全控器件励磁系统抑制电力系统次同步振荡研究

发布时间：2017-12-03 07:26

  本文关键词：全控器件励磁系统抑制电力系统次同步振荡研究

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【摘要】：经济发展与能源在地理上的逆向分布特点,使得我国电力工业朝着大容量、远距离、跨区域模式发展。为提高系统稳定性及线路输送容量,采用串联电容补偿成为一种经济而有效的手段。在带来可观经济效益的同时,潜在地会引发系统次同步振荡现象,严重时会造成发电机组轴系损毁等事故,威胁电力系统的安全稳定运行。因此,研究次同步振荡产生的机理及其抑制措施具有重大的工程意义与现实意义。本文在详细阐述次同步振荡基本问题的基础上,以复转矩系数法为主要分析方法,对全控器件励磁系统抑制次同步振荡进行分析研究,主要研究内容为:(1)评价各种次同步振荡分析方法的优劣,选取复转矩系数法作为本文的主要研究方法,对复转矩系数法的原理进行详细地数学阐述,并给出复转矩系数法的判据、适用条件及其时域仿真实现的具体步骤;(2)介绍全控器件励磁系统基本工作原理,提出全控器件励磁系统主电路的拓扑结构,针对所提出主电路的拓扑结构,介绍全控器件励磁系统电压源型变流器(VSC)控制策略和斩波器控制策略。然后,对全控器件励磁系统交流侧抑制次同步振荡机理进行理论推导分析;(3)以IEEE第一标准次同步振荡模型为例,采用复转矩系数法研究励磁系统对系统次同步振荡的影响。按照相位补偿原理分别设计串联结构电力系统稳定器(PSS)和并联结构PSS用以缓解次同步振荡,仿真计算表明,两种结构PSS均能起到缓解次同步振荡的作用;(4)仿照PSS相位补偿的原理,设计附加励磁阻尼控制器(SEDC)用以抑制次同步振荡。采用复转矩系数分析法分别研究单通道SEDC和多通道SEDC对次同步振荡的影响。然后,基于PSCAD仿真平台进行仿真分析,分析结果表明,SEDC能够有效地缓解小扰动引起的次同步振荡;(5)基于dq解耦控制策略,提出注入次同步电流控制策略和专用于抑制次同步振荡控制策略。不同故障仿真结果表明,提出的控制策略能够有效地抑制大扰动引起的次同步振荡。最后,仿真验证全控器件励磁系统励磁控制和交流侧共同抑制次同步振荡的作用效果。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712

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