次同步谐振问题中参数特性分析及扰动清除时序影响研究

摘要

我国“西电东送”北通道电力的外送，主要采用远距离、大容量、较高串补度的输电模式。在这种输电模式中，多模态次同步谐振正成为威胁机组安全和电网稳定的现实难题。 本文以内蒙上都电厂串补输电工程为例，在分析多模态次同步谐产生原因的基础上，研究因机电扭振互作用所引发的次同步谐振参数特性，考察机组出力、电厂开机台数、线路投运数及负荷对次同步谐振的影响，提出规避次同步谐振的措施及建议；针对次同步谐振中暂态力矩放大现象的扰动清除时序影响因素，分析轴系冲击力矩的组成，对轴系冲击力矩作用下的轴系响应进行详细的推导，揭示了轴系力矩最大值和扰动清除时序的关系，仿真证明了结论的正确性和普适性。提出合理选择最佳故障切除时间，以减小因次同步谐振引起的轴系疲劳损坏。

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第一章 绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2次同步谐振研究方法

1.2.1频率扫描分析法

1.2.2特征值分析法

1.2.3复转矩系数法

1.2.4时域仿真法

1.3本文的主要工作

第二章 串联电容补偿输电系统模型研究及模态分析

2.1次同步谐振产生机理

2.1.1感应发电机效应

2.1.2机电扭振互作用

2.1.3暂态力矩放大现象

2.2基于特征值分析法的SSR线性化数学模型

2.2.1发电机电磁回路模型

2.2.2发电机轴系方程

2.2.3网络电磁方程

2.2.4励磁系统方程

2.2.5线性化过程推导

2.3基于PSCAD／EMTDC的时域仿真模型

2.4上都电厂串补工程仿真模型介绍及模态分析

2.4.1仿真模型介绍

2.4.2轴系模态分析

2.5小结

第三章 多模态次同步谐振及参数影响特性分析

3.1上都电厂多模态次同步谐振问题

3.2多模态次同步谐振分析

3.3紧凑型线路参数特性的影响分析

3.4机组出力对SSR稳定性的影响

3.4.1轴系机械阻尼分析

3.4.2机组出力影响分析

3.5电厂开机台数对SSR稳定性的影响

3.6线路投运数对SSR稳定性的影响

3.7承德负荷对SSR的稳定性的影响

3.8小结

第四章 暂态力矩放大现象中的故障切除时间影响分析

4.1轴系冲击力矩分析

4.2冲击力矩作用下的轴系扭振响应

4.2.1无阻尼二自由度模型描述

4.2.2强迫振动过程

4.2.3自由振动过程

4.2.4扰动清除时序影响

4.3时域仿真及分析

4.3.1仿真结果及比较

4.3.2串补电容引起的暂态力矩放大现象

4.4小结

第五章 结论

5.1结论

5.2工作展望

参考文献

致 谢

在学期间发表论文和参加科研情况