【摘要】：隨著風(fēng)電等新能源在電網(wǎng)中滲透率的提高以及交直流電網(wǎng)的接入,發(fā)電機(jī)的慣量不斷下降,并隨系統(tǒng)運行方式和控制方式的調(diào)整時刻變化。發(fā)電機(jī)慣量下降甚至?xí)r變導(dǎo)致系統(tǒng)對擾動更加敏感,系統(tǒng)內(nèi)部的固有振蕩模式受到影響,振蕩頻率和模態(tài)都會發(fā)生變化。為了深入探究發(fā)電機(jī)慣量變化對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,本文圍繞振蕩模式及發(fā)電機(jī)間的同調(diào)關(guān)系展開研究,重點關(guān)注發(fā)電機(jī)慣量的變化導(dǎo)致的系統(tǒng)振蕩模式攝動問題,進(jìn)而在模式及其模態(tài)的基礎(chǔ)上,分析發(fā)電機(jī)間的同調(diào)關(guān)系。論文主要包括以下幾個方面:首先,詳細(xì)分析了電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)同調(diào)識別的研究意義及研究現(xiàn)狀,重點闡明了慢同調(diào)理論在發(fā)電機(jī)同調(diào)性研究中的作用和意義。在傳統(tǒng)慢同調(diào)分群算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合聚類算法,提出了一種靈活的發(fā)電機(jī)最優(yōu)分群方法。該方法為低慣量系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)慢同調(diào)研究提供了重要的分析工具。其次,在研究發(fā)電機(jī)慣量變化對系統(tǒng)振蕩模式的影響時,為避免每次參數(shù)變化后特征解的重復(fù)計算,本文采用了矩陣攝動理論來近似分析。在保證精確度的同時,揭示發(fā)電機(jī)慣量對系統(tǒng)振蕩模式的影響機(jī)理。為了綜合考慮所有情況,本文將基于矩陣攝動理論的模式分析分為兩個模塊進(jìn)行研究,不僅考慮一般情況下的非共振模式,同時也考慮了較為少見的共振模式。對于傳統(tǒng)的非共振模式,采用孤立特征值矩陣攝動理論研究發(fā)電機(jī)慣量變化對模式特征值以及特征向量的影響,分別推導(dǎo)了一階攝動和二階攝動,并對精確度進(jìn)行了檢驗;對于特殊的共振模式,本文首先討論了共振模式的現(xiàn)象及出現(xiàn)的原因,同時解釋了傳統(tǒng)的孤立特征值矩陣攝動理論在研究共振模式時失效的原因,在此基礎(chǔ)上,采用密集特征值矩陣攝動理論分析發(fā)電機(jī)慣量變化導(dǎo)致的模式共振情況下,特征值和特征向量的變化趨勢。最后,在低慣量系統(tǒng)模式分析的基礎(chǔ)上,討論發(fā)電機(jī)慣量變化對發(fā)電機(jī)同調(diào)性的影響。由于矩陣攝動理論在模式分析時有精確度的限制,因此,本文借鑒分段線性化的思想,將發(fā)電機(jī)慣量的變化范圍進(jìn)行分區(qū),從而得到慣量任意變化范圍內(nèi)發(fā)電機(jī)的同調(diào)性�；诎l(fā)電機(jī)慢同調(diào)分群算法,以IEEE-118節(jié)點系統(tǒng)為例,分別討論非共振現(xiàn)象、共振現(xiàn)象、躍變現(xiàn)象三種情況下發(fā)電機(jī)同調(diào)性的變化。綜上所述,論文對低慣量電力系統(tǒng)的振蕩模式及發(fā)電機(jī)的同調(diào)性進(jìn)行了深入的研究。在傳統(tǒng)的慢同調(diào)理論的基礎(chǔ)上,增加了對發(fā)電機(jī)間同調(diào)程度和分群質(zhì)量的討論。在系統(tǒng)振蕩模式的分析中,引入了矩陣攝動理論,并對目前國內(nèi)關(guān)注較少的共振模式進(jìn)行了深入的探究,形成了一套較為完善的電力系統(tǒng)振蕩模式攝動分析的方法。論文研究成果為低慣量系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究奠定了基礎(chǔ),同時為電力系統(tǒng)的參數(shù)攝動研究提供了參考。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM712

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本文編號：2515525