电力系统机电扰动传播的控制方法研究

发布时间：2017-09-15 01:28

  本文关键词：电力系统机电扰动传播的控制方法研究

  更多相关文章： 机电波 机电扰动传播 特性阻抗 零反射控制 零透射控制

【摘要】：在电网互联的发展趋势下,电网日趋庞大,任意某处的扰动都可能影响整个电网的安全稳定运行,研究电力系统中机电扰动的传播特性及抑制方法显得极其重要。随着广域测量系统的发展,越来越多的观测数据表明,机电扰动在电网中的传播使得机电动态以有功功率和发电机转速等物理量的形式呈现出一种时空分布特性。机电波理论主要研究这些物理量在电网中的运动规律,从理论上解释机电动态的时空分布特性,是探索电网机电动态过程的一种新方法。论文对现有机电扰动传播的一些研究成果进行了总结和概述,介绍了弹性空间中从振动到波的推导过程以及其所体现的从离散模型到连续体建模的思想,并根据这种思想推导了描述电力系统机电扰动传播的机电波方程；阐述了弹性空间与电力系统中扰动传播的联系,并对两者进行了对比,说明了它们各物理量之间的对应关系；介绍了求解多自由度振动系统的振型分解法,这种方法同样可用于机电扰动传播的分析。论文还通过离散电力系统复频域模型以及机电扰动在均匀无穷系统中与机电扰动零反射的系统中传播规律的等效性,用一种基于等效阻抗的新方法求取了离散电力系统中机电扰动传播的特性阻抗；进一步提出了基于传递函数连分式近似理论的离散电力系统中机电扰动传播的零反射控制方法,并分别以发电机转子转速增量和输电线输送功率增量为输入信号进行了仿真验证,说明了该零反射控制方法对机电扰动幅值具有较好的抑制效果,提高了电力系统对机电扰动的抵御能力；给出了阶跃扰动下无穷均匀链式离散电力系统中发电机转子转速增量和输电功率增量的解析解,通过仿真验证了解析解的正确性。通过将电力系统输电线和发电机等效成阻抗的形式,利用线性电路的研究方法,得到了一种基于传递函数方框图的电力系统机电扰动传播仿真方法。论文最后分析了电力系统离散模型中扰动传播的边界效应,得出了在相同位置机电扰动分别发生零反射和零透射时,该处扰动功率波动幅值的关系；利用机电扰动传播的时延特性,提出了一种控制器预启动的机电扰动零透射控制方法,该方法能够较好的克服控制器响应延迟带来的透射功率过大的的缺点,并通过仿真验证了控制器的零透射控制效果,结果表明该方法能够有效的减小透射功率,将机电扰动限制在目标区域内。
【关键词】：机电波 机电扰动传播 特性阻抗 零反射控制 零透射控制
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题的研究意义与背景11-12
• 1.2 机电扰动传播的研究现状12-15
• 1.2.1 机电波理论的发展现状12-14
• 1.2.2 电力系统离散模型中扰动传播的研究现状14
• 1.2.3 电力系统机电扰动控制方法的研究现状14-15
• 1.3 本文主要工作及章节安排15-17
• 第2章 电力系统机电扰动传播理论17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 弹性空间中的振动与波动17-20
• 2.2.1 振子-弹簧系统的振动17-19
• 2.2.2 理想弦中的波19-20
• 2.3 电力系统连续体模型中的机电波20-27
• 2.3.1 机电波传播的控制方程20-24
• 2.3.2 机电波方程的解24-27
• 2.4 电力系统离散模型中机电扰动传播27-29
• 2.5 扰动在弹性空间与电力系统中传播特性的比较29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 机电扰动零反射抑制方法及其传播特性31-48
• 3.1 引言31
• 3.2 离散链式电力系统的复频域等效模型31-33
• 3.3 离散链式电力系统的求解33-37
• 3.3.1 机电扰动传播的特性阻抗33-35
• 3.3.2 机电扰动传播规律35-37
• 3.4 基于连分式法的机电扰动零反射抑制方法37-39
• 3.4.1 离散电力系统的零反射控制方法37-38
• 3.4.2 无理传递函数的连分式近似理论38-39
• 3.5 算例仿真39-43
• 3.5.1 机电扰动零反射控制方法仿真验证39-41
• 3.5.2 均匀无穷系统的传播特性分析与仿真41-43
• 3.6 分段均匀电力系统中的零反射控制43-45
• 3.7 基于传递函数的扰动传播建模仿真45-46
• 3.8 本章小结46-48
• 第4章 机电扰动零透射控制方法48-59
• 4.1 引言48
• 4.2 机电扰动传播的边界效应48-53
• 4.2.1 连续体模型中机电波的零透射48-50
• 4.2.2 离散模型中扰动传播的边界效应50-53
• 4.3 考虑扰动传播时间的预启动零透射控制方法53-55
• 4.4 仿真结果55-57
• 4.5 本章小结57-59
• 全文总结59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间发表论文和科研情况65

【参考文献】

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本文编号：853523