风火打捆经串补线路送出系统的次同步谐振分析
发布时间：2021-05-31 13:52
近年来我国大力开发可再生能源,推进能源低碳化转型。我国“三北地区”风力资源丰富,但大多距离电网负荷中心较远,往往采取“风火打捆”经串联补偿电容线路远距离外送。然而,串联补偿电容装置会产生潜在的次同步谐振风险,严重影响电网安全稳定运行。本文针对内蒙古锡盟地区大规模风火打捆经串补交流外送系统可能存在的次同步谐振问题,进行系统建模、机理分析及仿真验证等研究,为实际工程的风险防控提供决策依据。简要介绍电力系统次同步谐振的基本概念,探讨不同类型次同步谐振频率的激发条件,将次同步谐振的分析方法按照时/频域特点归为两大类,并对比各种分析方法的适用场合,为后续研究奠定理论基础;根据锡盟地区工程的实际情况,建立大规模风火打捆经串补电容输电系统的等值模型,梳理相关计算条件并在仿真软件PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,为次同步谐振分析奠定模型基础。对汽轮机组经串补电容产生次同步谐振进行风险分析,通过频率扫描法初步筛选系统存在次同步谐振风险的运行方式,结合时域仿真法,观察模态转速和暂态扭矩,验证扫频结果,并通过仿真分析风电接入对汽轮机组次同步谐振风险的影响,此外,仿真分析汽轮机组暂态扭矩随系统的故障形态及位...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１分析ＳＳＲ的电网及设备关系??可见在一个电力系统中，分析ＳＳＲ的电网及设备种类多样、关系复杂，而ＳＳＲ的激??
东北电力大学Ｔ程硕士学位论文??（５）保护控制装置及各级控制中心等。??ｉ?＇?ｉ?！?ｉ?Ｉ??Ｉ?厂用负载?ｉ?ｉ?ｉ??！?（Ｏ?——ｉ本?ｉ丨?串联补偿电容?Ｉ?丨?｜??！?ｌｌ?｜?Ｈ?ｉ?ｉ??｜?｜保护、控制｜?Ｉ?｜?｜保护、控制｜?Ｉ?ｊ?网ｊ??Ｉ?电厂Ｉ?ｉ外送电网?ＦＡＣＴｓｅ￥．ｊｔｓ?！?Ｉ?Ｉ?Ｉ??１?￣ｌ?１?＇?Ｔ?Ｉ?负荷＇?Ｔ?＇???Ｉ???Ｉ??Ｉ??控制中心?控制中心?控制中心??图２－１分析ＳＳＲ的电网及设备关系??可见在一个电力系统中，分析ＳＳＲ的电网及设备种类多样、关系复杂，而ＳＳＲ的激??发条件则与厂、网及各设备间的耦合频率有关。??在一个耦合的电力系统中，除了系统频率％外，还有与ＳＳＲ相关的两类典型的固有??振荡频率，一类是机网电气回路的Ｉ－Ｃ－／？电气振荡频率另一类是机组轴系机械系统的??扭振频率《，？。火电汽轮机组经串补电容引发的ＳＳＲ频率与Ｚ－Ｃ－／？电气谐振、轴系扭振及??二者共振有关；风电机组经串补电容引发的ＳＳＲ频率主要与ＬＣ－／？电气谐振有关。??２．２．１机网电气振荡频率??Ｚ－Ｃ－ｉ？电气振荡频率作用机理：当电网受到扰动时，发电机组定子侧将出现不同于系??统频率的振荡分量，即电气振荡频率。该固有频率电流会产生旋转磁场，在转子绕??组感应频率互补的电流分量％，反作用于气息磁场，并且此电流还会与同步磁场相互??作用，产生频率互补的扭矩，影响转子速度。以上过程中，磁尝电流、扭矩及轴系转速??相互影响而发生改变。??如图２－２所示为一个单机无穷大系统接入了串补电容，当电网侧产生次同步频率的扰??动
东北电力大学工程硕士学位论文???阿巴嘎旗??大唐锡林浩特?ｃｙｉ?苏Ｅ特旗??禺林浩特市??神华胜利ｙ本??………，讖）??蒙能锡林浩特＼?＼??１１?￣￣?Ｐ＼＾￣￣ｆ７＾??１?调相机?——??—１?Ｕ?京能五间房??査干淖尔?ＩＩ?华润五间房?????止蓝旃?／?／＾＼＼?＇Ｍ／??交流?ｌＯＯＯｋＶ??／?（ｇｙ?串补站??交流５００ｋＶ??ｉ＼：Ｍ＆ｆｎ?Ｉ??貞．流±８００ｋｖ??＾?Ａ????ｍｉｊ?ｊ?ＭｌＵ＾??图３－１锡盟地区系统拓扑??３．２锡盟系统等值模型??本节采用锡盟地区原型系统的工程数据作为分析计算依据，建立等值模型。本文分析??所涉及的７个火电项目及规划风电项目均位于特高压交流输电网络上，因此，在等值模型??中不考虑锡盟？泰州±８００ｋＶ特高压直流输电工程。??３．２．１火电电源??