本文關鍵詞：HVDC引起的次同步振蕩分析及抑制措施研究

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【摘要】：我國的能源基地與負荷中心的逆向分布特點突出,無論是電能的遠距離大容量輸送、區(qū)域電網異步互聯,或是實現能源資源的優(yōu)化配置,都需要大功率高壓直流輸電技術的強力支撐。然而,隨著近年來我國新投運的高壓直流輸電工程數量增多,電網架構日趨復雜,高壓直流輸電給系統(tǒng)帶來的穩(wěn)定性問題逐漸突顯出來,次同步振蕩問題就是其中之一,威脅著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此,研究高壓直流輸電引起的次同步振蕩問題及其抑制措施具有重要的理論價值和實際意義。本文首先研究了典型HVDC交直流混合系統(tǒng)引發(fā)次同步振蕩的機理,建立了交直流混合輸電系統(tǒng)各元件的線性化數學模型,模型具有較強的通用性并適用于SSO分析；以簡單HVDC系統(tǒng)為例,采用特征值法分析了系統(tǒng)的阻尼特性,研究了系統(tǒng)運行參數對特征值的影響規(guī)律,為其后多機系統(tǒng)SSO問題的研究及阻尼控制器的設計打下基礎。然后,針對復雜多機多模態(tài)的SSO問題進行了研究,結合貴州電網的實際情況,對貴廣II回直流系統(tǒng)附近機組進行UIF與穩(wěn)定性分析,基于UIF法的篩選結果,進行了以盤南電廠為主要研究對象的系統(tǒng)簡化等值,并采用特征值方法分析了盤南電廠各個扭振模態(tài)在不同運行條件下的模態(tài)阻尼。針對盤南電廠存在的次同步振蕩問題,采用SEDC的次同步振蕩抑制方案。闡述了SEDC抑制次同步振蕩的機理,并針對含SEDC系統(tǒng)的阻尼特性進行了分析,研究表明SEDC能增大原系統(tǒng)在模態(tài)頻率下的阻尼,但含SEDC的系統(tǒng)存在阻尼守恒現象,因此提出利用遺傳-模擬退火(GASA)算法對SEDC放大倍數進行優(yōu)化的思想。此外,針對SEDC對勵磁系統(tǒng)(含PSS)常規(guī)功能的影響進行了理論分析與仿真驗證。最后,結合貴州電網的次同步振蕩問題以及盤南電廠即將采用SEDC抑制方案的實際工程,為了測試SEDC物理裝置在工程實際中的抑制效果,搭建了貴州電網詳細的RTDS實時仿真平臺,閉環(huán)接入SEDC物理裝置與ABB勵磁裝置。通過系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗驗證所搭建的仿真平臺各環(huán)節(jié)的有效性及穩(wěn)定性能,進行了SEDC裝置輸出信號的勵磁通過性試驗。驗證了SEDC對不同類型故障激發(fā)的SSO均具有良好的抑制效果。
【關鍵詞】：直流輸電 次同步振蕩 特征值 附加勵磁阻尼控制器 實時數字仿真
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM712
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 次同步振蕩問題的研究現狀11-17
• 1.2.1 次同步振蕩的定義和分類11-12
• 1.2.2 次同步振蕩的研究方法12-15
• 1.2.3 次同步振蕩的抑制措施15-17
• 1.3 論文的主要研究內容17-19
• 第2章 簡單HVDC系統(tǒng)SSO機理研究與特征值分析19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 HVDC系統(tǒng)引起次同步振蕩的機理分析19-21
• 2.3 系統(tǒng)線性化模型21-28
• 2.3.1 發(fā)電機多質量塊軸系模型22-23
• 2.3.2 發(fā)電機與變壓器線性化模型23-24
• 2.3.3 勵磁系統(tǒng)線性化模型24-25
• 2.3.4 直流輸電系統(tǒng)線性化數學模型25-26
• 2.3.5 整流側對地電容的線性化模型26-27
• 2.3.6 逆變側對地電容的線性化模型27-28
• 2.3.7 整流側等值線路的線性化模型28
• 2.3.8 逆變側等值線路的線性化模型28
• 2.4 簡單HVDC系統(tǒng)的特征值分析28-32
• 2.4.1 特征值分析法的基本思想28-29
• 2.4.2 簡單HVDC系統(tǒng)特征值分析29-30
• 2.4.3 運行參數對系統(tǒng)特征值的影響30-32
• 2.5 本章小結32-33
• 第3章 貴州電網復雜多機多模態(tài)SSO問題研究33-42
• 3.1 引言33
• 3.2 貴州電網交直流混合輸電系統(tǒng)概況33-39
• 3.2.1 系統(tǒng)情況介紹33-34
• 3.2.2 UIF與穩(wěn)定性分析34-36
• 3.2.3 系統(tǒng)簡化等值36-37
• 3.2.4 盤南電廠機組的多質塊彈性軸系模型37-39
• 3.3 貴州電網多機多模態(tài)SSO問題研究39-41
• 3.3.1 多機系統(tǒng)特征值方法研究39-40
• 3.3.2 系統(tǒng)特征值分析40-41
• 3.4 本章小結41-42
• 第4章 基于SEDC的次同步振蕩抑制方案42-58
• 4.1 引言42
• 4.2 SEDC抑制SSO機理及含SEDC系統(tǒng)的阻尼特性分析42-48
• 4.2.1 SEDC的工作原理42-43
• 4.2.2 含SEDC的系統(tǒng)阻尼特性分析43-48
• 4.3 SEDC控制參數的優(yōu)化設計及抑制效果48-51
• 4.3.1 優(yōu)化模型的建立48-49
• 4.3.2 GASA算法尋優(yōu)49-50
• 4.3.3 SEDC在等值系統(tǒng)中的抑制效果50-51
• 4.4 SEDC對勵磁系統(tǒng)(含PSS)常規(guī)功能的影響分析51-57
• 4.4.1 理論分析52-53
• 4.4.2 仿真驗證53-56
• 4.4.3 分析結論56-57
• 4.5 本章小結57-58
• 第5章 交直流混合系統(tǒng)次同步振蕩建模研究58-70
• 5.1 引言58
• 5.2 RTDS介紹58-59
• 5.3 交直流混合系統(tǒng)仿真建模59-63
• 5.3.1 系統(tǒng)仿真平臺與接線59-60
• 5.3.2 交直流混合系統(tǒng)仿真建模60-61
• 5.3.3 高壓缸轉速信號的轉換與輸出61-63
• 5.4 實時數字-物理閉環(huán)仿真試驗63-69
• 5.4.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗63-64
• 5.4.2 SEDC輸出次同步信號的勵磁通過性試驗64-66
• 5.4.3 故障激發(fā)SSO及SEDC抑制效果66-69
• 5.5 本章小結69-70
• 第6章 總結與展望70-72
• 6.1 全文總結70-71
• 6.2 研究工作展望71-72
• 參考文獻72-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文與參加科研情況75-76
• 致謝76

【共引文獻】

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