FPC励磁控制以及对电力系统稳定性影响的研究

摘要

本文介绍了Flexible Power Conditional(FPC)概念的由来，FPC的结构与原理以及运行方式。比较了各类FACTS装置的功能、应用及成本，并阐述了FPC相对于其它FACTS 装置的优缺点。为达到FPC的控制效果，需要实现功率的解耦控制。本文介绍了FPC的数学模型，并推导了FPC 功率解耦的控制方法。为实现功率解耦，引入了坐标变换，并需要准确观测定子磁链以确定新坐标系的位置。探讨了通过坐标变换实现磁链矩阵解耦的原理，并提出了功率解耦控制的简单化是复杂度分离的结果的观点。介绍了各类磁链观测方法，讨论了U型观测器误差问题并提出一种改进方法，研究了电流型观测器定步长仿真时可能不收敛的问题。研究了单机无穷大系统静态稳定性问题，分析了提高静稳极限的方法。从几何的角度说明了FPC 能够提高系统静态稳定极限，研究并仿真了FPC的接入位置和响应速度对静稳极限的影响，并比较了FPC 有功补偿、无功功率补偿对提高静稳极限的效果。研究了电力系统低频振荡问题及其危害，探讨了引起系统低频振荡的原因，并证明了FPC能够阻尼电力系统低频振荡。仿真结果验证了此结论的正确性。最后总结了FPC的应用，并就FPC的前景以及需要进一步开展的工作进行了展望。