【摘要】：我國電力系統(tǒng)已進(jìn)入大電網(wǎng)、大機(jī)組、超高壓、交直流混聯(lián)的新時代,水電機(jī)組作為調(diào)峰調(diào)頻的骨干電源,特別是在間歇性能源高滲透率情況下,其運(yùn)行穩(wěn)定性對現(xiàn)代電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的意義。本文以現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的水電機(jī)組為研究對象,深入探究了大慣性比率機(jī)組在電網(wǎng)中的穩(wěn)定性、水電機(jī)群對交直流混聯(lián)電力系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線振蕩的影響及抑制策略、水輪機(jī)發(fā)電機(jī)及負(fù)荷對低頻振蕩的擾動源定位的影響、風(fēng)水互補(bǔ)系統(tǒng)中水電的控制策略等關(guān)鍵問題,具體研究工作如下:(1)隨著低水頭及部分長引水式電站的建設(shè),許多機(jī)組慣性時間常數(shù)與慣性比率已遠(yuǎn)超出我國現(xiàn)行水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍,為此,本文調(diào)研統(tǒng)計我國典型電站的參數(shù)及運(yùn)行狀況,比較國內(nèi)外水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中被控對象適用條件,并在建立了水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上分析了大慣性比率機(jī)組的穩(wěn)定域與調(diào)節(jié)品質(zhì),結(jié)果表明該類慣性比率較大的機(jī)組仍具有一定的穩(wěn)定域,只要合理整定調(diào)節(jié)參數(shù)能夠獲得較好的調(diào)節(jié)品質(zhì),并對現(xiàn)行國標(biāo)提出了修改建議。(2)針對大型水電機(jī)群為送端的交直流混聯(lián)系統(tǒng)中聯(lián)絡(luò)線功率振蕩問題,在分析直流再啟動和直流閉鎖機(jī)理的基礎(chǔ)上,研究了動力側(cè)參數(shù)變化及不同控制措施對直流再啟動和直流閉鎖后聯(lián)絡(luò)線功率振蕩的影響,提出了一種動力側(cè)協(xié)同控制策略,仿真表明該策略有效地解決了直流閉鎖后功率振蕩較大的問題。(3)為了探究水電機(jī)組及負(fù)荷波動對擾動源定位的影響,建立了系統(tǒng)在不同擾動作用下的能量函數(shù),分析了系統(tǒng)水電機(jī)組及負(fù)荷波動對擾動源定位的影響,并給出了其影響規(guī)律。(4)為提高水電機(jī)組的速動性以補(bǔ)償風(fēng)功率的隨機(jī)波動,將PI-PD控制策略應(yīng)用于水電機(jī)組控制,并通過頻率特性分析給出了 PI-PD參數(shù)整定原則;在建立了風(fēng)水互補(bǔ)模型的基礎(chǔ)上,通過對水機(jī)采用常規(guī)PID、模糊PID和PI-PD算法控制效果的比較,表明水機(jī)采用PI-PD控制策略能夠獲得較快的調(diào)節(jié)速度、較小的反調(diào)量;合理整定PI-PD控制參數(shù)值,能夠有效平抑風(fēng)電有功振蕩,為風(fēng)電消納提供了一條有效途徑。
【圖文】：

圖 2-2 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖Figure2-2 Structure of regulating system for hydraulic turbinex 為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，x0為轉(zhuǎn)速給定信號，mg0為負(fù)荷擾動，，mt為制器的傳遞函數(shù)；Gt(s)為水輪機(jī)及其有壓引水系統(tǒng)的傳遞傳遞函數(shù)，其表達(dá)式如下：

混流式A機(jī)組穩(wěn)定域Figure2-3TheStabilityfieldofAunit
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TV737

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本文編號：2610910