SVC对电力系统电压稳定性影响的研究

发布时间：2017-09-11 16:15

  本文关键词：SVC对电力系统电压稳定性影响的研究

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【摘要】：近几十年来,国内外发生过多起大面积停电事故,给人们的生产和生活造成了巨大的影响,这些事故多半是由于电力系统无功分配不平衡或者是无功功率不足引起的。无功功率不足将直接导致电压降低,继而电力系统的电能质量会受到严重影响。静止无功补偿器(SVC)是一种动态无功补偿装置,它在电力系统中的应用相当广泛。对于电力系统电压稳定性问题而言,有关SVC对电力系统电压稳定性影响的问题的研究是目前的一个热点。本文分别从静态和动态两个方面就SVC对电力系统电压稳定性影响进行研究。首先,介绍了电力系统电压稳定性研究的背景、定义及分类,然后详细阐述了晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)和晶闸管控制电抗器—晶闸管投切电容器(TCR-TSC)三种SVC的工作原理及其控制策略。其次,在SVC对电力系统静态电压稳定性影响方面,本文对特征结构分析法在含SVC的WSCC(美国西部联合电网)中的应用作了详细的推导,并基于特征结构分析法,使用沃特卢大学开发的电力系统分析软件PSAT对WSCC-3机9节点系统进行仿真,从仿真结果不仅能够看出该方法在研究静态电压稳定方面的有效性,同时也说明了SVC在系统电压稳定中的重要地位。再次,本文在TCR-TSC型SVC的传统PI电压控制方法上进行了改进。在传统PI电压控制的基础上加入自动增益控制模块和电纳调节模块,实现了对调节器增益的自动连续控制。将改进型PI控制算法与传统PI控制算法应用到一个具体的传递函数上,当突然给定一个阶跃响应时,通过比较发现:改进型PI控制算法的速度更快,超调更小。在MATLAB中搭建了一个含SVC的简单系统,并将改进型电压PI控制方法应用到该系统中的SVC上进行仿真,仿真结果验证了改进型PI控制方法的有效性。最后,在SVC对电力系统动态电压稳定性影响方面,基于改进型PI控制方法,利用MATLAB仿真软件搭建双机负荷系统,通过在系统发生横向和纵向故障时,SVC投入与切除前后系统参数的变化研究了该装置对电力系统动态电压稳定性的影响。仿真结果发现,在各种故障时,SVC能够缩短故障持续时间,大大提高电力系统动态电压稳定性。
【关键词】：静止无功补偿器 电压稳定 特征结构分析法 改进型PI电压控制
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 电力系统电压稳定性的研究背景10
• 1.2 电力系统电压稳定的定义及分类10-11
• 1.3 电力系统电压稳定性的研究方法11-13
• 1.3.1 静态电压稳定的分析方法11-12
• 1.3.2 动态电压稳定的分析方法12-13
• 1.4 SVC的相关介绍13-15
• 1.4.1 SVC的应用背景13-14
• 1.4.2 SVC的意义及重要性14
• 1.4.3 SVC在电压稳定中的研究现状14-15
• 1.5 本文主要研究内容15-18
• 第二章 SVC的工作原理和控制策略18-25
• 2.1 无功补偿技术18
• 2.2 静止无功补偿器(SVC)的工作原理及分类18-22
• 2.2.1 晶闸管控制电抗器(TCR-SVC)18-20
• 2.2.2 晶闸管投切电容器(TSC-SVC)20-21
• 2.2.3 晶闸管控制电抗器-晶闸管投切电容器（TCR-TSC）21-22
• 2.3 静止无功补偿器(SVC)的控制策略22-24
• 2.3.1 TCR型SVC的控制策略22-23
• 2.3.2 TSC型SVC的控制策略23
• 2.3.3 TCR-TSC型SVC的控制策略23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 SVC对电力系统静态电压稳定性的影响25-35
• 3.1 PSAT软件简介25-27
• 3.1.1 PSAT特点介绍25-26
• 3.1.2 PSAT主界面26
• 3.1.3 PSAT模型库26-27
• 3.2 SVC的数学模型27-28
• 3.3 特征结构分析法28-31
• 3.3.1 特征结构分析法简介28-29
• 3.3.2 特征结构分析在静态电压稳定中的应用29-30
• 3.3.3 特征结构分析法的具体实现30-31
• 3.4 算例仿真与分析31-34
• 3.4.1 初始运行点32-33
• 3.4.2 增加负荷33
• 3.4.3 安装SVC33-34
• 3.4.4 在不同地点安装SVC34
• 3.5 本章小结34-35
• 第四章 TCR-TSC型SVC控制策略的改进35-44
• 4.1 改进型电压控制基本模型的研究35-37
• 4.1.1 增益监视器35-36
• 4.1.2 电纳的计算36-37
• 4.2 改进型PI调节器37-38
• 4.3 改进型PI调节器的具体寻优步骤38-39
• 4.4 仿真分析39-43
• 4.4.1 传统型PI与改进型PI的比较39-40
• 4.4.2 改进型PI控制器在静止无功补偿器中的应用40-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第五章 SVC对电力系统动态电压稳定性的影响44-56
• 5.1 仿真模型的搭建44-45
• 5.2 算例仿真与分析45-54
• 5.2.1 单相接地故障对系统动态稳定性的影响45-48
• 5.2.2 三相短路故障对系统动态稳定性的影响48-51
• 5.2.3 断线故障对系统动态稳定性的影响51-54
• 5.3 本章小结54-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 6.1 工作总结56
• 6.2 工作展望56-58
• 参考文献58-63
• 致谢63-64
• 附录64-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文65-66

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本文编号：831757