步加强,由串补引发的次同步谐振问题可能变得更加突出,并表现出受影响机组众多、扭振模式频域分布密集和系统运行工况多样的特点。在这一背景下,本文基于尚未被充分研究的旁路阻尼滤波器（BDF）,对其在机群串补送出场景下抑制次同步谐振的原理和应用展开研究,主要内容如下:1)研究了BDF抑制次同步谐振的原理。以定性和定量相结合的方式研究了BDF抑制次同步谐振的原理,推导了单机系统条件下电气负阻尼极值点与BDF参数的解析关系,表明BDF能够对发电机电气负阻尼进行针对性调整以避开轴系固有扭振模式,从而有助于抑制扭振相互作用和暂态扭矩放大效应;提出了基于单机串补系统的BDF参数整定方法,并利用IEEE标准模型,验证了BDF抑制次同步谐振的有效性。2)研究了BDF在多机系统条件下抑制次同步谐振的可行性。基于多机等值串补送出系统,分析了并列发电机电气阻尼极值频率与BDF参数的解析关系;表明并列运行状态下多台发电机电气负阻尼极值频率相同,从而可以利用BDF对并列机组的电气负阻尼进行整体调整;从运行工况变化时B... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 次同步谐振的基本概念
        1.2.1 次同步谐振的定义和分类
        1.2.2 次同步谐振概念的延伸
    1.3 次同步谐振的常用分析方法
        1.3.1 频域扫描分析法
        1.3.2 特征结构分析法
        1.3.3 复转矩系数法
        1.3.4 时域仿真法
    1.4 次同步谐振的抑制措施
        1.4.1 发电机组改造
        1.4.2 附加控制
        1.4.3 并联型设备
        1.4.4 串联型设备
        1.4.5 次同步谐振的抑制案例
    1.5 本文的主要工作
第2章 BDF抑制次同步谐振的原理及初步应用
    2.1 引言
    2.2 BDF抑制次同步谐振的原理
        2.2.1 抑制扭振相互作用的原理
        2.2.2 抑制感应发电机效应的原理
        2.2.3 抑制暂态扭矩放大效应的原理
    2.3 基于简单系统的BDF参数整定方法
    2.4 算例分析
        2.4.1 BDF参数整定
        2.4.2 抑制感应发电机效应
        2.4.3 抑制扭振相互作用
        2.4.4 抑制暂态扭矩放大效应
        2.4.5 抑制串补电容暂态过电压
        2.4.6 BDF参数变动的鲁棒性分析
    2.5 本章小结
第3章 BDF适用于多机系统的可行性分析
    3.1 引言
    3.2 多机串补送出系统的等值
    3.3 含BDF多机等值系统电气阻尼分析
    3.4 考虑运行工况变化的BDF应用可行性
        3.4.1 BDF参数存在性
        3.4.2 BDF参数适应性
    3.5 算例分析
        3.5.1 BDF参数整定
        3.5.2 抑制扭振相互作用
        3.5.3 抑制暂态扭矩放大效应
    3.6 本章小结
第4章 BDF抑制火电机群扭振相互作用及暂态扭矩放大效应的应用研究
    4.1 引言
    4.2 适用于多机系统的BDF参数整定方法
        4.2.1 参数整定算法
        4.2.2 算法求解与讨论
    4.3 算例分析
        4.3.1 BDF配置及参数整定
        4.3.2 遗传算法执行
        4.3.3 抑制扭振相互作用的有效性验证
        4.3.4 抑制暂态扭矩放大效应的有效性验证
    4.4 本章小结
第5章 BDF抑制火电机群感应发电机效应的有效性判别
    5.1 引言
    5.2 理论基础
        5.2.1 状态空间法定义的特征值
        5.2.2 s域节点导纳矩阵法定义的特征值
        5.2.3 状态空间法与s域节点导纳矩阵法的一致性验证
    5.3 基于s域节点导纳矩阵法的特征值求解算法
    5.4 基于s域节点导纳矩阵的系统谐振分析
        5.4.1 主要谐振区域分析
        5.4.2 关键影响元件分析
    5.5 算例分析
        5.5.1 IEEE次同步谐振第一标准模型
        5.5.2 华北20机交流特高压串补送出系统
    5.6 本章小结
第6章 BDF与STATCOM联合抑制次同步谐振的协同策略
    6.1 引言
    6.2 用于抑制次同步谐振的STATCOM控制策略
        6.2.1 扭振模式提取
        6.2.2 相位补偿
        6.2.3 放大环节
        6.2.4 控制策略验证
    6.3 BDF与STATCOM抑制次同步谐振的协同策略
        6.3.1 BDF与STATCOM抑制次同步谐振的互补分析
        6.3.2 抑制次同步谐振的协同策略
        6.3.3 协同策略有效性验证
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究工作展望
参考文献
附录
    附A: IEEE次同步振荡第一标准模型
    附B: 华北20机交流特高压串补送出系统
    附C: 新疆大南湖电厂串补送出等值系统
作者简历
攻读博士学位期间的学术成果



本文编号：3154682