發(fā)布時(shí)間：2017-12-20 13:19

  本文關(guān)鍵詞：統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）對(duì)電力系統(tǒng)次同步振蕩的影響研究　出處：《東南大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：電力系統(tǒng)次同步振蕩問題危及著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。近年來,FACTS裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛,一方面其不恰當(dāng)?shù)目刂频姆绞交蛘哌\(yùn)行狀態(tài)會(huì)引發(fā)次同步振蕩,另一方面,利用FACTS裝置阻尼次同步振蕩的策略也層出不窮�；谧儞Q器的FACTS裝置中,統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)是功能最為強(qiáng)大的,它不僅可以同時(shí)控制本地母線電壓和輸電線的潮流,還可以控制電路的阻抗和電壓角度,使電力系統(tǒng)處于最優(yōu)工作狀態(tài)。本文就含UPFC系統(tǒng)的次同步振蕩特性進(jìn)行了深入的研究,分析了UPFC對(duì)次同步振蕩的影響,并設(shè)計(jì)了UPFC抑制次同步振蕩的控制器。首先介紹了分析電力系統(tǒng)次同步振蕩問題的基本理論,總結(jié)了多種抑制次同步振蕩的策略以及應(yīng)用情況,對(duì)UPFC的研究現(xiàn)狀作了詳細(xì)的介紹。論文建立了UPFC的適合于次同步振蕩分析的等效模型,并通過測(cè)試信號(hào)法驗(yàn)證了該模型的準(zhǔn)確性。基于IEEE第二標(biāo)準(zhǔn)模型,由全系統(tǒng)包括UPFC在內(nèi)的動(dòng)態(tài)線性化數(shù)學(xué)模型,利用復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法推導(dǎo)出系統(tǒng)電氣復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)表達(dá)式,指出UPFC可以改善含串補(bǔ)電容系統(tǒng)的電氣阻尼,然后通過推導(dǎo)全系統(tǒng)在次同步頻下的等效阻抗,解釋了UPFC對(duì)系統(tǒng)次同步振蕩的影響機(jī)理,指出UPFC是通過改變線路次同步阻抗來影響次同步振蕩特性的。同時(shí)建立了UPFC的等效阻抗模型,定性分析了系統(tǒng)運(yùn)行條件的變化對(duì)電氣阻尼的影響,指出UPFC的有功功率控制較無功控制和電壓控制來說,對(duì)系統(tǒng)的阻尼特性影響更大。在MATLAB/SIMULINK仿真平臺(tái)上搭建了精確的IEEE第二標(biāo)準(zhǔn)模型和UPFC的電磁暫態(tài)仿真模型,利用測(cè)試信號(hào)法分析了UPFC的安裝位置、潮流控制、電壓控制和系統(tǒng)串補(bǔ)度對(duì)發(fā)電機(jī)次同步特性的影響,指出UPFC并聯(lián)側(cè)的電壓控制對(duì)次同步振蕩幾乎沒有影響,串聯(lián)側(cè)潮流控制對(duì)次同步振蕩有一定的影響,并且有功控制比無功控制的影響要大,驗(yàn)證了利用UPFC等效阻抗模型的定性分析結(jié)果。同時(shí),搭建了南京電網(wǎng)實(shí)際系統(tǒng),將UPFC接入其中,通過仿真,計(jì)算出全系統(tǒng)的電氣阻尼曲線,分析了UPFC對(duì)該系統(tǒng)次同步特性的影響,并分別得到汽輪發(fā)電機(jī)軸系的振蕩情況,結(jié)果表明,UPFC對(duì)南京電網(wǎng)實(shí)際系統(tǒng)中的兩個(gè)發(fā)電廠都不會(huì)引起次同步振蕩,并且會(huì)改善西渡電廠的電氣阻尼。利用復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)分析法,分析了附加阻尼控制抑制次同步振蕩的機(jī)理,分別設(shè)計(jì)出UPFC并聯(lián)側(cè)和串聯(lián)側(cè)的附加阻尼控制器,通過算例驗(yàn)證了兩個(gè)阻尼控制器的效果。然后,提出了一種協(xié)調(diào)UPFC串并聯(lián)側(cè)附加阻尼控制器的抑制策略,利用遺傳算法優(yōu)化控制器的參數(shù),通過算例分析,證明了協(xié)調(diào)UPFC串并聯(lián)側(cè)的阻尼控制器可以使其抑制次同步振蕩的能力進(jìn)一步提升,達(dá)到最佳的抑制效果。最后,通過時(shí)域仿真法,得到系統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)軸系在各種抑制策略下的振蕩情況,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)抑制策略的有效性。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM712

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本文編號(hào)：1312229