面向随机时滞的电力系统稳定器网络化控制研究

发布时间：2017-10-22 20:09

  本文关键词：面向随机时滞的电力系统稳定器网络化控制研究

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【摘要】：低频振荡问题日趋凸显,给电网的安全稳定运行带来诸多危害,使用电力系统稳定器(PSS)抑制低频振荡被证明是一种经济有效、简单可行的方法,成为近年来电力系统研究领域中的热点。由于传统的PSS反馈信号受采样硬件限制,无法对互联电网系统的区间低频振荡进行有效地抑制。基于同步测量技术(PMU)的广域测量系统(WAMS)能够测量不同区域的发电厂(变电站)中与低频振荡相关的信息量,并借助高速的计算机网络技术和通信技术将此类信息传送到系统中的其他相关机组。应用WAMS引入广域信号作为PSS的反馈控制信号打破了传统PSS的限制,具有广阔发展前景。在信息的采集传递过程中,时滞是不可避免的,研究广域测量系统的时滞问题也受到业界的广泛关注。本文面对网络随机时滞问题提出考虑随机时滞的广域PSS设计方案,并借助MATLAB/Simulink仿真软件建立四机两区的仿真模型,仿真结果表明本文所提出的控制方法是有效可行的。本文完成的主要工作如下：1)从低频振荡的产生机理入手,讨论了低频振荡的抑制措施,介绍了低频振荡的分析方法,并通过特征值法分析了系统的特征行为。2)分析了单机-无穷大系统模型,就励磁调节系统对低频振荡的影响分析了低频振荡机理,描述了小扰动分析中所使用的单机和多机线性化系统模型。3)介绍了广域测量系统的组成结构,对广域信号的相位特点进行分析,介绍了广域测量系统时滞产生原因及组成部分,借助Bode图分析了时滞对系统的影响,探讨了系统时滞处理方法。4)面对随机时滞,本文实现了一种在线解析时滞大小并采用分段补偿的补偿器设计方案。使用频率响应法对补偿方案进行理论分析,并借助四机两区系统,通过时域仿真试验,验证本文所提方案的有效性。
【关键词】：低频振荡 电力系统稳定器 特征值分析法 广域测量系统 随机时滞 分段时滞补偿
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 电网互联及低频振荡10-11
• 1.2 课题研究意义和现状11-13
• 1.3 论文研究思路及章节安排13-15
• 第2章 电力系统低频振荡和小扰动稳定分析15-25
• 2.1 低频振荡分类15-16
• 2.2 低频振荡产生机理16
• 2.3 低频振荡抑制措施16-17
• 2.3.1 柔性交流输电系统(FACTS)16-17
• 2.3.2 高压直流输电系统(HVDC)17
• 2.3.3 电力系统稳定器(PSS)17
• 2.4 低频振荡分析方法17-19
• 2.4.1 特征值分析法18
• 2.4.2 时域仿真法18-19
• 2.4.3 Prony分析法19
• 2.5 小扰动稳定性19-24
• 2.5.1 小扰动稳定分析19-20
• 2.5.2 状态矩阵特征行为20-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章 低频振荡分析模型25-40
• 3.1 单机-无穷大系统数学模型25-30
• 3.2 励磁调节系统对低频振荡影响30-35
• 3.2.1 同步转矩和阻尼转矩31-32
• 3.2.2 不发生滑行失步和振荡失步条件32-33
• 3.2.3 电压调节器对系统阻尼的影响33-35
• 3.3 PSS抑制低频振荡工作原理35-36
• 3.4 单机系统线性化模型36-37
• 3.5 多机系统线性化模型37-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 广域测量系统介绍及其网络时滞40-47
• 4.1 广域测量系统结构和功能40-42
• 4.1.1 同步向量技术介绍40-41
• 4.1.2 广域测量系统介绍41-42
• 4.2 广域信号相位特点42-43
• 4.3 网络时滞产生原因及影响43-46
• 4.4 时滞稳定性理论46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 计及随机时滞的广域PSS设计47-67
• 5.1 广域PSS设计47-50
• 5.1.1 PSS数学模型47-48
• 5.1.2 PSS配置48-50
• 5.2 随机时滞的处理方法设计50-53
• 5.2.1 随机时滞处理方案50-51
• 5.2.2 时滞大小分段及补偿判断策略51
• 5.2.3 时滞补偿器设计51-53
• 5.3 基于四机两区系统算例及仿真分析53-65
• 5.3.1 算例系统介绍53-54
• 5.3.2 低频振荡分析和抑制54-57
• 5.3.3 仿真结果分析57-65
• 5.4 本章小结65-67
• 结论与展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文76

【参考文献】

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本文编号：1079881