电力系统次同步振荡非线性行为分析及其控制

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1、分类号：TM7密级：公开论文编号：2012021537贵州大学2015届硕士研究生学位论文电力系统次同步振荡非线性行为分析及其控制学科专业：电力系统及其自动化研究方向：电力系统安全与稳定控制导师：彭志炜教授研究生：郭莉萨中国﹒贵州﹒贵阳2015年5月贵州大学硕士学位论文摘要随着我国电力事业的发展，高压直流输电(HVDC)技术和串联电容补偿技术在远距离大容量输电的实现上得到了长远的进展。而串联电容补偿和电力电子技术的应用可能会带来的电力系统次同步振荡问题受到了广泛的关注，深入研究次同步振荡发生的机理与如何有效抑制次同步振荡有着重要的意义。本文首先介绍了次同步振荡的研究背景和研

2、究方法，分别阐述了引发次同步振荡的四种基本类型和产生机理。基于IEEE次同步振荡第一标准模型，进行了时域仿真分析。同时，利用复转矩系数法，通过比较机械系统和电气系统的阻尼特性，确定高压直流输电系统中是否可能会发生次同步振荡。以HVDC换流器的电压，电流开关函数为工具，解析地推导了HVDC整流器的交直流侧之间的次同步电气量相互传递关系，分析了当系统发生次同步振荡时，包括汽轮机轴系在内的整个动力系统状态量的次同步分量在系统的各个环节间的相互传递和变换关系。在此基础上，本文根据单通道阻尼方案设计了一种较为方便，易于工程实现的附加次同步阻尼控制器（SSDC）。该控制器对象为系统特定

3、的振荡模态，通过确定振荡能量最大的振荡频率，设计各个环节参数。以CIGRE高压直流输电模型为基础，在PSCAD仿真软件中进行了验证，仿真结果表明，本文所设计的SSDC能够有效的抑制次同步振荡。关键字：次同步振荡扭振模态复转矩系数法高压直流输电附加次同步阻尼控制器i贵州大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofourcountryelectricpowerindustry,High-voltagedirectcurrenttransmission(HVDC)technologyandSeriescapacitorcompensationtechn

4、ologygetthelong-termprogressontherealizationofthelargecapacitypowertransmissionoveralongdistance.Theapplicationofseriescapacitorcompensationandpowerelectronictechnologymayleadtosubsynchronousoscillationproblemofpowersystemhasbeenwidelyconcerned.Furtherstudyofthemechanismofsubsynchronousosc

5、illationandhowtoeffectivelysuppresssubsynchronousoscillationisofgreatsignificance.Thispaperfirstintroducedthesubsynchronousoscillationoftheresearchbackgroundandresearchmethods,respectivelyexpoundscausesubsynchronousoscillationoffourbasictypesandmechanism.BaseonthefirststandardIEEEsubsynchr

6、onousoscillationmodel,makeaanalysisintimedomainsimulation,meanwhile,usecomplextorquecoefficientmethod,bycomparingthedampingcharacteristicsofmechanicalsystemandelectricalsystem,determinethesubsynchronousoscillationinthehigh-voltagedirectcurrenttransmissionsystemstability.UseHVDCconvertervol

7、tage,electriccurrentswitchingfunctionforthetool,analyticallydeducedtheHVDCrectifierac/dcsideofthetransmissionrelationshipbetweenthetimesynchronizationbetweenelectricparameters.Whenthesystemsubsynchronousoscillationoccurs,includingsteamturbineshaftsystemofthewh