该等值模型所包含的７个火电电源分别是：蒙能锡林浩特电厂、大唐锡林浩特电厂、??神华胜利电厂、北方胜利电厂、华润五间房电厂、京能五间房电厂和查干淖尔电厂。蒙能??锡林浩特电厂有２台３５０ＭＷ机组，发电机额定容量为４１２ＭＶＡ；其他电厂等各有２台??６６０ＭＷ机组，发电机额定容量均为７３３ＭＶＡ。??在后文的汽轮机组ＳＳＲ仿真算例中，主要分析蒙能锡林浩特电厂和北方胜利电厂，蒙??能锡林浩特电厂和北方胜利电厂的发电机参数见附录表１，主变参数见附录表２。??将发电机组的轴系模拟为ｍ个质量块和弹簧组成的质量弹簧系统，则该系统存在ｍ—??１个固有扭转振荡频率。如图３－２所示，汽轮发电机组通常有高压缸（ｈｉｇｈ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ＨＰ）、??中压缸（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉ
【参考文献】：
期刊论文
[1]风火打捆送出系统动态安全域边界线性近似方法[J]. 刘瑞宽,陈磊,闵勇,侯凯元,夏德明,周莹,赵宇民,贲驰. 电网技术. 2018(10)
[2]基于复转矩系数法研究并网双馈风电场引发电力系统次同步振荡问题综述[J]. 王一珺,杜文娟,陈晨,王海风. 发电技术. 2018(03)
[3]基于并联电压源型换流器的次同步振荡抑制策略研究[J]. 高澈,张剑. 电力建设. 2017(10)
[4]全风况下双馈风机参与调频的协调控制策略研究[J]. 赵冬梅,许瑞庆,郑立鑫. 电力系统保护与控制. 2017(12)
[5]电力系统次同步振荡对风力发电机轴系疲劳损伤影响的可靠性分析[J]. 田宽引,王鹏,韩肖清,秦文萍,梁琛. 太阳能学报. 2017(03)
[6]新能源电力系统次同步振荡问题研究综述[J]. 肖湘宁,罗超,廖坤玉. 电工技术学报. 2017(06)
[7]沽源风电场串补输电系统次同步谐振典型事件及影响因素分析[J]. 董晓亮,田旭,张勇,宋佳. 高电压技术. 2017(01)
[8]双馈风机定子侧变流器的附加阻尼抑制次同步振荡方法[J]. 董晓亮,谢小荣,田旭. 高电压技术. 2016(09)
[9]双馈风电场次同步相互作用的机理仿真验证与实用抑制策略[J]. 黄耀,王西田,陈昆明,黄永民. 电网技术. 2016(08)
[10]特高压输电通道风火打捆配置方案及其概率灵敏度分析[J]. 金维刚,李勇,印永华,秦晓辉,汪文达,郭晓云. 电力系统自动化. 2016(06)
硕士论文
[1]大规模风电场并网引起汽轮机次同步振荡的研究[D]. 李希哲.西安理工大学 2017
本文编号：3208387
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１分析ＳＳＲ的电网及设备关系??可见在一个电力系统中，分析ＳＳＲ的电网及设备种类多样、关系复杂，而ＳＳＲ的激??
东北电力大学Ｔ程硕士学位论文??（５）保护控制装置及各级控制中心等。??ｉ?＇?ｉ?！?ｉ?Ｉ??Ｉ?厂用负载?ｉ?ｉ?ｉ??！?（Ｏ?——ｉ本?ｉ丨?串联补偿电容?Ｉ?丨?｜??！?ｌｌ?｜?Ｈ?ｉ?ｉ??｜?｜保护、控制｜?Ｉ?｜?｜保护、控制｜?Ｉ?ｊ?网ｊ??Ｉ?电厂Ｉ?ｉ外送电网?ＦＡＣＴｓｅ￥．ｊｔｓ?！?Ｉ?Ｉ?Ｉ??１?￣ｌ?１?＇?Ｔ?Ｉ?负荷＇?Ｔ?＇???Ｉ???Ｉ??Ｉ??控制中心?控制中心?控制中心??图２－１分析ＳＳＲ的电网及设备关系??可见在一个电力系统中，分析ＳＳＲ的电网及设备种类多样、关系复杂，而ＳＳＲ的激??发条件则与厂、网及各设备间的耦合频率有关。??在一个耦合的电力系统中，除了系统频率％外，还有与ＳＳＲ相关的两类典型的固有??振荡频率，一类是机网电气回路的Ｉ－Ｃ－／？电气振荡频率另一类是机组轴系机械系统的??扭振频率《，？。火电汽轮机组经串补电容引发的ＳＳＲ频率与Ｚ－Ｃ－／？电气谐振、轴系扭振及??二者共振有关；风电机组经串补电容引发的ＳＳＲ频率主要与ＬＣ－／？电气谐振有关。??２．２．１机网电气振荡频率??Ｚ－Ｃ－ｉ？电气振荡频率作用机理：当电网受到扰动时，发电机组定子侧将出现不同于系??统频率的振荡分量，即电气振荡频率。该固有频率电流会产生旋转磁场，在转子绕??组感应频率互补的电流分量％，反作用于气息磁场，并且此电流还会与同步磁场相互??作用，产生频率互补的扭矩，影响转子速度。以上过程中，磁尝电流、扭矩及轴系转速??相互影响而发生改变。??如图２－２所示为一个单机无穷大系统接入了串补电容，当电网侧产生次同步频率的扰??动
