本文以交直流電力系統(tǒng)次同步振蕩的分析及其抑制技術(shù)為研究重點,詳細(xì)地分析了由串聯(lián)補償電容引起的電力系統(tǒng)次同步諧振和由高壓直流輸電系統(tǒng)引起的電力系統(tǒng)次同步振蕩的機理。串補輸電系統(tǒng)的次同步電氣諧振,高壓直流輸電系統(tǒng)的直流閉環(huán)控制環(huán)節(jié)引起的負(fù)阻尼頻帶決定了系統(tǒng)次同步振蕩的模態(tài)。運用基于時域仿真的復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法,全面分析了交直流電力系統(tǒng)的次同步電氣阻尼特性。在此基礎(chǔ)上,研究了靜止無功補償器抑制串補輸電系統(tǒng)次同步諧振的原理與系統(tǒng)設(shè)計方法、直流附加阻尼控制器抑制高壓直流輸電系統(tǒng)次同步振蕩的原理與控制系統(tǒng)參數(shù)整定方法,通過時域仿真驗證了所設(shè)計的抑制裝置原理的正確性。 通過建立交直流電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了系統(tǒng)在機電扭振互作用時,系統(tǒng)各環(huán)節(jié)狀態(tài)量的次同步頻率相互傳遞和轉(zhuǎn)換關(guān)系,在頻域中分析了系統(tǒng)次同步振蕩的頻率響應(yīng)特性,為次同步振蕩抑制裝置的設(shè)計原理提供了理論基本。鑒于實際電力系統(tǒng)中的同一電廠有多臺發(fā)電機組并列運行,本文建立了多機系統(tǒng)軸系間扭振互作用的數(shù)學(xué)模型,詳細(xì)地分析了多機系統(tǒng)存在的共模和異模扭振頻率及其振型,給出了標(biāo)稱相同機組等值為單機組的聚合方法。分析了發(fā)電機勵磁系統(tǒng)對阻尼特性的影響,并研究了以轉(zhuǎn)速偏差和加速功率為輸入信號的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器對系統(tǒng)次同步振蕩特性的作用,得出以轉(zhuǎn)速偏差為輸入信號的PSS與發(fā)電機軸系存在較嚴(yán)重的扭振互作用,指出在功率送出線路有串聯(lián)電容補償時,送端機組配備的PSS需要嚴(yán)格濾除次同步頻率段的信號。 研究了靜止無功補償器抑制系統(tǒng)次同步諧振的原理及其產(chǎn)生與軸系扭振頻率互補的次同步頻率電流的基波電納次同步頻率調(diào)制方法,從系統(tǒng)電氣阻尼角度分析了當(dāng)SVC輸出的次同步頻率電流與發(fā)電機轉(zhuǎn)速偏差反相位時,相同容量的SVC能產(chǎn)生最佳的阻尼效果。通過HVDC的快速控制特性,在其控制系統(tǒng)中加入直流附加阻尼控制器,在直流參考值上疊加與發(fā)電機組軸系扭振頻率相同的信號,調(diào)制HVDC的直流功率,在不改變HVDC的動態(tài)響應(yīng)特性和交直流側(cè)特征諧波量的前提下,能抑制高壓直流輸電系統(tǒng)引起的次同步振蕩。  

 

 

【文章頁數(shù)】：112 頁

 

【學(xué)位級別】：碩士

 

【部分圖文】：

 

圖2一1線路串聯(lián)補償電容系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

 

 

G(廠飛/圖2一1線路串聯(lián)補償電容系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2一1所示的線路串聯(lián)補償電容系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)電機組軸系上有一頻率為。。的擾動時，發(fā)電機的功角△e和轉(zhuǎn)速△。會有相應(yīng)的次同步頻率擾動分量。}△占一△“一“51·‘一，l△合=△夕=△山二A田;·cos（勿s‘）(2一l)當(dāng)發(fā)電機組有勵磁系統(tǒng)時可以維持發(fā)電機端電壓恒定，在機電扭振互作用的過程中可以認(rèn)為發(fā)電機的勵磁磁鏈恒定，即召砰二石享=鉀。。、*m。。、二。二、*一。。、一，、，、，二、，、。。。。{p少、=0_。、二。、。，山、石碑合始漢電利L目U義且i奮吧男以Z又正丁吧l坦r

圖2一2IEEE第一標(biāo)準(zhǔn)模型發(fā)電機轉(zhuǎn)矩頻譜分析圖

 

說明上述的轉(zhuǎn)子、定子側(cè)次同步頻率擾動量的傳遞關(guān)系。當(dāng)輸電系統(tǒng)發(fā)生故障擾動后，軸系的次同步振蕩被激發(fā)，其中振蕩最嚴(yán)重的是軸系的第一扭振模態(tài)，發(fā)電機與低壓缸質(zhì)塊間扭矩的DFT頻譜分析圖如圖2一2所示。… … ....
 

 

圖2一4交直流電力系統(tǒng)模型

 

020406080100120Frequeney(Hz)圖2一 3IEEE第一標(biāo)準(zhǔn)模型機端電壓頻譜分析圖由圖2一3所示的IEEE第一標(biāo)準(zhǔn)模型的發(fā)電機轉(zhuǎn)矩和機端電壓的頻譜分析，軸系的次同步狀態(tài)量將通過轉(zhuǎn)子和定子磁場的禍合作用，軸系的扭轉(zhuǎn)振蕩，在定子和電網(wǎng)絡(luò)側(cè)形成互補的次同步頻率和超..
 

頻譜圖204060頻率/Hz發(fā)電機端電壓80100010vt

 

當(dāng)測試系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，在第105發(fā)生瞬時三相接地故障，故障持續(xù)時間為5，對汽輪機低壓缸與發(fā)電機質(zhì)塊間的扭矩(TorqueLP一GEN)、轉(zhuǎn)速(。)、發(fā)電機端壓(vt)、直流電壓(vd小直流功率(Pdc)進(jìn)行頻譜分析。值/pu一JJ苗值/pu0.005勺一0.tnUO0102030....