电力系统超低频/低频振荡抑制措施研究

发布时间：2022-08-10 11:22

　　随着电网中特高压交/直流输电技术广泛应用,大规模电能跨区输送、清洁能源渗透率逐渐提高,电力系统中以超低频振荡和低频振荡为代表的小干扰稳定性问题日趋严重,威胁电网安全稳定运行。超低频振荡常发生在水电渗透率较高的电力系统中,工程经验表明该问题与同步发电机一次调频控制关系密切,但至今对其机理尚缺乏深入的理解与剖析。研究超低频振荡问题常采用简单的统一频率模型代替复杂完整模型,但该模型在超低频振荡频段内的适用性尚缺乏严格的数学证明。基于水电机组调速器开展控制设计可以有效抑制超低频振荡,但目前方法一般只考虑稳定性,调整参数后对系统调频性能的影响未见广泛报导。水电机组调速器控制设计应同时考虑超低频振荡稳定性与跟踪性能,且应具有一定的鲁棒性。电力系统稳定器可用于抑制电力系统超低频/低频振荡,但如今广泛应用于整定其相位的理想相频特性法是基于单机无穷大系统推导的,该方法在多机电力系统中的有效性尚缺乏合理解释。相比传统电力系统稳定器,PSS4B型电力系统稳定器具有更多的频段支路与参数,整定良好下对频率较低的超低频振荡与区域模式低频振荡阻尼效果更好,但由于结构复杂、参数众多,整定其参数仍存在困难。本文的主要工... 

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 课题的研究现状
        1.2.1 电力系统超低频振荡稳定性研究
        1.2.2 电力系统超低频振荡抑制措施
        1.2.3 电力系统低频振荡稳定性研究
        1.2.4 电力系统稳定器发展概述
    1.3 本文的主要工作
2 电力系统超低频振荡模型降阶与稳定性分析
    2.1 引言
    2.2 适用于超低频振荡问题的降阶模型
        2.2.1 多机系统有功-无功子系统反馈模型
        2.2.2 Ki矩阵特性
        2.2.3 超低频振荡频段模型降阶
    2.3 调速器-原动机系统模型
        2.3.1 水电机组
        2.3.2 火电机组
        2.3.3 自动发电控制
    2.4 超低频振荡机理分析
        2.4.1 特征值实部近似表达式法
        2.4.2 矢量裕度法
        2.4.3 超低频振荡产生的关键因素
    2.5 云南电网超低频振荡稳定性分析
    2.6 小结
3 基于非线性规划法设计水电机组调速器参数抑制超低频振荡
    3.1 引言
    3.2 水电占优系统的性能冲突
        3.2.1 回路传递函数右半平面实零点
        3.2.2 跟踪性能与稳定性冲突
    3.3 非线性规划法
        3.3.1 机组选择
        3.3.2 优化目标
        3.3.3 约束条件: 性能约束
        3.3.4 约束条件: 参数上下界约束
        3.3.5 设计流程
    3.4 云南电网算例分析
    3.5 小结
4 基于结构奇异值法设计水电机组调速器参数抑制超低频振荡
    4.1 引言
    4.2 理论基础
        4.2.1 结构奇异值与鲁棒稳定问题
        4.2.2 鲁棒性能问题
    4.3 结构奇异值法
        4.3.1 系统模型与控制目标
        4.3.2 扩展M-△模型
        4.3.3 设计流程
    4.4 云南电网算例分析
    4.5 小结
5 考虑多振荡模式的PSS4B参数整定方法
    5.1 引言
    5.2 PSS4B模型及其参数整定问题
        5.2.1 PSS4B模型
        5.2.2 PSS4B参数整定问题
    5.3 理想相频特性法在多机系统中的适用性
        5.3.1 无阻尼系统低频振荡特征值
        5.3.2 理想相频特性法适用性
    5.4 PSS4B参数优化设计
        5.4.1 性能指标
        5.4.2 约束条件
        5.4.3 临界增益
        5.4.4 设计流程
    5.5 算例分析
        5.5.1 四机两区域系统
        5.5.2 云南电网
    5.6 小结
6 总结与展望
参考文献
攻读学位期间的科研成果



本文编号：3673547