含FACTS元件电力系统直观线性化模型及应用研究

摘要

柔性交流输电系统(FACTS)可以显著增强电力系统的可靠性和可控性,提高电网的输电能力和电能质量.FACTS技术的发展应用,在给电力系统增添了新的控制手段同时,也使系统更加复杂化,给电力系统小扰动稳定研究提出了新的课题.如何建立简明实用的含FACTS元件的电力系统小扰动稳定分析模型,己成为人们关注的问题.本文将电力系统直观线性化模型(单机c<,1>～c<,12>模型、多机c<,1>～c<,18>模型)扩展用于含FACTS元件的系统中,建立了考虑发电机阻尼绕组和FACTS元件作用的电力系统直观线性化扩展模型,并将其初步运用于电力系统的小扰动稳定分析.主要成果如下: 本文建立了计及SVC的扩展c<,1>～c<,12>模型,推导了SVC提供的阻尼转矩解析式,计算了单机-SVC-无穷大系统的特征根,讨论了影响SVC阻尼作用大小的有关因素.研究认为,SVC的阻尼作用随有功负荷的增大而增大,随AVR增益的增大而减小,在有功轻载且.AVR高增益时SVC阻尼作用最弱,但不会向系统提供负阻尼. 本文建立了计及TCSC的扩展c<,1>～c<,12>模型,推导了TCSC提供的阻尼转矩解析式,分析了不同工况下的TCSC阻尼特性,讨论了阻尼控制策略对TCSC阻尼特性的影响.研究认为,TCSC的阻尼作用随有功负荷的增大而增大,随输电距离的增大而减小.为了保证TCSC能向系统提供的阻尼始终为正,必须采用正确的控制策略. 本文建立了计及UPFC的扩展c<,1>～c<,12>模型,并将其与计及SVC、TCSC的扩展c<,1>～c<,12>模型进行了统一,给出了具有通用性的含FACTS元件的扩展c<,1>～c<,12>模型. 此外,本文还针对装设了SVC、TCSC或UPFC的多机电力系统,分别建立了计及SVC的扩展c<,1>～c<,12>模型、计及TCSC的扩展c<,1>～C<,12>模型、同时计及SVC和‘TCSC的扩展c<,1>～c<,12>模型以及计及UPFC的扩展c<,1>～c<,12>模型.这些模型的建立,为进一步研究FACTS元件在多机小扰动中的特性提供了基础.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1柔性交流输电系统(FACTS)

1.2本文课题的研究背景及意义

1.3本文的主要工作

2计及SVC的扩展单机c1～c12模型及其应用

2.1 SVC的工作原理与数学模型

2.2计及SVC的扩展单机c1～c12模型

2.3扩展c1～c12模型下的SVC阻尼特性分析

2.4单机-SVC-无穷大系统的非线性仿真

2.5本章小结

3计及TCSC的扩展单机c1～c12模型及其应用

3.1 TCSC的工作原理与数学模型

3.2计及TCSC的扩展单机c1～c12模型

3.3扩展c1～c12模型下的TCSC的阻尼特性分析

3.4本章小结

4计及UPFC的扩展单机c1～c12模型

4.1 UPFC的工作原理与数学模型

4.2计及UPFC的扩展单机c1～c12模型

4.3本章小结

5计及FACTS元件的多机系统扩展C1～C18模型

5.1分别计及SVC、TCSC的扩展C1～C18模型

5.2同时计及SVC、TCSC的扩展C1～C18模型

5.3计及UPFC作用的扩展C1～C18模型

5.4本章小结

6结论

6.1本文的主要研究成果

6.2后续工作的展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文