电力系统强迫功率振荡分析及抑制措施研究

摘要

低频振荡会严重影响电网的安全和稳定运行，根据负阻尼机理设计的电力系统稳定器(Power System Stabilizer，PSS)能够对低频振荡起到有效的抑制作用。随着电力系统不断发展，一些电网即使加装了PSS仍会出现功率振荡现象，传统研究多从励磁系统入手，研究表明汽轮机阀门控制系统也会引发电力系统低频振荡。部分低频振荡现象尚未明确产生的机理，一方面是由于电网结构复杂，运行方式多变;另一方面也与低频振荡监测手段不够全面，缺乏有力的实测数据支撑密切相关。
　　2013年，南方电网公司中电荔新电厂1号机组进行单顺阀切换操作时，系统发生低频振荡事故，振荡频率0.171Hz，严重影响了电网稳定运行。分析了汽轮机阀门流量特性，并根据实际运行工况，建立了励磁系统、调速系统和PSS模型，建立了考虑阀门流量特性的汽轮机系统模型。根据所建立模型在PSCAD/EMTDC中搭建了仿真平台，对模型有效性进行了验证，并对该次低频振荡事件进行了仿真重现和机理分析。
　　运用WVD对振荡信号进行变换，得到振荡信号的时-频分布，实现火力发电厂大型汽轮机调速系统侧低频振荡在线监测和预警，以促进振荡抑制措施的及时投入。设计了滤波器对调速系统侧振荡扰动源信号进行滤除，可以达到抑制振荡的作用，仿真证明了其有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 低频振荡机理分析

1．2．2 低频振荡分析方法

1．2．3 低频振荡抑制措施

1．3 本文的主要工作

第2章 电力系统机网耦合模型

2．1 前言

2．2 励磁系统模型

2．3 电力系统稳定器模型

2．4 调速系统模型

2．4．1 调速系统控制原理

2．4．2 数字电液控制系统模型

2．5 考虑阀门流量特性的汽轮机模型

2．5．1 阀门控制方式

2．5．2 阀门流量特性

2．5．3 汽轮机及其控制系统模型

2．6 本章小结

第3章 低频振荡的仿真重现与机理分析

3．1 低频振荡事故介绍

3．1．1 WAMS录波数据

3．1．2 振荡特征分析

3．2 振荡事故仿真重现

3．2．1 数字仿真平台

3．2．2 低频振荡仿真曲线

3．2．2 仿真结果分析

3．3 低频振荡机理分析

3．3．1 阀门流量特性分析

3．3．2 调节阀仿真曲线分析

3．3．3 机理分析

3．4 本章小结

第4章 低频振荡的监测与抑制

4．1 低频振荡WVD监测方法

4．1．1 振荡信号数据预处理

4．1．2 振荡信号的变换

4．1．3 振荡的监测和预警

4．1．4 算例分析

4．2 低频振荡抑制措施

4．2．1 抑制措施的流程与原理

4．2．2 算例分析

4．3 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及专利成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