【摘要】：本文研究風電接入引發(fā)電力系統(tǒng)低頻功率振蕩和次同步振蕩的作用機理。并網(wǎng)風機會通過兩個方面引發(fā)電力系統(tǒng)振蕩:一是改變系統(tǒng)原有潮流分布,二是與系統(tǒng)發(fā)生動態(tài)交互。本文主要針對后者展開研究,即風機與電力系統(tǒng)動態(tài)交互引發(fā)系統(tǒng)振蕩的內在機理。為深入研究此問題,首先,在電力系統(tǒng)各元件線性化模型的基礎上,建立了以風機或鎖相環(huán)為“反饋子系統(tǒng)”,電力系統(tǒng)其余部分為“前饋子系統(tǒng)”的閉環(huán)互聯(lián)模型,從而將子系統(tǒng)間動態(tài)交互對電力系統(tǒng)振蕩模式的影響用開、閉環(huán)系統(tǒng)的模式差異描述。然后,基于該模型,分別研究了風機或鎖相環(huán)與電力系統(tǒng)弱交互和強交互情況下,動態(tài)交互對系統(tǒng)振蕩模式的影響。本文的主要工作如下:(1)研究了雙饋風機與電力系統(tǒng)動態(tài)交互對系統(tǒng)低頻振蕩模式的影響,提出了評估影響的兩個指標:動態(tài)交互指標和無功控制指標。前者可以給出動態(tài)交互對系統(tǒng)低頻振蕩模式影響的大小和方向,后者可以反映出雙饋風機轉子側換流器不同無功控制方式(定無功控制和定電壓控制)對系統(tǒng)低頻振蕩模式影響的差異。(2)普遍觀點認為風機與電力系統(tǒng)間的動態(tài)交互為弱交互,幾乎不會對系統(tǒng)低頻振蕩產生影響。然而,有文獻通過仿真發(fā)現(xiàn),特定情況下風機會與系統(tǒng)產生強交互,從而降低系統(tǒng)低頻振蕩模式阻尼。本文深入探討了這種強交互的產生機理,提出了風機或鎖相環(huán)與電力系統(tǒng)發(fā)生強交互的模式條件——開環(huán)模式諧振。研究發(fā)現(xiàn),當風機或鎖相環(huán)的開環(huán)模式和電力系統(tǒng)開環(huán)低頻振蕩模式在復平面上接近時,其相應的閉環(huán)模式會分布在開環(huán)模式的兩側,導致閉環(huán)模式和開環(huán)模式相比穩(wěn)定性降低,從而引發(fā)系統(tǒng)低頻振蕩。由于振蕩的產生是子系統(tǒng)開環(huán)模式相近導致的,因此稱引發(fā)振蕩的模式條件為開環(huán)模式諧振。另外,為了評估開環(huán)模式諧振對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,本文還推導出了開環(huán)模式諧振指標。(3)將開環(huán)模式諧振理論的應用拓展到電力系統(tǒng)次同步振蕩分析中,提出了一種分析含風機接入多機電力系統(tǒng)次同步振蕩模式穩(wěn)定性的方法。該方法不僅可以確定風機與系統(tǒng)間的開環(huán)模式諧振是否會引發(fā)系統(tǒng)次同步振蕩,還能準確定位出引發(fā)系統(tǒng)次同步振蕩的發(fā)電機。
【圖文】：

Ｔ（ｊｃｏ）＝邋Ｋ｛ｊｃｏ）＋邋ｊ＇Ｄ（ｊｃｏ）邐（１－１）逡逑其中，＆（．／？）和Ｄ（？均為實數(shù)。根據(jù)圖１－１和式（１－１），表示Ａ７；中與Ｍ逡逑同相的分Ｍ，故稱廠（？為同步轉矩系數(shù)：表�。窟娭小粒迹低嗟姆皱义狭�，．／Ａ５又與同步機轉子角速度的變化同相。因此，表示Ａ７；中與逡逑Ａ％同相的分量，故稱？（＿／？）為阻尼轉矩系數(shù)。根據(jù)阻尼轉矩分析理論，當逡逑／）0）＜０時，“反饋通道”向同步機轉子提供負阻尼轉矩，系統(tǒng)低頻振蕩模式阻逡逑尼變差；當Ｄ（．／叻＞０時，“反饋通道”向同步機轉子提供正阻尼轉矩，低頻振蕩逡逑模式阻尼變好。逡逑圖１－２阻尼轉矩分析法在多機電力系統(tǒng)中的應片ｊ逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｄａｍｐｉｎｇ邋ｔｏｒｑｕｅ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｉｎ邋ａ邋ｍｕｌｔｉ－ｍａｃｈｉｎｅ邋ｐｏｗｅｒ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑文獻［３０－３５］將阻尼轉矩分析法的應用推廣到了多機電力系統(tǒng)。多機系統(tǒng)中，逡逑雖然可以計算出各同步機的阻尼轉矩系數(shù)，但是無法確定阻尼轉矩系數(shù)對低頻振逡逑蕩模式阻尼影響的大小。為此

ｅ—邋ｒ（ｓ）—逡逑圖１－丨阻尼轉矩分析法原理逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ邋ｏｆ邋ｄａｍｐｉｎｇ邋ｔｏｒｑｕｅ邋ａｎａｌｙｓｉｓ逡逑閣ｉ－ｉ中，設電力系統(tǒng)低頻振蕩的頻率為如，，這樣，在頻域內傳遞函數(shù)ｒ（？逡逑可以分解為：逡逑Ｔ（ｊｃｏ）＝邋Ｋ｛ｊｃｏ）＋邋ｊ＇Ｄ（ｊｃｏ）邐（１－１）逡逑其中，＆（．／？）和Ｄ（？均為實數(shù)。根據(jù)圖１－１和式（１－１），表示Ａ７；中與Ｍ逡逑同相的分Ｍ，故稱廠（？為同步轉矩系數(shù)：表小？邐中々．／Ａ＜５同相的分逡逑量，．／Ａ５又與同步機轉子角速度的變化同相。因此，表示Ａ７；中與逡逑Ａ％同相的分量，故稱？（＿／？）為阻尼轉矩系數(shù)。根據(jù)阻尼轉矩分析理論，當逡逑／）0）＜０時，“反饋通道”向同步機轉子提供負阻尼轉矩，系統(tǒng)低頻振蕩模式阻逡逑尼變差；當Ｄ（．／叻＞０時，“反饋通道”向同步機轉子提供正阻尼轉矩，低頻振蕩逡逑模式阻尼變好。逡逑圖１－２阻尼轉矩分析法在多機電力系統(tǒng)中的應片ｊ逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｄａｍｐｉｎｇ邋ｔｏｒｑｕｅ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｉｎ邋ａ邋ｍｕｌｔｉ－ｍａｃｈｉｎｅ邋ｐｏｗｅｒ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑文獻［３０－３５］將阻尼轉矩分析法的應用推廣到了多機電力系統(tǒng)。多機系統(tǒng)中
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM712;TM614

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1 張樂;;電力系統(tǒng)低頻振蕩在線監(jiān)測研究[J];信息技術;2017年10期

2 周專;常喜強;張增強;王衡;張鋒;

本文編號：2682653