柔性电力技术论文：基于柔性电力技术抑制电力系统次同步振荡研究

柔性电力技术论文：基于柔性电力技术抑制电力系统次同步振荡研究
【中文摘要】近年来伴随着经济的快速增加,电力负荷持续增加,但是我国能源与负荷分布的不平衡决定了必须采取大容量、远距离、超高压输电。

为提高经济效益、增强线路的稳定极限、解决我国现有输电线路输送容量低的问题,串联电容补偿工程逐渐增多,但是串联补偿会给系统带来次同步振荡问题,因此研究次同步振荡问题具有很强的现实意义和理论意义。

柔性电力技术是伴随着电力电子技术以及工业水平的提高提出的概念,该技术中FACTS装置的应用,为电力系统次同步振荡抑制提供了又一个强有力的工具。

本文在研究了次同步振荡研究中需要考虑轴系模型的原因、轴系的扭振特性以及次同步振荡发生的机理,在此基础上采用SVC和STATCOM抑制电网的次同步振荡问题。

SVC作为一种无功补偿元件,在我国电网使用非常广泛,主要是利用其实现电压控制等目标,但是利用SVC抑制次同步振荡的相关研究比较少。

本文在研究了SVC的构成、工作原理以及利用SVC缓解SSO研究成果基础上,提出利用发电机端转速偏差信号,控制安装在线路中点位置的SVC,以实现抑制次同步振荡的。

利用PSCAD/EMTDC对控制效果进行仿真,验证了该方法的可行性。

鉴于SVC在国内电网的广泛应用,技术成熟,利用SVC实现对次同步振荡的抑制,具有很强的现实意义。

STATCOM装置是近年来出现的全控型器件,与SVC相比较具有控制范围宽、灵活性强等诸多优点。

本文在研究了STATCOM基本
原理及国内外采用STATCOM抑制次同步振荡问题研究成果基础上,提
出了以发电机端加速信号为反馈信号,采用电流解耦控制技术,控制
安装在线路中点位置的STATCOM装置,缓解系统的次同步振荡的抑制
方案。

以IEEE第二标准测试模型为研究对象,通过MATLAB/Simulink 软件仿真,验证了该控制策略的正确性和可行性。

【英文摘要】With the development of economy in recent years, the load of power system increase rapidly, but the distribution of energy and load imbalance decided to take high-capacity, long distance and ultra-high voltage transmission. In order to improve economic efficiency and enhance the stability limit line to address the capacity of existing transmission lines besides to resolve the problem of low transmission, series compensation project gradually increased, but the series compensation system will bring sub-synchronous oscillation, so the research problem with SSO Strong practical and theoretical significance.Flexible power technology is accompanied by the developing of power electronics technology and the industry improves. The applications of FACTS devices in this technology, provides a power tool for damping of SSO.Based on study the mechanism of SSO, damping of SSO by SVC and STATCOM is presented in this paper.SVC as a reactive power compensation component is widely used in China’s power grid, mainly using the voltage
control of its target, but the research of using SVC to damping SSO is few. In this paper, the basic operation principle of the SVC and the various control strategies are all introduced in detail. Use of generator speed error signal to control SVC that installed in the middle point of the circuit is proposed to achieve the objective of damping SSO. The simulation results simulated in PSCAD/EMTDC verified this method is feasibility. Because the technology SVC is mature, so use SVC to damping SSO has strong theoretical and practical significance.STATCOM is a fully controlled device that based on GTO. Compared with SVC, STATCOM has many advantages, such as wider control range. Based on the principle of STATCOM and the research results of damping SSO with STATCOM Present using remote generator speed acceleration signal by STATCOM which located at the middle of transport lines controlled with decoupled current control method. The simulation results simulated in MATLAB/Simulink on IEEE SBM verified this method is feasibility.
【关键词】柔性电力技术次同步振荡静止无功补偿器静止同
步补偿器
【英文关键词】Flexible power technology Subsynchronous Oscillation Static Var compensator Static synchronous compensator
【目录】基于柔性电力技术抑制电力系统次同步振荡研究摘要6-7ABSTRACT7第一章绪论11-20 1.1 课题背景11 1.2 研究现状11-12 1.3 次同步振荡主要研究内容12-13 1.3.1 感应电动机效应12 1.3.2 轴系扭转互作用12-13 1.3.3 瞬时扭矩放大作用13 1.3.4 由设备引起的次同步振荡问题13 1.4 次同步振荡问题的分析方法13-15 1.4.1 频率扫描分析法14 1.4.2 特征结构分析法14 1.4.3 复转矩系数分析方法14-15 1.4.4 时域仿真法15 1.4.5 其它方法15 1.5 次同步振荡的抑制措施15-18 1.5.1 使用滤波器和增加系统阻尼
15-17 1.5.2 轴系扭振继电保护及监测装置17 1.5.3 改变电力系统运行方式17-18 1.5.4 改造发电机组和系统
18 1.5.5 串联电容器的控制和电压整定18 1.6 本文主要工作18-20第二章电力系统次同步振荡分析
20-32 2.1 引言20 2.2 汽轮发电机轴系扭振特性
20-23 2.2.1 机组轴系特点及扭振特性20-23 2.2.2 水轮机组不会发生次同步振荡问题23 2.3 电力系统次同步振荡的基本理论23-27 2.3.1 电气系统的振荡特性
23-24 2.3.2 次同步振荡发生的机理24-27 2.4 电力系统次同步振荡分析常用数学模型27-30 2.4.1 发电机转子轴系模型27-28 2.4.2 汽轮机及调速器方程
28-29 2.4.3 发电机励磁调节系统29-30 2.5 仿真模
块搭建30-31 2.6 本章小结31-32第三章利用SVC抑制发电机组次同步振荡32-46 3.1 引言32 3.2 SVC基本结构32-34 3.3 SVC控制部件及模型34-38 3.3.1 测量系统34-35 3.3.2 电压调节器35-37 3.3.3 触发脉冲发生器37-38 3.4 SVC抑制次同步振荡方案设计
38-41 3.4.1 输入信号选择38-39 3.4.2 抑制SSO的SVC控制策略39-41 3.5 基于远端信号抑制效果研究
41-45 3.5.1 待研系统模型41-42 3.5.2 时域仿真结果及分析42-45 3.6 本章小结45-46第四章采用STATCOM装置抑制次同步振荡46-60 4.1 引言46 4.2 STATCOM的基本结构及控制46-52 4.2.1 STATCOM基本结构及工作原理46-50 4.2.2 STATCOM控制策略50-52 4.3 利用STATCOM缓解次同步振荡52-54 4.3.1 STATCOM电流解耦控制策略52-53 4.3.2 反馈信号的选取53 4.3.3 SSDC设计53-54 4.4 仿真分析54-59 4.4.1 待研系统模型
54-56 4.4.2 时域仿真结果56-59 4.5 本章小结
59-60结论与展望60-62 1. 全文工作总结
60-61 2. 进一步工作的展望61-62致谢62-63
参考文献63-68附录168-69附录269-71攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研项目71。