高压直流输电对电力系统电压稳定性的影响分析

发布时间：2017-08-05 01:02

  本文关键词：高压直流输电对电力系统电压稳定性的影响分析

  更多相关文章： 交直流系统 电压稳定性 分岔理论 特征根轨迹 静止无功补偿器 最优安装位置 模态分析 高通滤波控制

【摘要】：安全优质的电能供应是国民经济的基础,经济环境对电力系统的发展提出更高更新的要求,电力系统互联是合理利用资源支撑经济发展的客观要求,高压直流输电能够满足远距离大容量的互联要求。高压直流输电接入电力系统以后会对系统的电压稳定性产生影响,本文利用分岔理论和连续潮流算法通过MATLAB中M文件编程实现对采用微分代数模型表示的3机9节点交直流系统的动态电压稳定性问题进行研究,特别是与动态电压失稳密切相关的几类分岔点进行深入研究,主要研究内容如下：1)对高压直流输电接入电力系统后的交直流系统的潮流计算方法进行研究,基于对交流系统和直流系统潮流方程进行统一迭代的方法,考虑换流器的主要控制方式利用牛顿拉夫逊法对交直流系统潮流方程进行求解。2)利用基于局部参数化的连续潮流算法得到交直流系统的平衡解流形即QU曲线,在求解过程中的每一个平衡解处利用对雅可比矩阵求得特征根的变化情况来判断分岔点,求取系统的HP分岔、SIB分岔、SNB分岔,并通过追踪系统特征根的轨迹对系统的HP分岔和SNB分岔进行验证说明。对于平衡解流形上分岔点附近系统稳定情况,通过编程实现小扰动下的时域仿真验证。3)讨论电力系统中线路在交流输电和直流输电方式下的系统的电压稳定性水平,以及换流器不同的控制方式和控制器比例和积分放大倍数对电压稳定裕度的影响。针对交直流系统参数和变量比较多,利用分岔理论研究几种典型直流控制参数对电压稳定裕度的影响,并利用求取双参数分岔边界的方法对电压稳定裕度进行研究。4)通过分岔理论和模态分析的方法对交直流系统中SVC最优的安装位置进行选择,并研究SVC的参数对于电压稳定裕度的影响。5)引入一种基于高通滤波控制的SVC,通过二维的方法研究这种控制器参数的选取方法,并将其应用到本文的交直流系统中达到消除交直流系统HP分岔的目的,最后对这种SVC在换流器两种运行方式下都能达到消除HP分岔目的的正确性通过特征根和时域仿真方法进行说明。
【关键词】：交直流系统 电压稳定性 分岔理论 特征根轨迹 静止无功补偿器 最优安装位置 模态分析 高通滤波控制
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 课题的研究背景和意义11
• 1.2 电压稳定性的基本概念11-14
• 1.2.1 电压稳定的定义11-12
• 1.2.2 电压稳定性的分类12
• 1.2.3 电压失稳的机理解释12-14
• 1.3 电压稳定性的分析方法14-15
• 1.3.1 静态分析法14-15
• 1.3.2 动态分析法15
• 1.4 分岔理论在交直流系统电压稳定性研究的成果15-16
• 1.5 本文所做的主要工作16-18
• 第2章 直流系统模型和电压稳定分析方法18-33
• 2.1 引言18
• 2.2 交流系统的主要设备模型18-21
• 2.2.1 同步发电机和励磁系统模型18-20
• 2.2.2 负荷的数学模型20-21
• 2.2.3 静止无功补偿器的数学模型21
• 2.3 直流输电系统的数学模型21-26
• 2.3.1 换流器模型21-23
• 2.3.2 直流输电线路模型23
• 2.3.3 直流控制器模型23-26
• 2.4 交直流系统潮流计算的数学模型26-27
• 2.4.1 发电机节点的潮流方程26
• 2.4.2 交流节点的潮流方程26
• 2.4.3 直流节点的潮流方程26-27
• 2.5 研究理论27-31
• 2.5.1 分岔理论27-28
• 2.5.2 连续潮流方法28-30
• 2.5.3 时域仿真法30-31
• 2.6 分岔点的求取方法31-32
• 2.6.1 直接法31
• 2.6.2 延拓法31-32
• 2.7 本章总结32-33
• 第3章 直流输电对电力系统电压稳定性分岔分析33-50
• 3.1 引言33
• 3.2 交直流系统模型33-38
• 3.3 含高压直流线路的电力系统电压稳定性研究38-49
• 3.3.1 平衡解流行和分岔点的求取38-40
• 3.3.2 分岔点对稳定性的影响40-41
• 3.3.3 输电方式对电力系统电压稳定性的影响41-43
• 3.3.4 换流器控制方式对电压稳定性影响43-45
• 3.3.5 直流参数对电压稳定性影响45-49
• 3.4 本章总结49-50
• 第4章 SVC对交直流互联系统电压稳定性的影响50-65
• 4.1 引言50
• 4.2 SVC在交直流系统中最优安装位置的选择50-55
• 4.2.1 分岔理论分析SVC的最优安装位置50-53
• 4.2.2 模态方法和特征值分析研究SVC最优安装位置53-55
• 4.3 SVC对交直流系统电压稳定性的影响55-63
• 4.3.1 SVC对交直流系统带负荷能力的影响55-56
• 4.3.2 SVC对交直流系统扰动的影响56-57
• 4.3.3 SVC参数对交直流电压稳定性的影响57-58
• 4.3.4 交直流HP分岔控制58-63
• 4.4 本章总结63-65
• 全文总结和展望65-67
• 总结65-66
• 展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-74
• 附录A74-75
• 附录B75-80
• 攻读硕士学位期间发表论文和科研情况80

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本文编号：622469