【摘要】：隨著電能生產(chǎn)的多樣化,電網(wǎng)的互聯(lián)及并網(wǎng)等,小干擾引起的低頻振蕩現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,使廣域測(cè)量系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量均含有低頻擾動(dòng)成分,低頻振蕩已經(jīng)逐漸成為危及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、發(fā)電機(jī)穩(wěn)定輸出和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確分析計(jì)算的重要因素。分析發(fā)電機(jī)系統(tǒng)發(fā)生低頻擾動(dòng)對(duì)發(fā)電機(jī)輸出量的影響,對(duì)于提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、及時(shí)準(zhǔn)確定位擾動(dòng)源以及彌補(bǔ)低頻擾動(dòng)造成的危害具有重要意義。但是,目前相關(guān)研究成果多集中于單點(diǎn)、多點(diǎn)擾動(dòng)源通過電壓、功率識(shí)別進(jìn)行定位,忽略了低頻擾動(dòng)對(duì)發(fā)電機(jī)本身輸出電壓、電流和轉(zhuǎn)速的影響�；诖吮疚姆治龅皖l擾動(dòng)對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流以及轉(zhuǎn)速在幅值和相位上的不同影響特征,再精確定位低頻擾動(dòng)于勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)或調(diào)速控制系統(tǒng)。理論分析、仿真驗(yàn)證及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證了本文所得出的低頻擾動(dòng)對(duì)發(fā)電機(jī)輸出量影響的正確性。本文的主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:(1)根據(jù)PMU電壓、電流以及轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù),理論分析低頻擾動(dòng)對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流、轉(zhuǎn)速在幅值和相位上的不同影響特性,精確定位擾動(dòng)信號(hào)于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)或調(diào)速控制系統(tǒng)。(2)利用MATLAB仿真軟件,建立了兩種發(fā)電機(jī)低頻振蕩仿真模型,分別是:單機(jī)無窮大低頻振蕩仿真系統(tǒng)和環(huán)形結(jié)構(gòu)五機(jī)帶負(fù)載低頻振蕩仿真系統(tǒng)。仿真結(jié)果和理論分析對(duì)比驗(yàn)證了本文提出的電壓與轉(zhuǎn)速的比值常數(shù)、相位關(guān)系的正確性。(3)以某發(fā)電廠的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為例,選取某段時(shí)間內(nèi)的PMU數(shù)據(jù),先分析發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流和轉(zhuǎn)速的幅值和相位特征,再精確定位低頻擾動(dòng)信號(hào)位于勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)或調(diào)速控制系統(tǒng),實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證低頻擾動(dòng)對(duì)發(fā)電機(jī)輸出量影響的正確性和實(shí)用性。分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文所提出的方法能夠精確定位低頻擾動(dòng)信號(hào)位于發(fā)電機(jī)內(nèi)位置,能夠給出低頻擾動(dòng)對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流和轉(zhuǎn)速在幅值和相位上的影響,依據(jù)輸出量的不同特征,為快速消除低頻擾動(dòng)的影響提供依據(jù),為快速制定相應(yīng)的控制措施,保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖 1-1 低頻振蕩下的同步發(fā)電機(jī)模型e d表示為系統(tǒng)輸入的一個(gè)小干擾信號(hào)；p 為算子；2K 、3K 、6K 、AK 分別各個(gè)環(huán)節(jié)放大倍數(shù)，均大于零；d0T '、AT 為各個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)，均為正值；'q E為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，e P為電磁功率變化量，忽略其他信號(hào)的影響，同時(shí)為了清表示各個(gè)環(huán)節(jié)，引入下列輔助方程：簡(jiǎn)化后的發(fā)電機(jī)端電壓偏差量 U表示為：'q5e6 U K d K E（1-1）電磁功率偏差表示為：'e2q P K E（1-2）結(jié)合式（1-1）、（1-2），得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：36A'A3d0235Aee(1 Tp)(1KTp)KKKKKKKdPGp （ ） （1-3）將 p j 帶入式（1-3），得到 G (p)的相頻特性為：]()()arctan['2'A30dTKT （1-4）

系統(tǒng)和調(diào)速控制系統(tǒng)的基本工作原理，然后分析擾動(dòng)源分別位勵(lì)磁速控制系統(tǒng)，對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流以及轉(zhuǎn)速等量的在幅值、相響，分析廣域測(cè)量數(shù)據(jù)，根據(jù)輸出量的不同顯示特征，來確定擾動(dòng)并定性分析對(duì)電網(wǎng)的影響。磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理及其數(shù)學(xué)模型磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成：勵(lì)磁功率單元、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。兩同，前者主要向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁電流；后者根據(jù)輸入信號(hào)則來調(diào)節(jié)勵(lì)磁功率單元的輸出量的大小和相位，勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生勵(lì)磁功率單元作為輸出量會(huì)發(fā)生變化，加之勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用電機(jī)轉(zhuǎn)子輸出量發(fā)生變化，呈現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)擾動(dòng)特征。交流勵(lì)磁機(jī)及其傳遞函數(shù)交流勵(lì)磁機(jī)采用同步發(fā)電機(jī)三階模型為例，，忽略飽和效應(yīng)和暫態(tài)凸發(fā)電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，根據(jù)圖 2-1 可知：
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM712

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