东北电力大学工程硕士学位论文???阿巴嘎旗??大唐锡林浩特?ｃｙｉ?苏Ｅ特旗??禺林浩特市??神华胜利ｙ本??………，讖）??蒙能锡林浩特＼?＼??１１?￣￣?Ｐ＼＾￣￣ｆ７＾??１?调相机?——??—１?Ｕ?京能五间房??査干淖尔?ＩＩ?华润五间房?????止蓝旃?／?／＾＼＼?＇Ｍ／??交流?ｌＯＯＯｋＶ??／?（ｇｙ?串补站??交流５００ｋＶ??ｉ＼：Ｍ＆ｆｎ?Ｉ??貞．流±８００ｋｖ??＾?Ａ????ｍｉｊ?ｊ?ＭｌＵ＾??图３－１锡盟地区系统拓扑??３．２锡盟系统等值模型??本节采用锡盟地区原型系统的工程数据作为分析计算依据，建立等值模型。本文分析??所涉及的７个火电项目及规划风电项目均位于特高压交流输电网络上，因此，在等值模型??中不考虑锡盟？泰州±８００ｋＶ特高压直流输电工程。??３．２．１火电电源??该等值模型所包含的７个火电电源分别是：蒙能锡林浩特电厂、大唐锡林浩特电厂、??神华胜利电厂、北方胜利电厂、华润五间房电厂、京能五间房电厂和查干淖尔电厂。蒙能??锡林浩特电厂有２台３５０ＭＷ机组，发电机额定容量为４１２ＭＶＡ；其他电厂等各有２台??６６０ＭＷ机组，发电机额定容量均为７３３ＭＶＡ。??在后文的汽轮机组ＳＳＲ仿真算例中，主要分析蒙能锡林浩特电厂和北方胜利电厂，蒙??能锡林浩特电厂和北方胜利电厂的发电机参数见附录表１，主变参数见附录表２。??将发电机组的轴系模拟为ｍ个质量块和弹簧组成的质量弹簧系统，则该系统存在ｍ—??１个固有扭转振荡频率。如图３－２所示，汽轮发电机组通常有高压缸（ｈｉｇｈ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ＨＰ）、??中压缸（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉ
【参考文献】：
期刊论文
[1]风火打捆送出系统动态安全域边界线性近似方法[J]. 刘瑞宽,陈磊,闵勇,侯凯元,夏德明,周莹,赵宇民,贲驰. 电网技术. 2018(10)
[2]基于复转矩系数法研究并网双馈风电场引发电力系统次同步振荡问题综述[J]. 王一珺,杜文娟,陈晨,王海风. 发电技术. 2018(03)
[3]基于并联电压源型换流器的次同步振荡抑制策略研究[J]. 高澈,张剑. 电力建设. 2017(10)
[4]全风况下双馈风机参与调频的协调控制策略研究[J]. 赵冬梅,许瑞庆,郑立鑫. 电力系统保护与控制. 2017(12)
[5]电力系统次同步振荡对风力发电机轴系疲劳损伤影响的可靠性分析[J]. 田宽引,王鹏,韩肖清,秦文萍,梁琛. 太阳能学报. 2017(03)
[6]新能源电力系统次同步振荡问题研究综述[J]. 肖湘宁,罗超,廖坤玉. 电工技术学报. 2017(06)
[7]沽源风电场串补输电系统次同步谐振典型事件及影响因素分析[J]. 董晓亮,田旭,张勇,宋佳. 高电压技术. 2017(01)
[8]双馈风机定子侧变流器的附加阻尼抑制次同步振荡方法[J]. 董晓亮,谢小荣,田旭. 高电压技术. 2016(09)
[9]双馈风电场次同步相互作用的机理仿真验证与实用抑制策略[J]. 黄耀,王西田,陈昆明,黄永民. 电网技术. 2016(08)
[10]特高压输电通道风火打捆配置方案及其概率灵敏度分析[J]. 金维刚,李勇,印永华,秦晓辉,汪文达,郭晓云. 电力系统自动化. 2016(06)
硕士论文
[1]大规模风电场并网引起汽轮机次同步振荡的研究[D]. 李希哲.西安理工大学 2017
本文编号：3208387
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