电力系统次同步谐振的分析方法和抑制措施研究

摘要

随着我国“西电东送”和大电网互联系统的发展,串联电容补偿的应用越来越广泛,随即带来的次同步谐振(SSR)问题也日益严重。深入研究次同步谐振问题的机理、分析方法及其抑制措施,对理论研究和工程实践都有重要的意义。本文主要研究次同步谐振的分析方法及抑制措施,在分析方法方面,为满足大规模系统的次同步谐振分析,采用了一种复转矩系数法的改进方法,并以多个典型算例为例,通过电磁暂态仿真验证了该方法的有效性;在抑制措施方面提出了一种应用静止同步补偿器(STATCOM)抑制次同步谐振的控制方法,详细推导了其抑制机理并给出了控制器的设计方法。
　　论文所用研究方法基于电力系统元件复频域端口导纳矩阵(CPCM)模型,采用分散消元的复转矩系数法,可方便地生成全系统复频域网络方程,有效降低计算复杂度;可准确计及其他发电机组的轴系动态过程和其他转速控制元件的作用,及其对被研究发电机组电气阻尼特性的影响。对多个典型系统的次同步谐振特性及SVC对SSR问题的抑制进行了分析,并结合时域仿真验证了分析结果的有效性。该方法可以根据网络结构的变化快速修改网络方程,以适应任意网络结构的次同步谐振分析,为研究复杂电力系统的SSR特性及抑制措施提供了有效手段。
　　其次,论文还给出了应用STATCOM附加电压控制抑制电力系统次同步谐振的控制策略,并详细分析了其作用机理。以某典型串联补偿输电系统为实例,通过电磁暂态仿真验证了该控制策略的有效性,与利用静止无功补偿器(SVC)进行SSR抑制方案的仿真比较表明,同等容量下,应用本文提出的附加电压控制策略的STATCOM对系统SSR的抑制效果优于SVC。该方法为解决国内外输电工程所面临的SSR问题提供了参考,也为STATCOM装置的推广应用提供了依据。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 选题的背景和意义

1.2国内外研究水平综述

1.3本文的主要工作

2 基于CPCM的复转矩系数推广方法原理及算法

2.1 CPCM推广方法的理论基础及算法步骤

2.2系统元件复频域端口导纳矩阵模型

2.3多机系统机网坐标转换

2.4网络方程消元及电气复转矩系数求取

2.5本章小结

3 CPCM推广方法的验证与应用研究

3.1 Canay文献算例分析

3.2 IEEE第一基准模型分析

3.3锦界送出系统SSR特性分析

3.4 SVC抑制锦界系统SSR效果分析

3.5本章小结

4应用STATCOM抑制电力系统次同步谐振

4.1应用STATCOM抑制SSR的原理

4.2次同步电气阻尼分析及控制器设计

4.3 STATCOM抑制系统SSR的算例研究

4.4本章小结

5 结 论

5.1全文总结

5.2进一步开展的工作

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间发表的论文

附录2 Canay模型参数

附录3 IEEE第一基准模型参数