发电机调速系统精细化建模及一次调频研究

发布时间：2017-10-07 12:38

  本文关键词：发电机调速系统精细化建模及一次调频研究

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【摘要】：电力系统的一次调频功能是维护电网频率稳定的重要手段,在电力系统频率变化时,一次调频通过发电机调速系统的自发作用对系统频率进行调整,属于调速系统的固有能力。调速系统不同的结构及各环节不同的参数设置使得自身的频率特性发生改变,在调速系统动作进行系统频率的一次调整时,给系统调频性能带来多因素的影响。因此,从调速系统结构和参数两方面入手,建立精细化的调速系统模型,继而研究一次调频性能与调速系统的关系,探究控制系统参数影响一次调频性能的机理十分必要。本文首先从调速系统的结构出发,自定义建立精细化调速系统模型,提出基于主导极点的调速系统性能分析方法,用于调速系统性能的分析与比较,从理论上证实在设置同样参数的情况下,精细化模型具有优于软件自带模型的性能。针对调速系统参数的研究部分,在将调速系统模型精细化的基础上,提出采用主导极点与根轨迹结合的分析方法,研究调速系统关键线性参数对一次调频性能的影响,探究控制系统参数影响一次调频性能的机理,经理论分析得出结论,并通过仿真验证,结论亦作为后续拟合调频性能指标的基础。建立四区域互联系统,通过仿真分析关键非线性参数影响一次调频性能的机理,明确合理投入一次调频功能、科学设置一次调频能力分布的重要性。在掌握调速系统参数对调频性能影响机理的基础上,提出采用调速系统参数表征一次调频性能指标的表征方法,通过多变量拟合法,拟合出用调速系统参数表达的各调频性能指标的表达式,并将拟合结果作为寻优条件,结合各类约束,通过内点法寻优,寻得一组使得一次调频性能最优的调速系统参数。最后,在实际大规模交直流混合系统中,在交直流混合及直流孤岛运行方式下,采用精细化模型与软件自带模型分别作为发电机调速系统,分别设置最优参数和厂用原参数,进行一次调频性能的对比试验,验证模型精细化、参数最优化的调速系统性能更优,可发挥良好的一次调频能力。
【关键词】：精细化调速系统参数 一次调频性能指标 主导极点法 根轨迹法 多变量拟合 内点法寻优
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM31
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题背景及研究目的和意义9-10
• 1.2 课题的研究现状10-12
• 1.2.1 调速系统的研究现状10-11
• 1.2.2 一次调频性能影响因素的研究现状11
• 1.2.3 一次调频性能指标及评价的研究现状11-12
• 1.3 本论文的研究工作12-13
• 第2章 调速系统精细化建模及性能分析13-27
• 2.1 引言13
• 2.2 调速系统原理13-14
• 2.1.1 调速系统的工作原理13-14
• 2.1.2 调速系统的组成14
• 2.3 调速系统的自定义精细化建模14-22
• 2.3.1 自定义的调速系统精细化模型15-19
• 2.3.2 精细化模型的优点19-22
• 2.4 调速系统的性能分析22-26
• 2.4.1 基于闭环主导极点的性能分析法22-24
• 2.4.2 精细化调速系统的性能分析24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 调速系统参数对一次调频性能的影响分析27-43
• 3.1 基于根轨迹的线性参数影响机理分析法27-28
• 3.2 线性参数对一次调频性能的影响机理分析28-36
• 3.2.1 调差系数影响一次调频性能的机理28-30
• 3.2.2 油动机时间常数影响一次调频性能的机理30-32
• 3.2.3 汽轮机蒸汽时间常数影响一次调频性能的机理32-34
• 3.2.4 发电机惯性时间常数影响一次调频性能的机理34-36
• 3.3 非线性参数影响机理的分析模型36-37
• 3.4 非线性参数对一次调频性能的影响机理分析37-42
• 3.4.1 一次调频死区的调频性能影响机理37-40
• 3.4.2 一次调频限幅的调频性能影响机理40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 调频性能指标的拟合及参数优化43-54
• 4.1 引言43
• 4.2 一次调频的性能评价指标43-44
• 4.3 一次调频性能指标的多变量拟合44-49
• 4.3.1 多变量拟合的计算原理44-45
• 4.3.2 一次调频性能指标的多变量拟合45-49
• 4.4 调速系统参数的内点法寻优49-53
• 4.4.1 内点法的寻优原理49-51
• 4.4.2 调速系统参数的内点法寻优51-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 优化模型在实际系统中的应用54-64
• 5.1 新疆大规模交直流混合系统介绍54-55
• 5.2 实际系统中的一次调频试验55-57
• 5.2.1 参数设置55-56
• 5.2.2 仿真试验56-57
• 5.3 仿真结果及分析57-63
• 5.3.1 精细化模型与软件自带模型的对比试验57-59
• 5.3.2 最优参数与原参数的对比试验59-61
• 5.3.3 最优模型的一次调频实现61-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第6章 结论与展望64-66
• 6.1 全文总结64-65
• 6.2 研究工作展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间的学术成果及参加的科研工作70-71
• 致谢71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：987907