VSC-HVDC系统抑制电网低频振荡的阻尼方法及控制参数选取

摘要

近年来，随着我国大区电网互联，单机容量的增加和新型电力电子装置的相继投入，电网规模越来越大，运行方式越来越复杂，电力系统的稳定问题越来越突出，尤其以电力系统低频振荡问题最为常见。低频振荡在世界范围内均有发生，其主要原因是由于互联系统阻尼不足，常出现在距离较长、负荷较重的输电线路上，在采用现代快速、高顶值倍数励磁系统的条件下更容易发生。基于电压源换流器的高压直流输电技术(VS C-HVDC)采用全控型电力电子器件和PWM调制技术，具备四象限运行的能力，可实现有功功率和无功功率的快速独立控制，且无需无功补偿。
　　本文以VSC-HVDC系统抑制电网低频振荡的阻尼方法及控制参数选取为目标，进行了相关的研究:对低频振荡的产生机理、分析方法及抑制措施进行了论述;对VSC-HVDC的控制结构及工作原理进行了研究;对控制系统中的参数进行了理论分析与设计;设计了连接于单机无穷大系统的VSC-HVDC系统模型;利用VSC-HVDC快速的功率调节特性，设计了应用于VSC-HVDC的有功调制附加控制策略，并分析了附加控制对系统阻尼的影响和不同控制参数对系统阻尼的影响;本文在新型高压直流输电引入附加阻尼控制的基础上，建立了系统小信号模型，利用根轨迹阐明了附加阻尼控制系数过大影响系统稳定性的机理，进而给出了系统最大阻尼时控制参数的计算方法。最后利用PSCAD软件进行了仿真，仿真结果验证理论分析与计算的正确性。
　　通过仿真比较，得出如下结论:a）可利用VSC-HVDC的快速有功功率调节特性来抑制交流系统低频振荡;b）阻尼控制参数Kw并不是越大越好，借助MALAB的根轨迹分析和盛金公式，对于三阶系统，可以求出对系统提供最大阻尼的控制参数Kw。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景与意义

1．2 国内外的研究现状

1．2．1 低频振荡产生机理

1．2．2 低频振荡分析方法

1．2．3 低频振荡抑制措施

1．3 柔性直流输电(VSC-HVDC)概述

1．3．1 VSC-HVDC简介

1．3．2 VSC-HVDC的应用前景

1．3．3 VSC-HVDC研究现状

1．4 本文所做的工作

第二章 VSC-HVDC的控制系统

2．1 VSC控制基本原理

2．2 VSC-HVDC的稳态工作原理

2．3 VSC-HVDC的稳态模型

2．4 VSC-HVDC的分层控制

2．4．1 系统级控制

2．4．2 换流站级控制

2．4．3 换流阀级控制

2．5 PI控制参数的选取

2．6 本章小结

第三章 VSC-HVDC附加阻尼控制系统

3．1 VSC-HVDC系统阻尼机理分析

3．2 系统描述

3．3 附加阻尼控制及小信号稳定性分析

3．3．1 附加控制器及参数的设计

3．3．2 调制有功的附加阻尼控制

3．3．3 控制参数整定

3．4 本章小结

第四章 仿真结果及分析

4．1 附加控制对系统阻尼的影响

4．1．2 附加阻尼控制参数取Kw=2．0

4．1．3 附加阻尼控制参数取Kw=2．1

4．2 不同控制参数对系统阻尼的影响

4．3 本章小结

第五章 结论和展望

参考文献

致谢

附录