【摘要】：異步聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式的實(shí)施,可有效避免交直流混聯(lián)電網(wǎng)因特高壓直流雙極閉鎖而引發(fā)的潮流大規(guī)模轉(zhuǎn)移,有利于提高系統(tǒng)主網(wǎng)架運(yùn)行的穩(wěn)定性和事故影響范圍的可控性。但實(shí)際運(yùn)行和仿真分析均發(fā)現(xiàn),在含高比例水電機(jī)組的電網(wǎng)中,異步聯(lián)網(wǎng)后極易發(fā)生振蕩頻率小于0.1Hz的超低頻振蕩現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。研究含高比例水電機(jī)組的電力系統(tǒng)超低頻振蕩的機(jī)理,掌握其振蕩特性和參數(shù),對后續(xù)實(shí)施超低頻振蕩的防控具有重要意義。本文以異步聯(lián)網(wǎng)后云南電網(wǎng)和川渝電網(wǎng)的超低頻振蕩現(xiàn)象為背景,研究了含高比例水電機(jī)組的電力系統(tǒng)發(fā)生超低頻振蕩現(xiàn)象的機(jī)理及振蕩特性,提出了一種用于低頻振蕩和超低頻振蕩參數(shù)辨識(shí)的方法。首先,介紹了電力系統(tǒng)小擾動(dòng)穩(wěn)定分析的基本理論及相關(guān)概念,給出了多機(jī)系統(tǒng)小擾動(dòng)分析步驟。其次,建立了考慮PID型調(diào)速器的雙機(jī)系統(tǒng)線性化狀態(tài)空間模型,研究了水輪機(jī)及PID型調(diào)速器的阻尼特性,計(jì)算了各狀態(tài)變量對超低頻振蕩的參與因子,探討了不同參數(shù)對振蕩頻率和阻尼比的影響,分析了不同變量對振蕩的可控性大小。分析結(jié)果表明:在含高比例水電機(jī)組的電力系統(tǒng)中確實(shí)存在著超低頻振蕩現(xiàn)象,與傳統(tǒng)低頻振蕩不同的是,系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)處于同調(diào)狀態(tài),振蕩向量大小和方向完全一致;水輪機(jī)及其調(diào)速器深度參與了超低頻振蕩,但勵(lì)磁系統(tǒng)對其影響很小;調(diào)速系統(tǒng)側(cè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器和直流有功調(diào)制對超低頻振蕩可控性強(qiáng);PID型調(diào)速器比例系數(shù)在合理的范圍內(nèi)存在一個(gè)最優(yōu)值,在該方式下系統(tǒng)發(fā)生超低頻振蕩時(shí)的阻尼最大。通過10機(jī)39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)驗(yàn)證了結(jié)論的正確性。最后,提出一種基于量測數(shù)據(jù)的振蕩參數(shù)辨識(shí)方法,即改進(jìn)STD算法。該算法可實(shí)現(xiàn)多通道輸入,不受系統(tǒng)具體模型的限制,直接采用擾動(dòng)后系統(tǒng)的自由振蕩信號進(jìn)行振蕩參數(shù)的辨識(shí),與現(xiàn)有的單通道辨識(shí)算法相比,具有較好的準(zhǔn)確性和抗噪性,且能同時(shí)得到多個(gè)振蕩模式參數(shù);與多通道ITD算法相比性能相當(dāng),但在分析含噪聲信號時(shí),不需要對待分析信號進(jìn)行濾波處理。16機(jī)系統(tǒng)仿真數(shù)據(jù)、實(shí)測PMU數(shù)據(jù)和雙機(jī)系統(tǒng)仿真數(shù)據(jù)均驗(yàn)證了該算法的有效性和實(shí)用性。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM312;TM712
【圖文】：

振蕩現(xiàn)象與水電機(jī)組密切相關(guān)，重新整定系統(tǒng)中水蕩。本章主要建立含 PID 型調(diào)速器的雙機(jī)系統(tǒng)線性析法和特征值分析法，對水輪機(jī)及 PID 型調(diào)速器的蕩特性進(jìn)行研究分析。調(diào)速器的雙機(jī)系統(tǒng)小擾動(dòng)分析模型系統(tǒng)低頻振蕩問題時(shí)，通常采用單機(jī)無窮大系統(tǒng)作被認(rèn)為是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為無窮大的發(fā)電機(jī)，不可能存在，因此不能用于研究超低頻振蕩問題。單機(jī)帶負(fù)荷題，被用來研究電力系統(tǒng)超低頻振蕩時(shí)，無法體現(xiàn)文選擇雙機(jī)系統(tǒng)作為研究系統(tǒng)，系統(tǒng)單線圖如圖 3- PID 型調(diào)速器，勵(lì)磁系統(tǒng)采用最簡單的一階慣性環(huán)效負(fù)荷，有利于分析附加調(diào)速器控制和附加直流控

圖 3-18 10 機(jī) 39 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)接線圖障下，仿真得到 10 臺(tái)發(fā)電機(jī)的角速度振蕩曲線如圖 3-19 所示統(tǒng)故障后的振蕩包含低頻振蕩和超低頻振蕩，其中低頻振蕩的本衰減為 0，但超低頻振蕩呈現(xiàn)出負(fù)阻尼特性，通過 Prony 分 0.0459Hz，阻尼比為-2.78%。通過局部放大圖也可以看出，超發(fā)電機(jī)角速度偏差的振蕩曲線基本重合，說明所有發(fā)電機(jī)處于系統(tǒng)的分析結(jié)果完全一致。0 20 40 60 80 100-0.3-0.2-0.100.1-0.0255速度角差(pu.).

0.1~ 0.7Hz，本地振蕩頻率一般為 0.7Hz~2.0Hz[21]；對于超低頻振蕩， 0.01~0.1Hz，同時(shí)在分析時(shí)往往對阻尼較弱的振蕩比較關(guān)心。因此，法進(jìn)行辨識(shí)時(shí)，輸出結(jié)果中將計(jì)算的頻率和阻尼比按分析對象作相應(yīng)于改進(jìn) STD 算法的區(qū)域間低頻振蕩分析EEE 標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)仿真算例擇 IEEE16 機(jī)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)作為仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)為新英格蘭-紐約互聯(lián)電型，是用于研究電力系統(tǒng)區(qū)域間低頻振蕩問題的典型系統(tǒng)[20]，其包含68 條母線和 86 條線路，單線圖如圖 4-1 所示。系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)均采，且都配有勵(lì)磁和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power System Stabilizer, PSS)，負(fù)模型。通過調(diào)節(jié) PSS 參數(shù)可改變系統(tǒng)的機(jī)電振蕩模式阻尼比。IEEE 劃分為 5 個(gè)區(qū)域，其中區(qū)域 1、區(qū)域 2 和區(qū)域 3 為等值系統(tǒng)，區(qū)域 4域 5 為新英格蘭系統(tǒng)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2776796